• 소성∙가공
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• 제21권7호
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• pp.441-446
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• 2012

A sequential coupled field analysis of electromagnetic free bulging was performed by using FEM. A 2D axi-symmetric electromagnetic model based on the magnetic vector potential is proposed for the calculation of magnetic field and Lorentz's forces. The Newmark integration method is used to calculate the transient dynamic plastic deformation of sheet during free bulging. In the finite element model, the effect of sheet deformation on the electromagnetic field analysis is taken into consideration. In order to confirm the sequential electromagnetic-mechanical coupling analysis, an experiment with an electromagnetic forming apparatus was conducted. The results showed that the final bulge height of the sheet predicted from the proposed method is in good agreement with experimentally measured height.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.200-201
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• 2017

이 논문은 3D 순차적 CMOS 인버터 회로의 전기적 상호작용을 고려한 시뮬레이션을 제시하고자 한다. 상층 NMOS는 BSIM-IMG, 하층 PMOS에는 LETI-UTSOI 모델을 사용하여 전기적 상호작용이 잘 반영되는지 TCAD 데이터와 SPICE 데이터를 비교하였다. 트랜지스터 간의 높이가 작을 때 하층 게이트의 전압의 변화에 따라 상층 전류-전압 특성에 전기적 상호작용이 잘 반영되는 것을 확인하였다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제1권1호
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• pp.33-51
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• 2008

This paper investigates the modelling of coupled soil-structure interaction problems by domain decomposition techniques. It is assumed that the soil-structure system is physically partitioned into soil and structure subdomains, which are independently modelled. Coupling of the separately modelled partitioned subdomains is undertaken with various algorithms based on the sequential iterative Dirichlet-Neumann sub-structuring method, which ensures compatibility and equilibrium at the interface boundaries of the subdomains. A number of mathematical and computational characteristics of the coupling algorithms, including the convergence conditions and choice of algorithmic parameters leading to enhanced convergence of the iterative method, are discussed. Based on the presented coupling algorithms a simulation environment, utilizing discipline-oriented solvers for nonlinear structural and geotechnical analysis, is developed which is used here to demonstrate the performance characteristics and benefits of various algorithms. Finally, the developed tool is used in a case study involving nonlinear soil-structure interaction analysis between a plane frame and soil subjected to ground excavation. This study highlights the relative performance of the various considered coupling algorithms in modelling real soil-structure interaction problems, in which nonlinearity arises in both the structure and the soil, and leads to important conclusions regarding their adequacy for such problems as well as the prospects for further enhancements.

• 터널과지하공간
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• 제32권2호
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• pp.144-159
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• 2022

본 연구에서는 지반의 열-수리-역학적 복합거동을 모델링하기 위한 순차적 접근법 기반의 시뮬레이터를 개발하고 적용된 연계해석 알고리즘의 계산성능을 분석하였다. 본 연구의 순차적 연계해석에서는 다공성 매질의 열 및 유체거동 분석을 위한 오픈소스 기반의 OpenGeoSys 수치코드와 역학해석을 위한 상용 소프트웨어 FLAC3D가 연동되었다. 해석해가 주어진 열-수리-역학적 복합거동 문제를 토대로 개발된 시뮬레이터에 대한 벤치마크 테스트가 수행되었다. 적용된 벤치마크 문제는 완전포화된 지반 내 점열원 작용 시 지반거동(시간에 따른 온도, 간극수압, 응력, 변형 변화)과 관계된다. 해석해와 수치해석 시뮬레이션 결과를 비교 분석하고 연계해석 시뮬레이터의 적정성을 조사하였다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.127-142
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• 2024

수치해석 기법의 강건성은 다양한 모델링 조건에서 계산 성능이 유지되는 것을 의미하며, 새로운 해석기법 또는 수치코드는 벤치마크 테스트를 통해 강건성이 평가될 필요가 있다. TOUGH-FLAC 모델링 기법은 국내외적으로 이산화탄소 지중저장, 사용후핵연료 지층처분, 지열 개발 등 다양한 분야에 적용되었으며, 실험 계측자료, 다른 수치코드들과의 결과 비교를 통해 모델링 유효성이 분석되었다. 본 연구에서는 해석해를 갖는 열-수리-역학적 복합거동 문제를 토대로 TOUGH-FLAC 기법의 벤치마크 테스트를 수행하였다. 적용된 해석해는 완전히 포화된 지반에 점열원 작용 시 주변매질의 온도, 간극수압, 역학적 거동과 관계되며, 해석해와 수치모사 결과를 비교하여 TOUGH-FLAC 기법의 강건성이 평가되었다. 또한, 열-수리-역학 해석의 연계항, 유체 상변화, 시간증분이 복합거동 계산에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국음향학회지
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• 제39권2호
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• pp.77-86
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• 2020

본 연구에서는 날개 끝 와류 공동(Blade-Tip Vortex Cavitation, BTVC)과 이에 기인한 유동 소음을 예측하기 위하여 Eulerian/Lagrangian 연성 해석기법을 제안하였다. 제안한 방법은 크게 연속적인 4단계로 구성되며, 각각 전산유체역학을 이용한 유동장 모사, 와류모델을 이용한 날개 끝 와류의 재구성, 기포 동역학 모델을 이용한 BTVC의 생성, 그리고 음향상사법을 이용한 음향파 예측이다. 일반적으로 전산유체역학 자체가 지니는 고유한 수치감쇠와 과도한 난류 강도로 인해 와류 강도를 심각하게 작게 예측하므로, 유동방향의 날개 끝 와류는 와류모델을 사용하여 재생하였다. 다음으로 Reyleigh-Plesset 방정식에 기반한 기포 동역학 모델을 사용하여 BTVC의 발생과 변화를 모사하였다. 마지막으로 BTVC에 의한 유동소음을 각각의 구형 버블을 그 부피 시간변화율의 변화율에 크기가 비례하는 홀극원으로 모델링하여 예측하였다. 제안한 수치 방법의 유효성을 예측값과 측정값을 비교하여 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.468-479
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• 2019

최근 대두되고 있는 지하공간 활용의 필요성 증대에 따라 지하공간의 안정적인 활용을 위해서는 수리-역학적 복합거동에 대한 이해가 필수적이다. 본 연구에서는 향후 국내 다양한 현장 및 지중 조건을 고려한 연구를 수행하는데 도구가 될 수 있는 수치해석을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 이를 위해 지중의 유체역학과 열역학, 역학을 해석하는 과학 소프트웨어 중 하나인 OpenGeoSys와 지반의 여러 역학적 문제들을 해석하는데 전문성을 지닌 FLAC3D를 연계하기로 하였다. 연동해석 기법에 대한 조사를 통해 OpenGeoSys를 주(master)로, FLAC3D를 종속(slave)으로 하여 연계 해석하는 파일 기반의 순차적 연계 방식으로 알고리즘을 개발하였다. 또한, 개발된 시뮬레이터의 검증을 위해 포화된 상태에서의 단상 유체 거동과 관련한 Terzaghi의 압밀 문제를 벤치마크 모델로 선정하여 비교 검증을 수행하였으며, 해석적 해와 수치해석의 결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권2호
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• pp.59-67
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• 2016

본 논문에서는 해저 하이드레이트 퇴적층에서의 메탄가스 생산 과정에서 발생 가능한 생산정 주변 단층의 재활성화 가능성을 수치해석을 통해 평가하고 재활성화에 따른 미소지진 규모를 예측한 결과를 소개하였다. 가스 생산에 의한 하이드레이트 퇴적층의 유효응력 변화 및 역학적 변형은 TOUGH+Hydrate 코드와 FLAC3D 코드를 순차적으로 연계해석함으로써 시뮬레이션하였다. 단층면 재활성화 기준은 모어쿨롱(Mohr-Coulomb)법칙이 유효한 것으로 가정하였다. 30일간의 시험생산 해석 결과, 감압에 의한 공극압력 감소 및 유효응력의 증가가 주변 단층의 활성화를 일으킬 가능성은 크지 않은 것으로 나타났다. 초기응력 조건에 따른 활성화 가능성을 활동마찰각으로 평가한 결과로부터 수평응력에 비해 수직응력이 상대적으로 큰 정단층 응력조건(normal fault stress regime)에서 단층 재활성화 가능성이 상대적으로 큰 것으로 파악되었다. 또한, 정단층 응력조건에서 단층 재활성화에 기인한 유도지진 발생규모를 모멘트 크기(moment magnitude)로 추정할 경우, 모두 음(-)의 값을 보여 인간이 감지하지 어려운 수준의 미소지진에 해당하는 결과를 보였다. 다만, 본 해석은 하이드레이트 생산과정에서의 단층재활성화 가능성 평가를 목적으로 한 해석기법 구축 및 그 적용성을 소개할 목적으로 상당히 단순화된 지질구조 모델을 가정한 결과이므로, 향후 하이드레이트 시험 생산 및 상업 생산 지역에서의 상세 지질구조, 입력 물성 및 생산 설계조건을 반영한 해석에서는 상이한 결과를 보일 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.717-722
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• 2016

본 논문은 고장발생 초기 고장전류의 크기에 따라 피크전류제한 기능을 갖도록 하나의 철심에 기존 1차 코일과 2차 코일이 병렬로 연결된 초전도 소자 1과 추가적인 철심을 사용하여 3차 권선에 초전도 소자 2가 연결된 자기결합형 초전도한류기를 제안하였다. 이중 철심을 이용하여 코일 1과 코일 2간 병렬로 연결한 자기결합형 초전도한류기가 고장발생시 피크전류를 초전도 소자 1만이 분담하는 것을 확인할 수 있었다. 그 이유는 초기 사고전류의 순간적인 요소가 커서 초전도 소자 1이 ?치되어 작동하였으나, 코일 3에 흐르는 전류가 임계전류를 초과하지 않았고, 이로 인해 초전도 소자 2가 ?치되어 작동하지 않았기 때문이다. 사고 시 피크전류를 순차적인 초전도 소자로 제한하기 위해서는 코일 1이 낮은 자기인덕턴스 값을 갖고 있으면서도 코일 2보다 코일 3이 보다 높은 자기인덕턴스 값을 갖도록 설계해야 할 것이다. 또한, 고장 발생 초기 사고전류의 크기를 결정하는 고장조건 중의 하나인 1차 코일과 2차 코일간의 권선비가 0.25일 때 두 SFCL의 전류제한 및 회복특성에 대한 검증을 선로단락실험을 통해 분석되었다. 이 단락실험의 분석결과, 가극결선인 경우가 감극결선한 경우보다도 전류제한 및 회복특성이 더욱 우수함을 확인할 수 있었다.