• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제4권2호
• /
• pp.139-148
• /
• 1996

Vector algorithms and the relative importance of the four basic modules (computation of element stiffness matrices, assembly of the global stiffness matrix, solution of the system of linear simultaneous equations, and calculation of stresses and strains) of a finite element computer program for inelastic analysis of reinforced concrete shells are presented. Performance of the vector program is compared with a scalar program. For a cooling tower problem, the speedup factor from the scalar to the vector program is 34 for the element stiffness matrices calculation, 25.3 for the assembly of global stiffness matrix, 27.5 for the equation solver, and 37.8 for stresses, strains and nodal forces computations on a Gray Y-MP. The overall speedup factor is 30.9. When the equation solver alone is vectorized, which is computationally the most intensive part of a finite element program, a speedup factor of only 1.9 is achieved. When the rest of the program is also vectorized, a large additional speedup factor of 15.9 is attained. Therefore, it is very important that all the modules in a nonlinear program are vectorized to gain the full potential of the supercomputers. The vector finite element computer program for inelastic analysis of RC shells with layered elements developed in the present study enabled us to perform mesh convergence studies. The vector program can be used for studying the ultimate behavior of RC shells and used as a design tool.

• Computers and Concrete
• /
• 제32권3호
• /
• pp.313-326
• /
• 2023

The seismic safety of the shear wall structure can be assessed through seismic fragility analysis, which requires high computational costs in estimating seismic demands. Accordingly, machine learning methods have been applied to such fragility analyses in recent years to reduce the numerical analysis cost, but it still remains a challenging task. Therefore, this study uses the ensemble machine learning method to present an improved framework for developing a more accurate seismic demand model than the existing ones. To this end, a rank-based selection method that enables determining an excellent model among several single machine learning models is presented. In addition, an index that can evaluate the degree of overfitting/underfitting of each model for the selection of an excellent single model is suggested. Furthermore, based on the selected single machine learning model, we propose a method to derive a more accurate ensemble model based on the bagging method. As a result, the seismic demand model for which the proposed framework is applied shows about 3-17% better prediction performance than the existing single machine learning models. Finally, the seismic fragility obtained from the proposed framework shows better accuracy than the existing fragility methods.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.381-388
• /
• 2012

본 연구에서는 Steel Fiber를 원전 격납건물에 적용하기 위한 적용성 평가를 위해서 Steel Fiber가 삽입된 격납건물에 대한 지진위험도 평가를 수행하였다. Steel Fiber를 콘크리트에 삽입함으로써 콘크리트의 구조적 성능에서 취약점인 인장성능을 향상시킬 수 있고, 압축강도 및 전단강도도 증가시킬 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나 아직까지 원전 격납건물에 Steel Fiber를 적용하기 위한 노력은 진행되고 있지 않다. 재료적 우수성에도 불구하고 원전에 적용하기 위해서는 좀 더 많은 사용경험과 성능검증이 이루어져야 가능할 것이다. 따라서 본 연구에서는 원자력발전소 격납건물에 Steel Fiber를 사용하였을 경우, 격납건물의 지진안전성의 변화를 살펴보기 위하여 기존의 실험자료를 이용하여 취약도 평가를 수행하였다. 분석결과 Steel Fiber의 함유로 인하여 전단성능과 연성능력이 증가하여 지진취약도의 향상으로 나타났다. Steel Fiber함유량이 1.0%인 경우 지진내력이 10%가량 증가하는 효과를 얻을 수 있었다. 그러나 본 연구의 결과는 제한된 기존의 실험결과를 이용한 예비해석이므로 Steel Fiber의 실제 적용성을 적확하게 분석하기 위해서는 Steel Fiber가 함유된 다양한 콘크리트 부재실험을 통하여 그 물성의 변화를 파악하여야 할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권2호
• /
• pp.87-94
• /
• 2017

원자력발전소에서 철판이나 폴리머 라이너 판은 가스나 액체가 격남건물 외부로 누설되지 않도록 하기 위하여 채택되었다. 만일 어떤 사고가 발생하여 이 판이 손상을 입는 다면 콘크리트는 안전성 요구 측면에서 최후의 보루가 되어야 한다. 그 능력을 구명하기 위하여 본 논문에서는 시공이음의 유 무와 습윤조건 및 하중상태가 콘크리트의 누설저항성에 미치는 영향을 검토하기 위한 연구가 수행되었다. 실험결과로부터, 습윤상태에 시공이음이 있는 경우, 가스의 누설은 압력이 $1kg/cm^2$부터 시작되었으나 시공이음이 없는 경우는 $2kg/cm^2$부터 누설이 시작됨을 알 수 있었다. 또한, 기건 및 무재하 상태에는 시공이음의 유 무에 관계없이 콘크리트에 존재하는 가스의 통로가 일정하므로 누설량이 일정한 경향을 가지고 증가하였다. 최종적으로 재하상태에는 Okamoto et al.(1995)의 연구에서설명하는 바와 같이 누설량이 벽체의 두께에 반비례하므로 실제 발전소에 설치되는 벽체 두께를 고려하면 시공이음에 있어도 가스의 밀봉에는 문제가 없을 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제17권5호
• /
• pp.511-519
• /
• 2019

The concrete gravity dam is one of the most important parts of the nation's infrastructure. Besides the benefits, the dam also has some potentially catastrophic disasters related to the life of citizens directly. During the lifetime of service, some degradations in a dam may occur as consequences of operating conditions, environmental aspects and deterioration in materials from natural causes, especially from dynamic loads. Cumulative Absolute Velocity (CAV) plays a key role to assess the operational condition of a structure under seismic hazard. In previous researches, CAV is normally used in Nuclear Power Plant (NPP) fields, but there are no particular criteria or studies that have been made on dam structure. This paper presents a method to calculate the limitation of CAV for the Bohyeonsan Dam in Korea, where the critical Peak Ground Acceleration (PGA) is estimated from twelve sets of selected earthquakes based on High Confidence of Low Probability of Failure (HCLPF). HCLPF point denotes 5% damage probability with 95% confidence level in the fragility curve, and the corresponding PGA expresses the crucial acceleration of this dam. For determining the status of the dam, a 2D finite element model is simulated by ABAQUS. At first, the dam's parameters are optimized by the Minitab tool using the method of Central Composite Design (CCD) for increasing model reliability. Then the Response Surface Methodology (RSM) is used for updating the model and the optimization is implemented from the selected model parameters. Finally, the recorded response of the concrete gravity dam is compared against the results obtained from solving the numerical model for identifying the physical condition of the structure.

• 복합신소재구조학회 논문집
• /
• 제6권2호
• /
• pp.91-96
• /
• 2015

GRP pipe (Glass-fiber Reinforced Plastic Pipe) lines making use of FRP (Fiber Reinforced Plastic) are generally thinner, lighter, and stronger than the existing concrete or steel pipe lines, and it is excellent in stiffness/strength per unit weight. In this study, we present the result of field test for buried GRP pipes with large diameter(2,400mm). The vertical and horizontal ring deflections are measured for 387 days. The short-term deflection measured by the field test is compared with the result predicted by the Iowa formula. In addition, the long-term ring deflection is predicted by using the procedure suggested in ASTM D 5365(ANNEX) in the range of 40 to 60 years of service life of the pipe based on the experimental results. From the study, it was found that the long-term vertical and horizontal ring deflection up to 60 years is less than the 5% ring deflection limitation.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.567-578
• /
• 2002

본 논문은 8절점 고체요소를 이용하여 항공기 충돌에 의한 원전 격납건물의 동적 거동을 분석하고 그 결과를 기술하였다. 콘크리트의 재료적 특성을 표현하기 위하여 Drucker-Prager항복기준을 바탕으로 항복면과 파괴면을 형성하였다. 이때 항복면과 파괴면은 콘크리트의 소성변형이 누적되면 가변하는 것으로 가정하였다. 철근의 재료특성은 변형도에 의존적인 탄성/점소성모델을 이용하여 표현하였다. 표준고체요소의 성능저하를 방지하기 위하여 Hughes가 제시한 B bar법을 바탕으로 변형도-변위관계 행렬을 형성하였다. 동적 시간이력해석을 수행하기 위하여 안정적인 수렴성을 가지는 암시적인 Newmark법을 도입하였다. 마지막으로 시간이력해석을 통하여 콘크리트 균열변형도의 수준과 충돌하는 항공기의 종류에 따른 격납건물의 동적거동변화를 조사하고 이를 정량적으로 기술하였다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.139-165
• /
• 2019

한국원자력연구원에서 개발 중인 해체기술 현황 및 전망에 대해 기술하였다. 특히, 해체의 핵심기술인 제염, 원격절단, 해체 폐기물처리 및 부지 복원 분야를 중점적으로 다루었다. 제염기술로는 부품제염과 원자력시스템제염 부분을 고찰하였고, 원격절단기술 관련해서는 절단기술, 원격제어 및 해체공정 모사기술이 다루어졌다. 해체 폐기물처리기술 관련해서는, 비록 해체 후 다양한 폐기물이 발생하지만, 주 폐기물인 금속, 가연성폐기물과 난처리성 특수 폐기물인 고염 고방사성 폐액, 유기혼성폐기물 및 우라늄 복합폐기물 처리기술 등을 주로 기술하였다. 마지막으로, 해체부지 복원 분야에서는 방사선 측정, 부지재이용의 안전성평가 그리고 부지 복원기술 등을 중점적으로 기술하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제49권7호
• /
• pp.1547-1554
• /
• 2017

VESTA (Verification of Ex-vessel corium STAbilization) and VESTA-S (-small) test facilities were constructed at the Korea Atomic Energy Research Institute in 2010 to perform various corium melt experiments. Since then, several tests have been performed for the verification of an ex-vessel core catcher design for the EU-APR1400. Ablation tests of an impinging $ZrO_2$ melt jet on a sacrificial material were performed to investigate the ablation characteristics. $ZrO_2$ melt in an amount of 65-70 kg was discharged onto a sacrificial material through a well-designed nozzle, after which the ablation depths were measured. Interaction tests between the metallic melt and sacrificial material were performed to investigate the interaction kinetics of the sacrificial material. Two types of melt were used: one is a metallic corium melt with Fe 46%, U 31%, Zr 16%, and Cr 7% (maximum possible content of U and Zr for C-40), and the other is a stainless steel (SUS304) melt. Metallic melt in an amount of 1.5-2.0 kg was delivered onto the sacrificial material, and the ablation depths were measured. Penetration tube failure tests were performed for an APR1400 equipped with 61 in-core instrumentation penetration nozzles and extended tubes at the reactor lower vessel. $ZrO_2$ melt was generated in a melting crucible and delivered down into an interaction crucible where the test specimen is installed. To evaluate the tube ejection mechanism, temperature distributions of the reactor bottom head and in-core instrumentation penetration were measured by a series of thermocouples embedded along the specimen. In addition, lower vessel failure tests for the Fukushima Daiichi nuclear power plant are being performed. As a first step, the configuration of the molten core in the plant was investigated by a melting and solidification experiment. Approximately 5 kg of a mixture, whose composition in terms of weight is $UO_2$ 60%, Zr 10%, $ZrO_2$ 15%, SUS304 14%, and $B_4C$ 1%, was melted in a cold crucible using an induction heating technique.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.276-284
• /
• 2022

이 연구에서는 원전해체 폐콘크리트 미분말을 방사성 폐기물 처분용 고화제로 재활용하기 위한 인수기준 성능 및 레올로지 특성을 분석하였다. 고화제는 방사성 콘크리트 미분말을 모사하여 사용하였으며, 시험체는 증류수, CoCl₂, CsCl 1 mol 수용액을 배합수로 사용하여 제작하였다. 골재 미분말 혼입율 및 혼합수의 종류에 관계없이 재령 28일 압축강도 성능기준 3.45 MPa를 만족하였다. 모든 시험체는 침수강도 기준을 만족하였고 열순환 압축강도는 Plain-50을 제외한 모든 시험체에 대하여 인수기준을 만족하였다. 고화제의 레올로지 특성을 평가한 결과, 골재 혼입율이 증가할수록 항복응력과 소성점도가 감소함을 알 수 있었다. 모든 시험체의 코발트와 세슘에 대한 침출지수는 6 이상으로 인수기준을 만족하였다. 방사성 폐기물 처분용 고화제의 안정적인 성능을 확보하기 위해서는 고화제 내의 골재 성분은 40 % 이하로 사용하는 것이 효과적인 것으로 판단된다.