• 대한조선학회논문집
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• 제56권3호
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• pp.251-262
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• 2019

This paper is about design concept and simplified analysis method against dropped object events. The ships and offshore structures are exposed to various types of dropped object accidents such as laydown area struck by drill collar and topside deck hit by food container during their lifetime. Mitigation can be accomplished by proper facility layout and designing structures to safely absorb energy from accidental loads. It shall be designed to avoid loss of life, environmental pollution and loss of assets. Impact loads can lead to structural global collapse of the main structure or punching of a local barrier type structure with potential to escalate directly or indirectly to a global collapse of the structure. This study provides the background information on the issue of dropped object of the shipyard and also focuses on structural assessment of the local individual component such as deck plate, stiffener and web/girder by using simplified analysis method. The results of the simplified analysis method were compared with numerical results using non-linear finite element simulation.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권2호
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• pp.233-244
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• 2022

Following a loss of control, the impact against a road barrier in a turn predominates among the most severe motorcyclist accidents. These road restraint devices can be equipped with a motorcycle screen, the function of which is to restrain the rider and minimize the consequences of the impact in terms of the severity of injuries. The performance of these screens is evaluated by the European normative procedure EN1317-8, which specifies the test conditions, based on one or two configurations. In practice, however, these impact conditions are very diverse, difficult to extrapolate from accident analysis and therefore poorly investigated. This study is interested in improving knowledge of these impact conditions in terms of impact speed, impact angle and particularly position of the rider. A finite element model has been developed to simulate the dynamic behavior of the rider from loss of control to impact on the screen. Statistical analysis of the results shows a high variability of the impact conditions, in particular with regard to the direction of turn (to the right or to the left). Some improvements are suggested in order to overcome the limitations inherent in standard procedures.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.35-43
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• 2023

This study aims to evaluate the structural safety of a structural thermal barrier, installed inside the structure of a building and performed the role of a load-bearing element and an insulation simultaneously, contributing to the realization of net-zero buildings. To ensure the reliability of the analysis model, the analysis results derived from LS-DYNA were compared with the experimental results. Based on the results shown through the flexural experiment, the reliability of the thermal cross-section insulation structure model for slabs was validated. In addition, the effect of the UHPC block on the load support performance and its contribution to vertical deflection was verified.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권4호
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• pp.519-533
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• 2023

This work focuses on the dynamic analysis of thermal barrier coated straight and curved turbine blades modelled as functionally graded sandwich panel under thermal environment. The pre- twisted straight/curved blade model is considered to be fixed to the hub and, the complete assembly of the hub and blade are assumed to be rotating. The functionally graded sandwich composite blade is comprised of functionally graded face-sheet material and metal alloy core. The constituents' material properties are assumed to be temperature-dependent, however, the overall properties are evaluated using Voigt's micromechanical scheme in conjunction with the modified power-law functions. The blade model kinematics is based on the equivalent single-layer shear deformation theory. The equations of motion are derived using the extended Hamilton's principle by including the effect of centrifugal forces, and further solved via 2D- isoparametric finite element approximations. The mesh refinement and validation tests are performed to illustrate the stability and accurateness of the present model. In addition, frequency characteristics of the pre-twisted rotating sandwich blades are computed under thermal environment at various sets of parametric conditions such as twist angles, thickness ratios, aspect ratios, layer thickness ratios, volume fractions, rotational velocity and blade curvatures which can be further useful for designing the blade type structures under turbine operating conditions.

• 자동차안전학회지
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• 제15권4호
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• pp.39-47
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• 2023

Research on the safety of autonomous vehicle is being conducted in various countries, including the European Union, and computer simulation techniques so called 'Virtual Tool Chain' are mainly used. As part of the crash safety study of autonomous vehicle, 25 car to car collision scenarios were provided as a result of a real accident-based accident reproduction analysis study conducted by a domestic research institution, and a vehicle crash analysis was performed using the FE car to car model of the Honda Accord. In order to analyze the results of the car to car simulation and to construct a database, major crash parameters were selected as impact speed, angle, location, and overlap, and a method of defining them in an indexed form was presented. In order to compare the crash severity of each scenario, a value obtained by integrating the resultant acceleration measured by the ACU of the vehicle was applied. The equivalent collision test mode was derived by comparing the crash severity of the regulation test mode, 30 deg rigid barrier mode, in the same way.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.577-582
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• 2020

발전소에서 생산된 전기는 여러 단계의 변전과정을 거쳐 소비자에게 전달된다. 이 때 각 소비자에게 적합한 전압으로 송전하기 위해 초기 송전단계 및 산업단지 및 공장과 같은 고전압이 필요한 경우에 사용되는 초고압변압기는 권선 단부에서 고압의 불평등 전계가 형성되어 절연파괴의 위험을 내재하고 있다. 초고압변압기는 전압의 승압과 강압을 위해 권선, 철심이 가장 중요한 부품이다. 특히 권선의 경우 전압이 직접 인가되면서 전압의 크기를 변환하는데 핵심적인 역할을 한다. 이때 권선 단부는 그 형상에 의해 불평등 전계가 형성되고 특히 권선의 모서리에 높은 전계 스트레스가 발생한다. 이러한 불평등 전계에 의한 권선 단부의 전기적 응력을 분산하기 위하여 정전링을 사용하는데 이 정전링은 권선 상·하단 단부에 설치된다. 이러한 정전링을 설계하기 위해서는 다양한 변수를 고려하여야 하지만 그 중 정전링 곡률, 정전링 표면의 절연지 두께, 권선과 권선사이에 설치되는 배리어 수, 배리어 두께가 정전링에 발생되는 전계 스트레스에 어떠한 영향을 미치는지 유한요소법(Finite Element Method)을 통해 확인하였고 그 결과를 통해 정전링 설계 시 고려해야 할 사항을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.93-103
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• 2006

격납건물은 원자로 사고발생시 방사능물질의 외부 유출을 막는 최후의 방벽이므로 가동 중 원전의 격납건물에 대한 안전성평가는 반드시 수행되어야 된다. 이러한 맥락에서 이 논문은 원전 격납건물의 비선형해석을 위해 탄소성 모델을 바탕으로 개발된 8절점 가변형도 쉘 요소와 이를 이용한 구조물의 비선형해석에 대하여 기술하였다. 비선형해석을 위해 콘크리트의 압축거동에 Drucker-Prager 파괴기준을 적용하였고 파괴포락선의 형상을 결정짓는 재료매개변수는 이축응력 실험으로부터 도출하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화 고체기법과 횡 전단변형도를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도입하였고 쉘의 두께가 얇거나, 즉 종횡비가 작거나, 균일하지 않은 유한요소망을 사용할 경우 구조물의 강성이 과대하게 평가되는 묶임현상(locking phenomenon)을 제거하기 위해 본 논문에서는 가변형도법을 도입하였다. 개발된 철근콘크리트 쉘 요소의 성능검증을 위해서 벤치마크 테스트를 수행하였고 그 결과 이 논문에서 도출한 유한요소해석 결과는 실험결과와 잘 일치 하였다

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.549-558
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• 2012

본 논문에서는 레벨셋 방법을 이용하여, 소음을 차단하기 위한 음향 구조물의 형상 최적설계를 수행하였다. 형상 최적설계의 목적은 특정한 각도와 각속도로 입사되는 입사파에 대해서 음향 투과율(acoustic transmittance)이 최소가 되도록 음향 결정의 형상(inclusion shape)을 결정하는 것이다. 음향 결정 구조에서는 음향이 흩어져 있는 결정 구조에 의해서 굴절되기 때문에 결정 모양을 조정함으로써, 음향 거동을 제어할 수 있다. 본 연구에서는 음향 구조물로 결정이 수평방향으로는 주기적으로 무한히 분포하고 수직방향으로는 유한한 층간 구조를 가지고 있는 소음 방어벽(Noise barrier)을 고려한다. 주기적 구조물을 고려하기 때문에 결정의 좌와 우에 Bloch 이론을 적용해 주기적 경계조건을 부과하였고, 소음 방어벽 위와 아래에는 임피던스 행렬(impedance matrix)를 이용하여, 무한 균질 영역과 소음 방어벽 사이의 음파 투과를 모사하였다. 결정의 위상과 형상변화를 묘사하기 위해서 레벨셋 방법(level set method)을 사용하였다. 레벨셋 방법에서는 초기 영역을 고정시킨 상태에서, 레벨셋으로 표현되는 임시적 경계(implicit moving boundary)를 변화시킴으로써 복잡한 형상을 다룰 수 있다. 몇몇 수치적 예제를 통해, 제시된 방법의 적용성을 검증하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1146-1153
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• 2008

본 연구에서는 지하수 내 투수성 반응벽체(permeable reactive barrier, PRB)의 TCE 처리에 관한 모델링을 수행하여 trichloroethylene (TCE)의 농도, 컬럼의 단위 부피당 철 매질의 질량, 철환원균(iron-reducing bacteria, IRB)의 농도에 대하여 각각의 유기적인 관계를 고찰하였다. 1차원 이송 확산 반응 방정식을 MATLAB을 이용하여 이송, 확산, 그리고 분해 반응 등을 컬럼의 길이, 실험 수행 시간에 따라 모델하였으며, 유한차분법(finite differential method, FDM)으로 수치해를 구하였다. 영가철 및 2가 산화철은 TCE에 의한 반응항과 철환원균에 의한 반응 항으로 나누어서 식을 정리했다. TCE 주입농도는 10 mg/L로 설정하여 영가철 및 2가 산화철에 의한 각각의 관계를 모델링했다. 또한, 철환원균 농도와 산화철 환원 모델을 통해 철환원균의 농도에 따른 산화철 환원 효율을 해석했고, 이것이 전체 TCE 분해에 어떤 영향을 주는지 모델로 나타냈다. 영가철 컬럼에서는 TCE 제거 효율이 60시간에서 235시간 동안 99% 이상을 나타냈고, 1,365시간 이후에 1% 이하로 떨어졌다. 2가 산화철 컬럼의 경우 TCE와 반응을 시작한 210시간 이후에 평형을 이루었고, 85.3%의 일정한 제거 효율을 나타냈다. 모델의 결과에 따르면, 철환원균에 의한 2가 산화철의 경우 영가철보다 TCE 제거 효율이 떨어지지만 더 높은 제거수명을 가질 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.59-65
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• 2020

최근 VR(Virtual Reality) 게임 장르가 점점 더 대중화되고, 시장에서는 자체적인 독립 게임 장르로 자리 매김하고 있습니다. VR의 주요 장점은 플레이어와 가상세계 간의 장벽을 낮추어 몰입 형 경험을 제공한다는 것이다. 제안방법은 플레이어가 VR의 고유한 특성을 사용하여 시각적으로 몰입하고, 새로운 가상세계를 경험할 수 있는 게임을 개발하는 것을 목적으로 한다. 제안게임의 특징은 캐릭터가 제한된 범위의 시야만을 제공한다는 것이다. 이를 위해 윤곽선(Outline)을 이용하며, 이는 실루엣 윤곽선을 사용하여 만들게 된다. 이러한 제한적인 시야를 VR에 접목하고, 이를 통해 플레이어는 매우 몰입적인 방식으로 가상세계를 경험하게 된다. 또한 파티클 시스템과 함께 실루엣 윤곽을 만들기 위해 오큘러스 리프트(Oculus Rift)와 유니티(Unity 3D) 게임 엔진을 기본으로 하여 개발한다. 또한 객체 사이의 경계선 제거에 대해 자세히 설명을 하며 게임 개발 과정에 대해 소개한다.