• 한국지진공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.11-22
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• 2010

이 논문에서는 댐-호소계의 선형 및 비선형 지진응답 해석을 시간영역에서 엄밀히 수행할 수 있는 해석법을 제시하였다. 댐-호소계는 (1) 선형 또는 비선형으로 거동하는 댐체와 (2) 깊이가 균일하다고 가정한 호소 원역 및 (3) 댐체와 호소 원역 사이 불규칙한 형상의 근역의 세가지 부구조물로 구성된 연계 시스템으로 정식화되었다. 댐체는 선형 또는 비선형 유한 요소로 모델링되고, 호소 원역은 무한 영역으로의 에너지 방사를 엄밀하게 표현할 수 있도록 주파수영역에서 개발된 변위기반 전달경계를 시간영역에서의 포갬적분으로 변환하여 시간증분법과 결합이 용이하게 하였다. 호소 근역을 댐체와 호소 원역이라는 두 개의 부구조물 사이에 저장된 압축성 유체로 모델링하였다. 이 논문에서는 세 개의 부구조물로 구성되는 댐-호소계에 대해 비선형 시간영역 해석을 용이하게 하는 시간증분법을 유도하여 제시하였고 개발된 해석법을 다양한 형상의 댐-호소계의 지진응답 해석에 적용하여 그 정확성을 검증하였다. 이에 추가하여 제시한 기법을 콘크리트 댐의 비선형 지진응답 해석에 적용하여 손상 정도와 부위를 해석 결과로서 보여주었으며 동시에 제시한 기법이 내진성능 평가 등 실무에 바로 활용될 수 있음을 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.61-70
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• 2003

사력댐은 점토부터 사석에 이르는 다양하고 복합적인 재료로 구성되어 있고, 이에 따른 제체의 투수성 차이 등으로 인해 건설 후의 거동양상은 아주 복잡하게 나타난다. 특히, 건설 이후 계절적 강우 차이로 야기되는 수위변화는 댐의 거동변화를 야기하며, 이런 특성들은 결과적으로 건설 후 댐 거동의 정형화를 어렵게 한다. 건설 후 댐의 거동은 저수위의 변화, 제체침투 등으로 인해 시간 의존적이며 이러한 거동이 건설 후 댐의 열화현상과 어떠한 관계가 있는가를 조사해보는 것은 중요한 의미가 있다. 건설 후 댐 거동정보는 댐 관리는 물론 설계에도 아주 유용한 정보로써 활용될 수 있다. 본 연구에서는 건설 후 발생 가능한 다양한 수위변화조건을 담수, 수위하강, 반복수위의 형태로 이상화하고, 수위변화속도에 따른 시간의존성 거동을 모델링하기 위하여 변위-간극수압의 결합방정식을 이용한 유한요소 해석을 수행하였다. 해석결과는 하중전이, 수압할렬의 가능성, 응력경로 변화 등의 관점에서 분석하였다. 본 연구결과로부터 실제 댐파괴 사례로부터 발견되는 지반공학적 문제에 대한 정량적 이해와 건설 후 댐관리에 있어 댐에 잔존하는 역학적 능력을 고려하여 수위를 제어하는 것이 중요함을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권2호
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• pp.33-44
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• 1988

1980년에 완공된 대청댐은 콘크리트댐과 석괴댐으로 혼합된 복슴댐으로서 결합부에는 제체에서 가장 취약한 곳인 원합면이 존재하므로 댐 건설시 계측기를 매설하여 토려 및 간극수려을 계속 측 정하고 있다. 본연구에서는 해석적 방법으로 평면변형하에서 건설단계를 하중증분형태로 보는 비선형증가 유한 요소해석방법을 적용하였으며, 이에 대한 심벽재료의 파라미터들은 토취장에서 채취한 점토를 현장 밀도 및 함수비로 다진후 삼축압축시험을 실시하여 추정하였고 휠터 및 제각부의 파라미터들은 관계 문헌을 이용하여 추정하였다. 비교분석결과 심벽부의 토압은 대체적으로 예측치와 실측치가 일치하는 경향을 보였으나 제설부에서는 다소의 차이가 있었다. 또한 간선수압 모델은 심압부의 간선수압예측에 좋은 결과를 보여 주었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.427-435
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• 2021

환경시설물, 댐과 같은 유체를 저장하는 시설물을 대상으로 엄밀하게 지진 거동을 평가하기 위해서는 유체-구조물 상호작용을 고려한 해석이 필요하다. 특히, 댐-호소 계와 같이 상류 방향으로 무한 영역을 가지는 경우에는 이를 적절히 고려해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 댐-호소 계와 같은 반무한 유체 영역을 갖는 시스템을 대상으로 무한 영역의 파전파 해석 및 유체-구조물 상호작용 해석을 위한 실용적인 수치 모형을 제시하였다. 시간영역에 적용가능한 방법으로 정확하면서도 경계적인 해석이 가능하다. 무한 유체 영역에 대해서는 일반 acoustic finite element 대신 작은 개수의 mid-point integrated acoustic finite element를 적용하고 최종 경계에는 점성경계를 부과한다. 제안하는 방법의 유효성과 정확성을 검증하기 위해 강체 댐체를 가정한 반무한 호소계를 대상으로 적용하는 요소의 개수, 모델링 영역 크기 등을 매개변수로 해석해와 비교·검증하였다. 제안된 방법을 적용하여 댐-호소 계의 유체-구조물 상호작용을 부가질량을 사용하는 경우와 비교하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.31-40
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• 2009

본 논문에서는 현장 강제진동실험에서 측정된 수문의 고유진동수를 수치 시뮬레이션을 통해 얻은 대응 값과 비교하는 과정을 반복하여 수문의 부가질량을 보정하는 방법을 설명하였다. 보정된 부가질량이 수문의 내진성능평가에 미치는 영향을 평가하기 위하여 현장 강제진동실험이 행해진 수문을 대상으로 지진해석을 수행하였으며, Westergaard 부가질량을 사용한 수문의 수치모형이 실측 자료로 보정된 부가질량을 사용한 경우보다 최대 지진력과 최대 변위에서 상대적으로 큰 값을 산출하는 결과를 보여주었다.

• Wind and Structures
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• 제30권6호
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• pp.649-662
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• 2020

The existence of a dam has potential effects on the surrounding wind environment especially when it is located in mountainous areas. In this situation, the long-span bridge over the reservoir can easily be exposed to non-uniform incoming flows, affecting its wind-resistance performance. This paper presents a study on the aerostatic stability of such a bridge. Wind tunnel tests were first carried out to investigate the wind environment above a mountainous reservoir. The results show that the angle of attack and the wind speed along the bridge axis show obvious non-uniform characteristics, which is related to the inflow direction. When winds come from the south where the river is winding, the angle of attack varies along the span direction significantly. The finite element model for the bridge was established using ANSYS software, and effects of non-uniform wind loads on the aerostatic stability were computed. Non-uniform angle of attack and wind speed are unfavorable to the aerostatic stability of the bridge, especially the former. When the combined action of non-uniform angle of attack and wind speed is considered, the critical wind speed of aerostatic instability is further reduced. Moreover, the aerostatic stability of the bridge is closely related to the dam height.

• 한국습지학회지
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• 제8권1호
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• pp.73-82
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• 2006

본 연구에서는 홍수시 낙동강 유역에서 발생하는 수위거동양상을 분석하기 위해서 수리학적 하도추적모형을 적용하였다. 이를 위해 Saint-Venent 식의 가중 4점 음해법 유한차분해를 구하는 FLDWAV모형을 적용하는 방법을 제시하였다. 또한 합리적인 댐관리를 위해서 상류 댐방류량에 따른 하류부의 홍수도달시간에 대해서도 검토하였다. 모의 결과 수리학적 모형에 의한 방류량의 도달시간을 산정하기 위해서는 여러 가지 가정과 제한조건에 따른 방류시간산정이 수반되어야 할 것으로 판단되었다. 본 연구에서 구축된 모형을 적용함으로서 하류하천의 영향을 고려한 합리적인 댐방류 의사결정의 지침을 제공하며, 홍수시 하천에서의 과학적인 수리학적 분석이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.881-891
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• 2008

국내 최초로 시공되는 롤러다짐 콘크리트 댐(RCD)의 온도균열 관리방안 수립하기 위하여 RCD 공법의 시공특성인 층(layer) 타설 방식을 고려하여, 댐체의 온도분포 및 온도응력 해석을 수행하였다. RCD 공법은 수 백 개의 시공단계로 구성되어 있고, 실제 타설 층을 시공단계로 해석하는 것과 6층을 한 시공단계로 시공하는 경우를 비교하여 해석 단계의 단순화 가능성을 검토하였으며, 단위시멘트량이 $130kg/m^3$ 내외로 발열량이 매우 작은 RCD 배합의 경우에도 여름철에는 온도균열 지수가 1.0 이하로 나타나 온도관리의 필요성을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.291-298
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• 2006

전기비저항 탐사법은 저수지 누수구간 탐지에 매우 효과적이고 실질적인 물리탐사법이다. 일반적으로 저수지 제체의 마루에서 수행되는 전기비저항 탐사는 저수지가 2차원 구조를 갖고 있다고 가정한다. 하지만 저수지 제체에서 수행되는 전기비저항 탐사 자료는 저수지의 3차원 지형에 의해 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 유한요소법을 사용하는 3차원 전기비저항탐사 모델링 프로그램을 통하여 저수지의 3차원 구조가 전기비저항 탐사자료에 미치는 영향을 평가하였다. 제체의 상류사면, 상류쪽 마루, 마루중앙, 하류쪽 마루와 하류사면에 위치한 측선에서 얻어진 전기비저항 탐사자료를 비교하였다. 3차원 효과는 측선의 위치에 따라 서로 다른 양상을 보였으며, 측선이 하류사면 쪽에 위치할 경우 그 영향이 더 크게 나타났다. 또한 지형효과보다는 저수지를 구성하는 요소들의 전기비저항 값이 전기비저항 탐사자료에 더 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 마지막으로 누수구간이 존재하는 제체에 대한 3차원 모델링 자료에 대하여 2.5차원 역산을 수행하여 2차원 전기비저항 탐사법을 이용한 누수구간 탐지의 가능성을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권9호
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• pp.1230-1243
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• 1997

A numerical technique for simulating incompressible viscous flow with free surface is presented. The flow field is obtained by penalty finite element formulation. In this work, a modified volume of fluid (VOF) method which is compatible with 4-node element is proposed to track the moving free surface. This scheme can be applied to irregular mesh system, and can be easily extended to three dimensional geometries. Numerical analyses were done for two benchmark examples, namely the broken dam problem and the solitary wave propagation problem. The numerical results were in close agreement with the existing data. Illustrative examples were studied to show the effectiveness of the proposed numerical scheme.