• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제33권6호
• /
• pp.383-390
• /
• 2020

유연한 지반에 놓인 액체저장탱크의 지진 거동은 유체-구조물-지반 상호작용에 의해 복잡하게 나타나므로, 이 시스템의 지진응답과 피해를 정확하게 예측하기 위해서는 이를 엄밀히 고려하여야 한다. 이 연구에서는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 수행하고 그 응답 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 지진하중 작용 시 발생하는 유체의 동수압력 및 지반과 구조물 간의 상호작용력을 유한요소 기법을 사용하여 산정한다. 이때, 반무한 지반에서의 에너지 방사를 고려하기 위해 mid-point integrated finite element와 점성 감쇠기를 사용하여 지반 원역의 거동을 모사한다. 이와 같이 산정된 동수압력과 지반-구조물 상호작용력을 구조물의 유한요소에 작용시킨다. 자유장 해석을 통하여 입사 지진파에 의한 유효 지진력을 산정한다. 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 통하여 지반-구조물 상호작용의 효과로 인해 시스템 응답의 변화가 다양하게 나타남을 확인할 수 있다. 그러므로, 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 내진설계를 수행하거나 내진성능을 검토할 때는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여야 할 것이다.

• 한국해양학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.13-23
• /
• 1991

한공종합개발 휘 한강하구 및경기만에서의 퇴적환경을 파악하기 위하여 수리물리 적 및 퇴적학적 관점의 수사를 실시하였다. 수리적 특정과 퇴적학적 특성을 종합해 볼 때, 본 연구지역은 크게 \circled1 행주대교 상류역의 하천, \circled2한강과 경기만을 연결하는 하 구, \circled3 경기만 일대의 연안-만 퇴적환경으로 구분할 수 있다. 그러나 한강종합개발 이 후 한강 전역에서 통수단면적이 증가되고 유속이 감소되는 등 전반적인 수리물리적 특 성이 변화됨으로써 한강하류 및 하구역(강화대료)에서의 부유물질 농도가 각각 37mg/l, 500-1750 mg/l에서 개발이후 17 mg/l 208-1142 mg/l 로 큰 폭으로 감소된 것 으로 나타났다. 또한 하류 수중보 부근에서는 siltation이 유발되고 있으며, 하천환경 과 하구환경의 경제가 점이 적이지 못하고 급격한 변화를 보이는 등 퇴적환경에도 상 당한 변화가 초래된 것으로 나타났다. 이는 주로 종합개발에 수반되는 한강의 수위저 하를 방지하기 위하여 잠실대교와 신곡에 수중보를 설치함으로써 비롯된 것으로 사료 된다. 하구는 하천과 해양을 연결하는 전이지역이므로, 한강과 한구에서의 이러한 변 화는 앞으로 인접한 퇴환경에도 많은 영향을 미칠 것으로 사료되며, 경기만으로 파급 되는 영향을 파악하기 위하여는 무엇보다도 임진강과 예성강 하구를 포함한 한강 하구 역에 대한 상세한 연구가 요구된다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제30권4호
• /
• pp.519-536
• /
• 2008

The relatively tranquil area within the Gogunsan Archipelago was for the first time investigated preliminarily with respect to modern sedimentological processes in association with the emplacement of the Saemangeum Dyke. Basic sedimentological observations, bathymetry and surface sediments were performed twice during 2006-2008 to compare the results and elaborate changes during that period of time. In addition, sediment dynamical observations were carried out with latest measuring equipment along two transects crossing the entrances of the archipelago, including 12-hour onboard measurements of current, suspended sediments, temperature, and salinity. This dataset was used to reveal hydrodynamic characteristics for spring season April-May and to estimate the direction and relative magnitude of the net flux of suspended sediments. There occurred three depositional areas (A to C) within the archipelago, where sediment texture was also changed. In area A, around Yami Island and the dyke, and area B, in the center of the archipelago, surface sediments became coarsened over the two-year period; sand content increased 5% at the expense of silt content in the former, whereas silt content increased 3% at the expense of clay content in the latter. By comparison, area C in the western entrance of the archipelago shows a textural trend of fining with more silt and clay (combined increase of 5%) at the expense of sand content. The accumulation of sediments in areas A and B is attributable to the sand and silt resuspended from the seabed sediments off sector 4 of the dyke during the winter. The origin of the fine materials depositing on area C is uncertain at present, although suspended sediments moving offshore around the archipelago may be one of the most likely candidates for the source. The temperature of seawater increased rapidly from $9-10^{\circ}C$ in April to $14-16^{\circ}C$ in May, whereas salinity remained more or less constant at 31-32%o during the two months. Both of these parameters showed little variations with depth through a tidal cycle, suggesting good mixing of seawater without any help of significant waves. The consistency of salinity during a tidal cycle also indicates no insignificant effects of freshwater from the rivers Mangyung and Donjin emitting through the opening gap near Sinsi Island. The suspended sediment concentrations were higher at the entrance between Sunyu and Sinsi islands than at the entrance between Hoenggyong and Sinsi islands, ranging from 20 and 30 mg/l and from 5 and 15 mg/l, respectively at the sea surface. Although tidal currents were variable across a transect between Sunyu and Sinsi islands, the currents across the entrance between Hoenggyong and Sinsi islands flowed consistently in the same direction all over the transect during a tidal cycle. The estimation of net flux of suspended sediments indicates that suspended sediments are transferred to the Gogunsan Archipelago mainly through a relatively deep trough adjacent to Sinsi Island toward the shallow area around Yami Island and the dyke.

• 융합정보논문지
• /
• 제10권10호
• /
• pp.115-122
• /
• 2020

기후변화에 의해 전례없는 폭우가 빈번하게 내려 도심지에서는 인명 및 재산 손실 등의 침수피해를 반복적으로 겪고 있다. 도심지 침수의 두가지 주요 인자는 하천범람과 내수침수이다. 그러나, 기존 대부분의 연구에서는 침수의 두가지 주요 인자에 의한 복합적인 기작을 무시하고 각 결과를 단순 선형합으로 침수 영향을 산정하여 부정확한 결과를 도출하였다. 본 연구에서는 내수침수와 하천범람을 동시에 모의하여 분석하였다. 하천범람 해석을 위해 Petrov 안정화 기법을 적용하여 충격파의 전달을 정확하게 포착할 수 있도록 하였으며, Flux-blocking 알고리즘을 탑재하여 마름/젖음을 안정적으로 모의하였다. 또한 EGR 기법에 의한 생성/소멸항을 천수방정식에 추가하여 내수침수 해석 모듈을 반영하였다. 내수침수와 하천범람을 동시에 모의하는 경우 침수와 범람에 의한 흐름의 상쇄효과와 중첩효과를 보다 정밀하게 반영할 수 있으므로, 개별합으로 산정한 결과에 비해 정확한 결과를 도출할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.247-254
• /
• 2013

본 논문에서는 해상 시추작업을 위한 heave compensation system의 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 우선 시뮬레이션을 위하여, 다물체계 동역학 커널을 개발하였다. 다물체계 동역학 커널은 입력 받은 heave compensation system 시뮬레이션 모델의 운동학적 정보를 이용하여 recursive Newton-Euler formulation 방법을 기반으로 운동방정식을 자동으로 구성하고, 수치적으로 해를 계산하는 기능을 한다. 그리고 해상 시추선에 작용하는 외력을 계산하기 위하여 유체 정역학적 힘과 유체 동역학적 힘을 계산하는 모듈을 개발하였다. 이와 같이 개발한 커널과 모듈들을 적용하여 해상 시추선의 hoisting system 동적거동 해석을 수행하고, 관절에서의 구속력을 계산하였다.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.369-375
• /
• 2013

Objectives: This study was conducted to identify factors determining the toxicity of manufactured silver nano-particles (AgNPs) on aquatic organisms. Methods: For this purpose, we prepared several AgNPs with varied characteristics, including hydrodynamic size (nano-$^{ABC}Ag^{Cit}\;vs$-sized-$^{ABC}Ag^{Cit}$), impurities ($^{ABC}Ag$ stock vs $^{ABC}Ag$), and citrate capping ($^{ABC}Ag^{Cit}$), using a commercially available manufactured AgNP ($^{ABC}Ag$ stock). Acute tests were conducted using larval zebrafish (Danio rerioI). In addition, in order to determine the ecotoxicological potentials of various capping agents, toxicity tests were conducted with microbes, waterfleas, and fish for eight different capping agents that are used for NPs. Results: The toxicity of AgNPs in terms of 96 h fish $LC_{50}$ increased in the following order: $^{ABC}Ag$ stock < $^{ABC}Ag=^{ABC}Ag^{Cit}=nano-^{ABC}Ag^{Cit}$ < ${\mu}$-sized-$^{ABC}Ag^{Cit}$ < $AgNO_3$. After removing impurities by dialysis, 96 h $LC_{50}$ value decreased significantly from $126.6{\mu}g/L$ (95% confidence intervals [CI]: 107.0-146.2) ($^{ABC}Ag$ stock) to $78.6{\mu}g/L$ (CI: 72.7-84.8) ($^{ABC}Ag$). For ${\mu}$-sized-$^{ABC}Ag^{Cit}$ (ranging between 3.9 and 40.6 nm) and $^{ABC}Ag^{Cit}$ (40.6 nm and $9.1{\mu}m$), the 96 h $LC_{50}$ of the former ($43.9{\mu}g/L$, CI: 36.0-51.7) was approximately two-fold lower than that of the latter ($87.0{\mu}g/L$, CI: 73.5-100.3). Conclusions: In this study, we found that for acute lethality, the contribution of impurities and particle size was significant, but that of citrate was negligible.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제36권6호
• /
• pp.955-967
• /
• 2016

대륙 및 섬을 연결하는 교통 시설로써 지금까지 해상에 놓이는 교량과 해저 지반에 건설되는 해저 터널 그리고 내륙에서 건설하여 해저지반 위에 안착시킨 침매 터널이 사용되어 왔다. 해중 터널 구조물은 계류선을 이용하여 터널 본체를 특정 깊이 내로 잠수시킨 시설로써 아직 실제 건설 사례는 없지만, 해저 터널에 비해 건설 기간이 짧고 비용이 적게 든다는 장점이 있다. 해중 터널 본체 및 계류선의 합리적인 설계를 위해서는 무엇보다도 해중 터널 구조물의 합리적인 구조 해석이 선행되어야 한다. 일반적인 육상 교통 시설물과 달리 해중 터널은 변동성이 큰 환경 하중에 큰 영향을 받을 뿐 만 아니라 물 안에 잠수식으로 떠있다는 구조적인 특징이 있어서 그 해석이 까다로울 수 있다. 본 연구는 해중 터널 시스템의 합리적인 전체계 동적 구조 해석 기법의 제안을 목표로 한다. 이를 위하여 일반적인 구조물 해석에 널리 쓰이는 ABAQUS를 이용하여 KIOST (2013)에서 연구한 터널 모델을 각 환경 조건에 대한 동적 거동을 분석하였고, 이를 실험 결과와 비교하여 해석 기법의 타당성을 분석하였다. 또한 이 연구에서는 계류선의 배치형식, 터널의 흘수가 해중 터널 동적 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 불규칙 파랑에 대한 특성 역시 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제53권10호
• /
• pp.877-887
• /
• 2020

우리나라 4대강 사업에 의해 건설된 낙동강의 달성보와 함안보, 금강의 세종보와 백제보, 영산강의 송촌보와 죽산보를 대상으로 3차원 수리-수질모델을 이용하여 가동보 운영에 따른 수질 및 녹조 현상 예측 결과를 비교 분석하였다. 가동보를 전면 개방하였을 때, 금강과 영산강에서는 상류에 위치한 세종보와 승촌보에서 연중 및 하절기 Chl-a 농도와 남조류 농도가 감소되는 것으로 예측되었으나, 하류에 위치하는 백제보와 죽산보에서는 하절기에 모두 증가되는 것으로 나타났다. 금강과 영산강에서 수문이 닫힌 경우, 상류에서는 체류시간이 증가하여 조류가 성장에 필요한 용존성 무기인을 충분히 섭취하면서 조류 농도가 증가하지만, 하류에서는 용존성 무기인이 고갈되어 상대적으로 조류의 성장이 제한되는 현상이 발생하는 것으로 분석된다. 반면 낙동강의 달성보 및 함안보에서는 연평균과 하절기 평균 농도가 모두 증가하는 것으로 나타났다. 낙동강에서는 금강과 영산강과 같이 용존성 무기인의 농도가 심각하게 증가하지 않은 반면 수문 개방으로 수심이 감소함에 따라 조류가 이용하는 평균 광량이 증가하면서, 조류의 성장이 증가한 것으로 분석된다. 결과적으로 수문을 전면 개방 또는 폐쇄하였을 경우, 녹조현상 발생 특성은 위치에 따라 수리학적 체류시간, 용존성 무기인 농도 및 수위변화에 따른 광량의 변화 등에 의해 서로 다르게 나타나는 것으로 분석된다.

• 환경영향평가
• /
• 제25권4호
• /
• pp.248-260
• /
• 2016

본 연구의 목적은 대청호의 녹조발생 저감을 위해 우심지역인 추소수역과 그 상류 소옥천 유역에서의 다양한 수질개선 대책들을 제시하고, 대책 시행 시 저수지 수질개선 효과를 평가하는데 있다. 대책별 모의 시나리오는 유역대책과 저수지 내 대책으로 분류하였으며, 시나리오별 녹조저감 효과는 2차원 수리 수질모델을 적용하여 모의하였다. 유역 대책은 점오염원, 비점오염원, 복합 대책으로 시나리오를 구성하였으며, 호내 대책은 추소수역의 퇴적물 처리 및 소옥천 유입수의 인 처리시설 설치를 고려하였다. 연구결과, 개별 대책의 녹조저감 효과는 수문상황에 따라 다르게 나타났으며, 강우가 많은 해에는 비점오염 부하량이 증가하여 비점오염원 저감대책(NPS1~NPS4)이 효과적인 것으로 평가되었으며, 강우가 적은 해에는 평상시 호 내로 유입하는 인의 유입부하를 저감하는 화학적 인처리시설 설치(LS2)가 효과적인 것으로 평가되었다. 특히, 유역에서 발생되는 축산 분뇨를 전량 수거 처리하고 농경지에는 표준시비량만을 적용한 방안(NPS1)이 수질개선에 가장 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.455-463
• /
• 2012

본 연구에서는 부유식 해상 풍력 발전기의 로터 축과 타워 상단에 작용하는 동적 하중을 계산하였다. 부유식 해상 풍력 발전기는 부유식 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브, 그리고 3개의 블레이드로 구성되어 있는 다물체계 시스템이다. 본 연구에서는 이들 모두를 각각 6 자유도를 갖는 강체로 가정하였다. 부유식 해상 풍력 발전기의 타워는 플랫폼에 고정되어 있고, 3개의 블레이드는 허브에 고정되어 있다. 낫셀은 타워의 상부에 회전 관절로 연결되어 있으며, 블레이드와 허브로 구성된 로터는 낫셀과 회전 관절로 연결되어 있다. 본 연구에서 부유식 풍력 발전기의 운동 방정식은 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동방정식 구성 방법 중 하나인 recursive formulation을 이용하여 구성하였다. 외력으로는 부유식 플랫폼에 작용하는 비선형 유체 정역학 힘과 선형 유체 동역학적 힘 그리고 계류력을 고려하였고, 블레이드에 작용하는 풍력을 고려하였다. 이와 같이 구성한 운동 방정식을 해를 구하여 풍력 발전기를 구성하고 있는 각 요소들의 각 연결 부위에 작용하고 있는 구속력을 계산하였다. 그 결과, 동적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중은 정적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중보다 큰 것을 알 수 있으며, 따라서 부유식 풍력 발전기의 구조해석의 입력 값으로서 정적 하중보다 동적 하중을 고려하는 것이 더 엄격한 해석 기준이라고 할 수 있다.