• Wind and Structures
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• 제3권4호
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• pp.243-253
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• 2000

To develop galloping suppression devices, it is important to understand the effects of wind turbulence on galloping and to establish an evaluation method which takes 'large conductor deformations' into account. This paper introduces some findings on galloping in gusty wind obtained by numerical simulation using a model based on the Mogami Test Line of the Tokyo Electric Power Co. The equations of motion of the conductor are based on the Lagrangian formulations by Simpson, and they are made discrete in accordance with a finite element method.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.57-63
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• 2019

서울시에서 2010년부터 2016년까지 발생한 도로함몰 발생 건수는 총 4,737건으로 매년 증가하여 사회문제도 대두되고 있다. 특히 도로함몰은 충적층이 두껍게 분포하는 송파구와 구로구에 집중되어 나타나는데 이는 하수관로 또는 지하철이 통과하는 지역의 지반특성이 큰 영향을 미치기 때문이다. 도로함몰에 대한 대책방안을 수립하기 위해서는 누수가 발생하는 구간에서의 지반특성과 지반거동의 관계를 정확하게 규명하는 것이 필요하다. 이 논문에서는 충적층에 가장 흔하게 나타나는 사질토와 점성토를 대상으로 개별요소법 프로그램 중 하나인 EDEM 프로그램을 이용하여 지층 내 공동의 위치 및 크기를 달리하여 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 점성토 지반보다 사질토 지반에서 함몰 규모가 크게 발생한 것으로 나타났으며, 점착력이 없는 사질토 지반에서는 지하 공동의 깊이가 깊고 지하 공동의 규모가 증가할수록 도로함몰이 쉽게 발생하는 양상을 보인 반면, 점착력이 있는 점성토 모델에서는 지하 공동의 깊이가 얕을수록 도로함몰이 쉽게 발생하는 양상을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권5호
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• pp.569-582
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• 2018

Effects of crack separation, bridge area, on the tensile behaviour of concrete are studied experimentally and numerically through the Brazilian tensile test. The physical data obtained from the Brazilian tests are used to calibrate the two-dimensional particle flow code based on discrete element method (DEM). Then some specially designed Brazilian disc specimens containing two parallel cracks are used to perform the physical tests in the laboratory and numerically simulated to make the suitable numerical models to be tested. The experimental and numerical results of the Brazilian disc specimens are compared to conclude the validity and applicability of these models used in this research. Validation of the simulated models can be easily checked with the results of Brazilian tests performed on non-persistent cracked physical models. The Brazilian discs used in this work have a diameter of 54 mm and contain two parallel centred cracks ($90^{\circ}$ to the horizontal) loaded indirectly under the compressive line loading. The lengths of cracks are considered as; 10 mm, 20 mm, 30 mm and 40 mm, respectively. The visually observed failure process gained through numerical Brazilian tests are found to be very similar to those obtained through the experimental tests. The fracture patterns demonstrated by DEM simulations are mostly affected by the crack separation but the tensile strength of bridge area is related to the fracture pattern and failure mechanism of the testing samples. It has also been shown that when the crack lengths are less than 30 mm, the tensile cracks may initiate from the cracks tips and propagate parallel to loading direction till coalesce with the other cracks tips while when the cracks lengths are more than 30 mm, these tensile cracks may propagate through the intact concrete itself rather than that of the bridge area.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권1호
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• pp.103-113
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• 2023

This study focused on understanding the relationship between the design of a tunnel boring machine disc cutter ring and its rock-breaking efficiency, as well as the applicable conditions of different cutter ring types. The discrete element method was used to establish a numerical model of the rock-breaking process using disc cutters with different ring types to reveal the development of rock damage cracks and variation in cutter penetration load. The calculation results indicate that a sharp-edged (V-shaped) disc cutter penetrates a rock mass to a given depth with the lowest load, resulting in more intermediate cracks and few lateral cracks, which leads to difficulty in crack combination. Furthermore, the poor wear resistance of a conventional V-shaped cutter can lead to an exponential increase in the penetration load after cutter ring wear. In contrast, constant-cross-section (CCS) disc cutters have the highest quantity of crack extensions after penetrating rock, but also require the highest penetration loads. An arch-edged (U-shaped) disc cutter is more moderate than the aforementioned types with sufficient intermediate and lateral crack propagation after cutting into rock under a suitable penetration load. Additionally, we found that the cutter ring wedge angle and edge width heavily influence cutter rock-breaking efficiency and that a disc cutter with a 16 to 22 mm edge width and 20° to 30° wedge angle exhibits high performance. Compared to V-shaped and U-shaped cutters, the CCS cutter is more suitable for soft or medium-strength rocks, where the penetration load is relatively small. Additionally, two typical case studies were selected to verify that replacing a CCS cutter with a U-shaped or optimized V-shaped disc cutter can increase cutting efficiency when encountering hard rocks.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.48-53
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• 2010

A computerized design system of axial fan is developed for constructing 3-D blade geometry and predicting both aerodynamic performance and noise. The aerodynamic blading design of fan is conducted by blade angle distribution, camber line determination, airfoil thickness distribution and blade element stacking along spanwise distance. The internal flow and the aerodynamic performance of designed fan are predicted by the through-flow modeling technique with flow deviation and pressure loss correlations. Based on the predicted internal flow field and performance data, fan noise is predicted by two models for discrete frequency and broadband noise sources. The present predictions of the flow distribution, the performance and the noise level of actual fans are well agreed with measurement results.

• 대한교통학회지
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• 제33권2호
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• pp.204-213
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• 2015

지하철 역사 공간 내 보행교통류의 혼잡 상황은 역사의 이용효율을 저해시킨다. 특히 방향별 동선의 미분리로 인한 보행자간 상충은 보행자의 이동저항을 증가시키며 통행시간과 안전사고에 부정적인 영향을 끼치게 된다. 본 연구에서는 미시적 움직임에 기반한 양방향 보행교통류의 통행 특성을 분석하였으며, 동선 분리로 인한 운영상의 효과를 분석하는 모형을 개발하였다. 이산요소법에 따라 역사 공간을 2차원 grid 구조로 해석하였으며, 각 grid에 존재하는 cell 별로 보행자의 움직임이 이루어진다고 보았다. 그 결과 양방향 보행교통류가 상충하는 상황에서는 동선을 분리시키고, 우측통행을 유도하여 보행자들의 진행 방향을 정돈시키는 경우가 가장 효율이 좋은 것으로 분석되었다. 이에, 동선 분리 시스템을 적용하여 보행편의 및 이동성을 증진시키기 위한 시사점을 제시하고자 한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권4호
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• pp.453-463
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• 2018

Three points bending flexural test was modelled numerically to study the crack propagation in the pre-cracked beams. The pre-existing double internal cracks inside the beam models were considered to investigate the crack propagation and coalescence paths within the modelled samples. Notch configuration effects on the failure stress were considered too. This numerical analysis shown that the propagation of wing cracks emanating from the tips of the pre-existing internal cracks caused the final breaking of beams specimens. It was also shown that when two notches were overlapped, they both mobilized in the failure process and the failure stress was decreased when the notches were located in centre line. However, the failure stress was increased by increasing the bridge area angle. Finally, it was shown that in all cases, there were good agreements between the discrete element method results and, the other numerical and experimental results. In this research, it is tried to improve the understanding of the crack propagation and crack coalescence phenomena in brittle materials which is of paramount importance in the stability analyses of rock and concrete structures, such as the underground openings, rock slopes and tunnel construction.

• 대한공간정보학회지
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• 제17권3호
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• pp.115-120
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• 2009

기존의 도화사 수작업에 의한 기준점기반 항공삼각측량 기법은 전통적인 사진측량에서 유용하게 이용되어 왔으나, 자동화된 수치사진측량 기법이 확산되면서 기존방법의 문제점이 대두되었다. 따라서 본 논문은 보다 발전된 자동화 기술 개발을 위하여 상위 레벨인 선형객체들을 이용한 항공삼각측량 가능성을 제시하고 검증하고자 하였다. 최근에 발달된 선형 객체 추출기법 알고리즘은 보다 정확한 선형 객체 추출기법을 제공하였지만, 포인트 추출기법에 비하여 추출하기 어려운 단점이 존재한다. 따라서 본 논문은 이를 극복하기 위하여 수동 디지타이징이나 에지 연산자를 통하여 쉽게 획득되는 포인트를 이용하여 상위레벨 선형객체를 생성하고, 이를 통해 지형공간정보 이용 가능성을 높이고자 하였다. 본 연구 결과를 통해 진화하고 있는 컴퓨터 환경에 적합한 선형객체를 이용한 항공삼각측량 기법을 발전시킬 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권1호
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• pp.120-130
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• 1994

본 연구의 목적은 반목하중을 받는 철근콘크리트 부재의 이력거동을 적절히 예측할 수 있는 해석모델을 구축하고 기존 연구자들의 실험결과를 분석하여 부재의 다양한 이력거동을 예측할 수 있는 이력모델을 제안하는데 있다. 이력모델의 구축에는 골조의 동적해석에 정량적으로 사용할 수 없는 변수들을 배제함으로써 6개 자유도를 갖는 평면 프레임의 비선형 동적해석에 적용가능한 해석요소를 개발하였다. 해석모델은 소성힌지부를 단일 스프링으로 치환한 분리선형요소 모델을 사용하였으며 부재의 길이방향 철근 배근상태에 따라 소성힌지부의 이동을 고려할 수 있도록 하였다. 기존 연구자들의 실험결과를 비교$\cdot$분석한 결과, 반복하중에 의해 나타나는 부재의 강성저하는 기본 핀칭계수, 부재의 연성비 및 항복강도비의 함수로 적절히 예측할 수 있었으며, 부재의 강도저하에 대해서는 횡보강근 간격비, 단면형상비를 고려한 새로운 개념의 강도감소계수를 제안하였다. 본 해석모델에 의해 계산한 부재의 에너지 소산능력을 실험결과와 약 10%~20% 내외의 오차를 나타냄으로써 본 해석결과의 타당성을 입증하고 있다. 따라서 본 연구에서 제안하는 해석모델은 반복하중을 받는 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 이력거동 해석에 사용 가능하다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.294-302
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• 2018

간극수압을 받는 지반보의 응력-변형률 거동 분석을 위해 해석해와 유한요소해석결과를 정량적으로 상호 비교해 보았다. 유한요소해석을 통해 얻은 수평응력은 해석해에 의한 결과와는 달리 지반보의 수평축에 대하여 대칭성을 보이지 않았으나 요소의 개수가 증가함에 따라 대칭에 가까운 형태를 보였다. 해석해에 의한 수평응력을 유한요소의 가우스점에 대하여 얻은 수평응력과 비교해 볼 때 3개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해에 의한 최대 인장응력값의 6% 였고 압축응력의 값은 해석해에 의한 최대값의 37% 였다. 6개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 61% 였고 압축응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 83% 였다. 지반보 내에 발생되는 연직응력은 해석해에 의할 경우 보의 깊이에 따라 연속적인 분포양상을 보인다. 유한요소해석에 의한 연직응력은 유한요소를 구성하는 요소에 따라 이산적인 분포를 보이는데 요소내의 4개의 가우스점에 대하여 얻은 평균 연직응력은 지반보에 작용하는 간극수압의 크기에 가까운 값을 보였다. 지반보의 중앙 근처에서의 연직변위량을 비교해 볼 때 3개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 35% 였으며 6개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 57% 였다.