• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.49-64
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• 2014

해안 및 해양구조물 하부의 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 과잉간극수압(진동과잉간극수압과 잔류과잉간극수압의 합)이 크게 발생할 수 있고, 이어지는 유효응력의 감소에 따라 해저지반에 액상화가 발생될 수 있다. 일단, 지반액상화가 발생 및 진행되면 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아진다. 특히, 중력식구조물이 설치된 하부지반내에서는 파작용에 의한 큰 과잉간극수압과 작은 유효응력으로 부터 발생되는 지반액상화의 여부를 정확히 예측할 필요가 있고, 이러한 지반의 동적거동 특성은 설계에 충분히 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원수치파동수로를 불규칙파동장으로 확장한 수치해석법을 적용하여 해저지반상 및 구조물의 표면상에서 시간변동의 동파압과 유속에 의한 전단응력을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 해저지반응답용의 수치해석프로그램 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)에 입력치로 적용하여 해저지반내에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시공간적인 변화, 이로 인한 액상화, 그리고 지반의 시간변형과 구조물의 시간변위를 정량적으로 평가한다. 이로부터 해저면상에서 전단응력을 고려한 경우 구조물 전면의 하부해저지반에서 액상화 가능성을 확인할 수 있었고, 액상화된 토립자는 흐름에 저항력을 상실하므로 세굴로 이어질 것으로 판단된다. 따라서, 태풍시 고파랑의 작용이 장시간 지속되는 경우 구조물의 전면에서는 지반액상화로 인한 지반강도의 현저한 저하로 구조물의 진동변위가 더욱 크게 발생되고, 더불어 구조물의 안정성에 영향을 미칠 것으로 예상된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1A호
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• pp.25-33
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• 2011

본 논문에서는 폭발에 의한 폭풍파 및 파편 충돌하중을 받는 강판보강 콘크리트 패널의 충돌손상거동 수치해석이 수행된다. 폭발로 인해 발생되는 순간 동역학적인 충돌손상 메커니즘은 매우 복잡하며, 이에 대한 실험적 연구 또한 막대한 비용과 시설이 요구되기 때문에 explicit 유한요소해석 프로그램인 AUTODYN을 이용하여 수치적 연구가 수행된다. 그러나, 단일의 수치해석기법을 적용하여 폭풍파 및 파편의 충돌에 의한 손상거동을 명확히 모사하기에는 한계가 있다. 따라서 수치해석의 정확성 및 효율성을 높이기 위해 Euler-Lagrange, SPH(smoothed particle hydrodynamics)-Lagrange 기법을 커플링하는 복합적 수치해석(multi-solver coupling) 기법이 제안된다. 제안된 해석기법과 2차원 축대칭 모델을 적용하여 강판보강 유무에 따른 콘크리트 패널의 충돌손상거동 해석이 수행된다. 수치해석 결과 무보강 콘크리트 패널의 경우, 파편 충돌에 의해 파쇄 및 관통이 발생되었고 강판보강 콘크리트 패널의 경우 강도 및 강성의 증가로 인해 관통이 발생되지 않았고 최대처짐 및 파편억제효과가 나타났다. 해석결과는 기존의 실험결과와 비교하여 잘 일치되었고 제안된 복합적 수치해석 기법은 충돌손상에 대한 보강성능을 평가하는데 효과적으로 적용가능하다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제11권3호
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• pp.1-13
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• 2007

A semi-submersible drilling rig is regarded as one of the typical offshore structures operated in the field with moderate environments such as the Gulf of Mexico, Brazil, and West Africa. Its typical roll and pitch natural periods are around 30 seconds, which avoids prevailing regions of the wave energy spectrum, and their responses in waves are quite acceptable for common operation conditions. But large roll and pitch motions can be induced by wave difference frequency energy spectrum if the metacentric heights of a semi-submersible decrease to small values in some loading conditions, and it is because the roll and pitch natural periods increase and approach to the region where the spectral density of the low frequency wave drift moment has significant value. This paper describes the low frequency roll motion of a semi-submersible that are excited by the wave 2nd order difference frequency energy by a series of model experiments. From the model tests with several different initial metacentric heights (GM), it was observed that a semi-submersible can experience large roll motion due to the wave group spectrum.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.161-169
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• 2020

테트라포드로 피복된 경사식방파제 상부구조물에 파가 경사 입사할 때의 파력 변화를 관찰하기 위한 수리모형실험을 수행하였다. 입사파향은 0, 15, 30, 45° 4가지로 변화시켰으며 상부구조물 전면 및 하부면에 파압계를 부착하여 수평 및 연직파력을 계측하였다. 실험을 통해 입사각과 구조물 전면이 이루는 각도가 증가할수록 수평 및 연직 파력이 모두 감소함을 확인하였다. 실험자료 분석 결과로부터 입사파향에 대한 수평 및 연직 파력 감소율 산정식을 각각 제시하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권3호
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• pp.307-321
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• 2015

The primary objective of this study is to investigate the feasibility of an innovative surface-mount sensor, made of a piezoelectric disc (PZT sensor), as a consistent source for surface wave velocity and transmission measurements in concrete structures. To this end, one concrete slab with lateral dimensions of 1500 by 1500 mm and a thickness of 200 mm was prepared in the laboratory. The concrete slab had a notch-type, surface-breaking crack at its center, with depths increasing from 0 to 100 mm at stepwise intervals of 10 mm. A PZT sensor was attached to the concrete surface and used to generate incident surface waves for surface wave measurements. Two accelerometers were used to measure the surface waves. Signals generated by the PZT sensors show a broad bandwidth with a center frequency around 40 kHz, and very good signal consistency in the frequency range from 0 to 100 kHz. Furthermore, repeatability of the surface wave velocity and transmission measurements is significantly improved compared to that obtained using manual impact sources. In addition, the PZT sensors are demonstrated to be effective for monitoring an actual surface-breaking crack in a concrete beam specimen subjected to various external loadings (compressive and flexural loading with stepwise increases). The findings in this study demonstrate that the surface mount sensor has great potential as a consistent source for surface wave velocity and transmission measurements for automated health monitoring of concrete structures.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.195-203
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• 1997

본 논문에서는 충격이나 폭발하중에 의해 발생되는 응력파와 균열의 상호작용을 수치적으로 계산하였다. 수치해법으로는 응력파의 물리적 특징을 잘 재현시켜주는 Bicharacteristic Method가 사용되었다. 충격하중에 대한 동적응력확대계수 K/sub I/(t)가 수치해석적으로 시뮬레이션된 코오스틱곡선에 의해 계산되었으며, Kalthoff의 실험에 의해 얻어진 결과와 잘 일치함을 보여주었다. 또한 균열 주변에 구멍이 존재하는 경우에 응력파가 구멍의 효과에 의해 균열의 응력확대계수에 미치는 영향을 조사하였으며 실험과 비교하여 만족할만한 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.292-298
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• 1991

본 연구에서는 입자질량고적재(high particle mass loading)의 경우가 전혀 고려되지 않았으며, 이것은 물론 임팩터가 사용되는 대부분의 경우, 즉, 대기중입자를 포집하는 경우에 입자의 적재량이 미소하기 때문이다. 그러나 임팩터 혹은 이와 유 사한 기능을 하는 장치의 응용은 매우 광범위하여 이중에는, OWG(optical wave guide) 제작이나 페인트 스프레이(paint spray) 또 입자공급장치에서 큰 입자를 걸러 낼 때와 같이, 입자의 적재량이 큰 경우도 적지 않다. 이러한 입자질량 고적재인 경우에는 입자운동이 기체유동장을 변화시키며 이에 따라 입자운동 자체도 변화되어진다. 본 연구에서는 이러한 관계를 분석하여 입자질량의 적재량정도가 입자의 포집효율에 미치 는 영향을 밝혀내었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제4권2호
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• pp.149-167
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• 2004

Offshore platforms have to serve in harsh environments and hence are likely to be damaged due to wave induced fatigue and environmental corrosion. Welded tubular joints in offshore platforms are most vulnerable to fatigue damage. Such damages endanger the integrity of the structure. Therefore it is all the more essential to assess the capacity of damaged structure from the point of view of its safety. Eight internally ring stiffened fatigue damaged tubular joints with nominal chord and brace diameter of 324 mm and 219 mm respectively and thickness 12 mm and 8 mm respectively were tested under axial brace compression loading to evaluate the reserve capacity of the joints. These joints had earlier been tested under fatigue loading under corrosive environments of synthetic sea water and hence they have been cracked. The extent of the damage varied from 35 to 50 per cent. One stiffened joint was also tested under axial brace tension loading. The residual strength of fatigue damaged stiffened joint tested under tension loading was observed to be less than one fourth of that tested under compression loading. It was observed in this experimental investigation that in the damaged condition, the joints possessed an in-built load-transfer mechanism. A bi-linear stress-strain model was developed in this investigation to predict the reserve capacity of the joint. This model considered the strain hardening effect. Close agreement was observed between the experimental and predicted results. The paper presents in detail the experimental investigation and the development of the analytical model to predict the reserve capacity of internally ring stiffened joints.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권11호
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• pp.158-165
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• 2003

A specific experimental method, the Split Hopkinson pressure bar (SHPB) technique has been widely used to determine the dynamic material properties under the impact compressive loading conditions with strain rate of the order of 10$^3$/s∼l0$^4$/s. In this paper, dynamic deformation behaviors of rubber materials widely used for the isolation of vibration from structure under varying dynamic loading are determined by using plastic SHPB technique. A transition point to scope with the dynamic deformation behavior of rubber-like material is defined in this paper and used to characterize the specifics of the dynamic deformation of rubber materials.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1491-1494
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• 2003

A specific experimental method, the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) technique has been widely used to determine the dynamic material properties under the impact compressive loading conditions with strain-rate of the order of 103/s∼104/s. This type of test procedure has been used to examine the dynamic response of materials in various modes of testing. In this paper, dynamic deformation behaviors of rubber materials widely used for the isolation of vibration from varying structures under dynamic loading are determined using a Split Hopkinson Pressure Bar technique.