• 대한기계학회논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.452-462
• /
• 1985

본 논문에서는 금형의 형상과 단면 감소율등이 이에 미치는 영향을 조사하였 다. 이론과의 비교를 위해서 풀림처리된 특수강 소재인 SCM4로 실험을 행하였다. 압출하중은 로드셀(loadcell)로 측정하였으며 수치계산에서 구해진 속도장과 실제속도 장의 차이를 살펴보기 위해서 시편단면에 포토에칭(photoetching)한 압출시킬 시편의 그리드변형을 강소성유한요소법으로 계산한 그리드패턴과 비교 검토하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제20권2호
• /
• pp.41-46
• /
• 2015

The drag of the excess charge in an electrical double layer at the solid fluid interface due to water flow induces the streaming current, i.e., the streaming potential (SP). Here we introduce a sandbox experiment to study this hydroelectric coupling in case of a tracer test. An acrylic tank was filled up with homogeneous sand as a sand aquifer, and the upstream and downstream reservoirs were connected to the sand aquifer to control the hydraulic gradient. Under a steady-state water flow condition, a tracer test was performed in the sandbox with the help of peristaltic pump, and tracer samples were collected from the same interval of five screened wells in the sandbox. During the tracer test, SP signals resulting from the distribution of 20 nonpolarizable electrodes were measured at the top of the tank by a multichannel meter. The results showed that there were changes in the observed SP after injection of tracer, which indicated that the SP was likely to be related to the solute transport.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제66권4호
• /
• pp.505-513
• /
• 2018

Steam flooding is widely used in heavy oil reservoir with coupling effects among the formation temperature change, fluid flow and solid deformation. The effective stress, porosity and permeability in this process can be affected by the multi-physical coupling of thermal, hydraulic and mechanical processes (THM), resulting in a complex interaction of geomechanical effects and multiphase flow in the porous media. Quantification of the state of deformation and stress in the reservoir is therefore essential for the correct prediction of reservoir efficiency and productivity. This paper presents a coupled fluid flow, thermal and geomechanical model employing a program (MATLAB interface code), which was developed to couple conventional reservoir (ECLIPSE) and geomechanical (ABAQUS) simulators for coupled THM processes in multiphase reservoir modeling. In each simulation cycle, time dependent reservoir pressure and temperature fields obtained from three dimensional compositional reservoir models were transferred into finite element reservoir geomechanical models in ABAQUS as multi-phase flow in deforming reservoirs cannot be performed within ABAQUS and new porosity and permeability are obtained using volumetric strains for the next analysis step. Finally, the proposed approach is illustrated on a complex coupled problem related to steam flooding in an oil reservoir. The reservoir coupled study showed that permeability and porosity increase during the injection scenario and increasing rate around injection wells exceed those of other similar comparable cases. Also, during injection, the uplift occurred very fast just above the injection wells resulting in plastic deformation.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제49권6호
• /
• pp.528-533
• /
• 2012

Flexible composite propellers are subject to large deformation under heavy loading, and hence the hydrodynamic performance of deformed propeller might deviate from that of the metallic propeller under negligible deformation. To design the flexible propeller, it is therefore necessary to be able to evaluate the structural response of the blades to the hydrodynamic loadings, and then the influence of the blade deformation upon the hydrodynamic loadings. We use the lifting-surface-theory-based propeller analysis and design codes in solving the hydrodynamic problem, and the finite-element-method program formulated with 20-node iso-parametric solid elements for the analysis of the structural response. The two different hydrodynamic and structural programs are arranged to communicate through the carefully-designed interface scheme which leads to the derivation of the geometric parameters such as the pitch, the rake and the skew distributions common to both programs. The design of flexible propellers, suitable for manufacturing, is shown to perform the required thrust performance when deformed in operation. Sample design shows the fast iteration scheme and the robustness of the design procedure of the flexible propellers.

• 설비공학논문집
• /
• 제28권8호
• /
• pp.305-310
• /
• 2016

A thermal storage systems was designed to correspond to the temporal or quantitative variation in the thermal energy demand, and most of its heat is stored using the latent and sensible heat of the heat storage material. The heat storage method using latent heat has a very complex phenomenon for heat transfer and thermal behavior because it is accompanied by a phase change in the course of heating/cooling of the heat storage material. Therefore, many studies have been conducted to produce an experimentally accessible as well as numerical approach to confirm the heat transfer and thermal behavior of phase change materials. The purpose of this study was to investigate the problems encountered during the actual heat transfer from an internal storage tank through simulation of the process of storing and utilizing thermal energy from the thermal storage tank containing charged PCM. This study used analysis methods to investigate the heat transfer characteristics of the PCM with simultaneous heating/cooling conditions in the rectangular space simulating the thermal storage tank. A numerical analysis was carried out in a state considering natural convection using the ANSYS FLUENT(R) program. The result indicates that the slope of the liquid-solid interface in the analysis field changed according to the temperature difference between the heating surface and cooling surface.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.369-378
• /
• 2010

포화된 다공질매체의 수치해석에서는 일반적으로 고체영역과 유체영역을 동시에 고려한 혼합유한요소해석(Mixed Finite Element Analysis)이 쓰인다. 여기서 고체영역과 유체영역에서의 변수를 계산하기 위해서는 직접법(Direct Method) 또는 반복법(Iterative method)을 사용할 수 있으나, 각 구성물질의 상이한 물리적 특성 때문에 수치안정성을 확보하기 위해서는 대부분 스태거드 방법(Staggered method)이 제안된다. 본 논문에서는 수치안정성을 높인 스태거드 방법에서 영역 분할기법 중 하나인 FETI(Finite Element Tearing and Interconnecting)기법을 고체영역에 접목시켜 수치효율성을 증대시키는 방법이 제안되었다. 고체영역에서 라그랑지 승수와 Conjugated Gradient Method를 이용해 영역 분할이 진행되고 MPI(Message Passing Interface) 라이브러리를 사용하여 수치 효율성을 검증하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제32권2호
• /
• pp.145-157
• /
• 2023

This paper aims at investigating the face stability of large-diameter underwater shield tunnels considering seepage in soft-hard uneven strata. Using the kinematic approach of limit upper-bound analysis, the analytical solution of limit supporting pressure on the tunnel face considering seepage was obtained based on a logarithmic spiral collapsed body in uneven strata. The stability analysis method of the excavation face with different soft- and hard-stratum ratios was explored and validated. Moreover, the effects of water level and burial depth on tunnel face stability were discussed. The results show the effect of seepage on the excavation face stability can be accounted as the seepage force on the excavation face and the seepage force of pore water in instability body. When the thickness ratio of hard soil layer within the excavation face exceeds 1/6D, the interface of the soft and hard soil layer can be placed at tunnel axis during stability analysis. The reliability of the analytical solution of the limit supporting pressure is validated by numerical method and literature methods. The increase of water level causes the instability of upper soft soil layer firstly due to the higher seepage force. With the rise of burial depth, the horizontal displacement of the upper soft soil decreases and the limit supporting pressure changes little because of soil arching effect.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권5호
• /
• pp.400-425
• /
• 2018

본 논문에서는 국제공동연구인 DECOVALEX-2019 프로젝트 Task B의 연구결과와 현황을 소개하였다. Task B의 주제는 'Fault slip modelling'으로 유체의 주입으로 인해 발생하는 단층의 재활성(미끄러짐, 전단파괴)과 수리역학적 거동을 예측할 수 있는 해석기법을 개발하는 데에 그 목적이 있다. 1단계 연구는 참가팀들이 연구주제에 대해 숙지하고, 벤치마크 모델을 대상으로 단층의 투수특성과 역학적 거동의 상호작용을 모사할 수 있는 해석코드를 개발할 수 있도록 하는 준비 단계의 연구이다. 본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석 기법을 사용하여 물 주입으로 인한 단층의 수리역학적 연계거동을 모사하였다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 두 가지 수리간극모델에 대하여 수리역학적 커플링 관계식을 수치화하였으며, 연속체 요소(수리모델)와 인터페이스 요소(역학모델)의 거동을 연계할 수 있는 해석기법을 제시하였다. 또한, 단층의 역학적 변형(간극의 변화)으로 인한 수리물성 변화와 기하학적 변화(해석 메쉬의 변형)를 수리해석에 반영할 수 있는 해석기법을 개발하였다. 다양한 압력의 물을 단계적으로 주입하고 이로 인해 유도되는 단층의 탄성거동 및 전단파괴(미끄러짐)에 대해 살펴보았으며, 수리간극의 변화 양상과 원인, 압력 분포와 주입율의 관계 등을 면밀히 검토하였다. 해석 결과, 본 연구에서 개발한 해석기법이 물 주입으로 인한 단층의 미끄러짐 거동을 합리적인 수준에서 재현할 수 있는 것으로 판단할 수 있었다. 본 연구의 해석모델은 Task B에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 연구의 현장시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.113-118
• /
• 2014

전 국가적으로 많은 정수장에서는 강화된 수질기준을 준수하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 일반적으로 정수장 배출수처리시설은 고탁도를 기준으로 설계되기 때문에, 평상시에는 설계된 기간보다 장기간 체류할 수밖에 없는 실정이다. 평균 혹은 저탁도 원수가 유입되는 대부분 기간 동안 슬러지는 농축조에서 장기체류하기 때문에 혐기화되어, 용해성 망간 및 클로로포름이 형성된다. 위 문제를 해결하기 위해서 경제적이고, 손쉽게 도입 가능한 슬러지 폭기 공법을 개발하였으며, 본 연구는 이 공법의 원리 및 효과를 분석한 것이다. 슬러지 폭기 공법의 원리는 산화된 입자성 망간이 용해성 망간으로 환원되는 것을 방지하며, 생성된 클로로포름을 대기중으로 배출 제거시키며, 슬러지 입자를 균질화 시켜 침강성을 개선하는 것이다. 위 공법의 효과분석을 위하여 정수장 농축조에서 슬러지를 폭기시킨 후 상징수의 망간 및 클로로포름을 측정하고, 슬러지의 고-액 계면의 높이를 측정한 결과, 비폭기 경우에 비해 망간은 41%, 클로로포름은 62% 슬러지 부피는 35% 감소되는 효과를 얻었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권3호
• /
• pp.197-213
• /
• 2019

본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석기법을 이용하여 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층 내 물 주입시험을 수치적으로 모델링하고, 단층의 재활성과 수리역학적 거동 특성을 살펴보았다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙(Cubic law)을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 현장에서 획득한 단층의 균열개방압력(fracture opening pressure), 주입율, 모니터링 압력, 변위 곡선 등을 바탕으로, 단층의 탄성적 변형과 파괴에 의한 수직팽창 특성을 반영할 수 있는 수리간극모델과 수리역학 커플링 관계를 해석모델에 반영하였다. 한편, 현지응력 조건, 단층의 강도 및 변형 특성에 따른 파라미터 해석을 실시하여 각 입력변수가 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 통해 현장시험 결과를 가장 잘 재현할 수 있는 파라미터 조합을 선정하였다. 해석 결과, 균열개방압력에서 단층의 주입율과 모니터링 압력이 크게 증가하는 현상을 합리적으로 재현할 수 있었다. 하지만, 동일한 입력 변수 조건에서 단층의 전단변위와 파괴영역의 범위는 현장시험 결과에 비해 과대평가되는 결과를 보였다. 이는 해석모델에서는 고압의 주입조건에서 단층의 지속적인 전단파괴가 유도되는 반면, 현장에서는 수리간극의 변화가 전단 미끄러짐보다는 인장력에 의한 단층면의 개방(tensile opening)에 크게 의존하는 것으로 추정되기 때문이다.