• Geomechanics and Engineering
• /
• 제35권5호
• /
• pp.475-486
• /
• 2023

Ballast particles have an irregular shape and are discrete in nature. Due to the discrete nature of ballast, it exhibits complex mechanical behaviour under loading conditions. The discrete element method (DEM) can model the behaviour of discrete particles under a multitude of loading conditions. DEM is used in this paper to simulate a series of three-dimensional direct shear tests in order to investigate the shear behaviour of railway ballast and its interaction at the microscopic level. Particle flow code in three dimension (PFC3D) models the irregular shape of ballast particles as clump particles. To investigate the influence of particle size distribution (PSD), real PSD of Indian railway ballast specification IRS:GE:1:2004, China high-speed rail (HSR) and French rail specifications are generated. PFC3D built-in linear contact model is used to simulate the interaction of ballast particles under various normal stresses, shearing rate and shear box sizes. The results indicate how shear resistance and volumetric changes in ballast assembly are affected by normal stress, shearing rate, PSD and shear box size. In addition to macroscopic behaviour, DEM represents the microscopic behaviour of ballast particles in the form of particle displacement at different stages of the shearing process.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권1호
• /
• pp.243-250
• /
• 2014

기존의 신호교차로에 비해 상대적으로 효율적이고 안전한 것으로 평가되고 있는 회전교차로(roundabout)가 최근 전국적으로 설치 운영 중에 있으며 이에 따라 회전교차로의 효율성과 안전성을 개선하기 위한 다양한 연구가 수행 중에 있다. 본 연구에서는 현재까지 시도된 적이 없는 회전교차로와 커넥티드 차량(connected vehicle) 기법의 접목을 통해 Smart Roundabout이라는 새로운 개념의 첨단교통정보시스템을 개발하고 미시적 시뮬레이션을 이용하여 평가하고자 한다. Smart Roundabout은 교차로를 회전하는 차량에 장착된 단말기(on-board equipment, OBE)를 통해 차량들의 주행정보(위치, 속도, 차두시간 등)를 커넥티드 차량(connected vehicle) 기법을 통해 전달받고 회전교차로에 접근하는 차량 내부의 단말기를 통해 교차로 진입에 대한 상환판단을 도와 안전성을 확보함과 동시에 보다 짧은 차두시간(critical headway)을 구현하여 회전교차로의 용량을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한교통학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.89-97
• /
• 2007

고도의 산업화와 경제발전으로 인한 자동차 의존적인 교통체계는 도심의 교통혼잡, 에너지소비, 대기오염과 소음, 교통사고 등과 같은 많은 문제를 유발하고 있는 실정이다. 특히, 도심에서 자동차로 인한 대기오염은 과거 산업활동에 의해 발생된 공해문제보다 더욱 심각한 수준에 이르고 있다. 이에 본 연구에서는 미시적 시뮬레이션을 이용하여 자동차 배출가스 저감 효과를 파악하고 경제성 분석을 통해 도심지에서 대기오염을 최소화 하면서 차량 소통을 원활히 할 수 있는 교통정책이 무엇인지를 파악하였다. 그 결과, 차량 요일제가 투자비용이 없어 가장 효과적인 방법인 것으로 나타났으나 시민들에게 강제성을 부여함으로써 자동차 수요를 억제시키기 때문에 시민들과의 공감대 형성이 무엇보다 중요하며, 다른 대안들과 병행하여 추진하는 것이 효과적일 것이라는 결론을 얻었다. 향후 연구과제는 선호의식 조사를 통해 시민들이 생각하는 자동차 배출가스의 대기오염 영향을 조사하고 본 연구 결과를 통해 나타난 차량 요일제 도입시 참여 의사를 조사하여 실제 교통정책 도입 가능성 등을 파악하는 연구를 진행 해야겠다.

• Composites Research
• /
• 제17권3호
• /
• pp.1-7
• /
• 2004

최근 대형 복합재료 구조물 성형에 적합한 공정으로 주목받는 vacuum assisted RTM (VARTM) 공정에 있어, 보강섬유의 조직 내부에 잔류하는 공기를 제거하여 기공함유율을 낮추는 기술의 중요성이 인식되고 있다. 거대기공 혹은 불완전 함침영역은 부적절한 주입구 및 공기배출구의 위치, 혹은 금형의 형상에 의해 발생한다. 미세기공은 불균일한 수지 유동선단의 속도로 인해 유동선단 부분에서 집중적으로 형성되며, 금형충전 공정 도중 수지와 함께 이동한다. 성형이 완료된 제품내의 잔류 기공들은 완성품의 물리적 성질을 저하 및 제품의 파손을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 VARTM 공정에서의 기공의 형성 및 이동을 해석할 수 있는 통합된 거시적/미시적 해석 방법을 개발하였다. 수치해석 프로그램을 개발하여 VARTM 공정에서의 3차원 수지 유동을 해석하였으며, 그에 따른 거대기공 및 미세기공의 분포를 예측하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.167-175
• /
• 2013

PURPOSES : The objective of this study is to investigate the capability of the combined model of traffic simulation, emission and air dispersion models on the impact analysis of air quality of mobile sources such as vehicles. METHODS : The improvement of the quality of life brings about the increasing interest of the public environment. Many endeavors including the travel demand management, the application of the state-of-the-art ITS technologies, the promotion of eco-friendly vehicles have been tried in transportation area to reduce the modal emissions. Especially, it is expected that the increasing number of eco-friendly vehicles in the road network would be able to reduce the pipe-tail emissions tremendously. From this perspective, we have performed a study on the impact analysis of the popularization of the eco-friendly vehicle in the place of the fossil fuel energy powered vehicles on the surrounding air quality using the combined framework of microscopic traffic simulation, emission and air dispersion model. RESULTS : The combined model successfully captured the effect of moving to the eco-friendly vehicles on the air quality, and the results showed that the increasing usage of eco-friendly vehicles can improve the surrounding air quality tremendously and that the air dispersion model plays a crucial role in the investigation of the air quality change around the main corridor. CONCLUSIONS : This study demonstrated the capability of the combined model showing the spatio-tempral change of emission concentration.

• 대한교통학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.145-153
• /
• 2009

우리나라에서도 도로이용자 중심의 패러다임의 전환과 요구수준에 부합할 수 있는 고기능, 초고속환경의 도로건설의 필요성이 대두되고 있으며, 차세대 도로시장에 대한 수요도 급격히 증가할 것으로 예상되고 있다. 따라서 이러한 요구에 부응하기 위한 초고속주행환경의 고속도로 설계기준에 대한 검토 및 연구가 필요하게 되었다. 이에 본 연구에서는 최근 널리 사용되고 있는 미시적 시뮬레이터 중의 하나인 VISSIM을 이용하여 초고속 주행환경에 부합하는 고속도로 진 출입시설 적정 배치간격 설정을 위한 시뮬레이션 평가방법론을 정립하였다. 진출입시설 최소설치 간격에 대한 평가를 위하여 교통량, 설계속도, 차종비율, 진출입시설 이용 교통량 등을 고려하였다. 이에 따른 설치간격에 대한 평가를 위하여 교통상충, 안전성에 영향을 미치는 가속소음을 평가지표로 하여 각각의 설계기준에 따른 시나리오를 시뮬레이션을 이용하여 평가하였다. 분석결과 160kph 수준의 초고속 주행환경에서 교통안전을 고려한 진출입시설 최소설치간격 적정 값은 5km수준으로 평가되었다.

• Composites Research
• /
• 제19권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2006

적층 복합재료에 가해지는 저속충격에 의한 동적 거동 및 손상의 예측은 복합재 구조물의 설계에 중요한 문제가 되고 있다. 특히 저속충격에 의한 손상을 기술하기 위하여 적층판 내의 면내응력 뿐만 아니라 층간응력이 중요한 역할을 하는데, 기존의 전통적인 접근 방법은 이들을 효과적으로 기술하지 못하는 단점이 있다 본 논문에서는 이러한 동적거동 및 손상을 기술하기 위한 수치해석 모델로서 내부 미시구조를 고려한 직접수치모사(DNS)방법을 이용하여 DNS 모델을 구성하였다. 그리고 이를 저속충격 문제에 적용하여 저속충격에 의한 동적 거동 및 재료내의 층간응력 해석을 미시적으로 접근하였다. 이때 기존의 거시적인 접근 방법에 따른 균질모델의 결과와 비교 해석을 보였다. 한편 복합재료 적층판의 효율적인 저속충격해석을 위하여 DNS 개념을 적용한 멀티스케일 모델을 개발하여 기존의 균질화된 모델에서 보일 수 없었던 충격 부위의 국부적인 동적 거동을 효과적으로 기술하였다.

• 대한교통학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.214-222
• /
• 2015

계속되는 항공수요 증가와 국지적인 기상요인으로 제주국제공항은 우리나라 공항가운데 가장 높은 항공기 지연율을 보이고 있다. 현재의 항공수요 증가추세를 감안할 때 이러한 제주국제공항의 항공기 지연현상은 앞으로 더욱 악화되어 공항의 처리능력 한계에 다다를 것으로 예상된다. 공항의 처리능력을 가늠할 수 있는 활주로의 연간용량 산정은 장래 공항계획 수립을 위한 필수적인 작업이다. 하지만 현재 실무에서는 FAA에서 제시한 산정식을 적용하여 연간용량을 산정하고 있으나, 변수에 대한 명확한 정의가 이루어지고 있지 않아 사용자의 해석에 따라 상이한 결과값이 도출될 가능성이 있으며, 항공기의 지연이 고려되지 않는다는 점에서 실무적 제약이 내재되어 있다. 이러한 실무적 한계를 개선하기 위한 방법으로, 본 논문에서는 미시적 항공교통 시뮬레이션 모형을 활용하여 활주로를 이용하는 항공기의 평균 지연시간을 측정하고, 이를 기준으로 제주국제공항 활주로의 일일용량을 분석, 최종적으로 연간용량을 산정하는 방법을 소개하였다. 또한, 시뮬레이션 모형구축 및 검증을 위한 자료수집, 분석과정과 검증결과를 설명하였다. 제주국제공항의 일일용량 및 연간용량 분석 결과, 각각 약 460회, 약 169,000회로 산정되었다.

• 대한교통학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.109-125
• /
• 2004

교통량 등의 도로외적인 요인을 배제한 도로의 물리적 특성이 미치는 영향으로 인하여 운전자의 주행행태가 변하는 것을 자유속도의 예측을 통하여 파악할 수 있다. 또한, 예측된 자유속도는 도로설계의 적정성 평가와 교통류 시뮬레이션 프로그램의 차량속로 입력자료에 이용될 수 있다. 기존의 자유속도 예측모형들이 이용해오던 선형 및 다중회귀분석과 달리 본 연구에서는 비선형적인 특성의 표현이 가능하고 여러 가지 기술적인 응용에 통용되고 있는 인공신경망을 이용하여 자유속도를 예측하고자 하였다. 고속도로 기본구간중 단곡선부를 대상으로 수집된 속도자료를 이용하여, 도로설계요소 중에서 평면 종단선형을 고려하고 횡단면 구성 요소의 일부를 반영한 결과 95% 신뢰수준에서 통계적으로 유의한 자유속도 예측모형을 개발할 수 있었다. 모형의 곡선 시점 중점속도의 RMSE는 6.68, 10.06이고 $R^2$는 0.77, 0.65로 기존에 개발되어있는 모형들과 비교하여 우수한 모형으로 분석되었다. 모형은 곡선 시점 중점에서의 속도특성을 곡선반경 등의 평면선형요소와 종단선형 요소별로 도출할 수 있으며, 연구결과는 현재 기본구간에 설계요소와 무관하게 일률 적용되는 자유속도를 도로설계요소와 관련하여 현실적으로 세분화하여 이용할 수 있는 근거를 제시하고, 나아가 설계일관성평가와 교통류 시뮬레이션에 적용할 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제21권8호
• /
• pp.1291-1297
• /
• 1997

Elastic-plastic finite element(FE) simulation was performed for polycrystalline solids subjected to plane strain tensile loading. Using Asaro's double slip crystal plasticity model, the polycrystalline solids were modeled by assigning different initial slip directions to each grain. From the FE calculations, the microscopic deformation characteristics of polycrystalline solids were analyzed. Moreover, the effect of grain size and grain boundaries on the deformation characteristics were clarified.