• 한국항해항만학회지
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• 제28권6호
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• pp.481-489
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• 2004

선박의 충돌ㆍ좌초 등과 같은 사고는 이들 사고의 방지를 위한 꾸준한 노력에도 불구하고 끊임없이 발생하고 있다. 환경오염방지와 해상에서의 안전성확보에 대한 요구가 지속적으로 증가함에 따라, 선박안전과 해양환경오염을 야기할 수 있는 잠재적인 위험을 최소화시키고 궁극적으로 사고발생확률을 경감시키고자 하는 노력이 아주 중요하게 되고 있다. 본 논문에서는, 본 연구실에 의해 수행된 선박의 좌초ㆍ충돌 문제에 대한 최근의 연구결과를 정리한다. (최, 1999; 백, 1999; 최, 1999; 연, 2003; 강, 2002; 연, 2002) 충돌ㆍ좌초사고 문제에 있어서 유용한 도구로 알려져 있는 유한요소법의 활용상의 주의점, 즉 사용요소의 크기와 파괴기준 그리고 해석에 사용하는 재료 물성치 설정에 대한 주의 깊은 고찰을 바탕으로 실제 충돌문제에 대한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 실제 선박을 대상으로 하는 시리즈해석 수행을 목표로, 46,000 dwt Product/chemical carrier를 대상으로 운항속도, 충돌각도, 적재조건 등의 변화를 고려한 충돌성능 분석을 비선형 유한요소해석법을 이용하여 수행하였다. 해석결과를 이용하여 사고 시나리오별 흡수에너지-진압량 관계를 정량적으로 도출하였고, 이를 근거로 하는 선박의 내충돌성능 평가용 설계기준을 제안하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.70-79
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• 2020

The offshore installation units may be subjected to various accidental loads such as collision from supply vessels, impact from dropped objects, blast load from gas explosion and thermal load from fire. This paper deals with the design and strength evaluation method of the stiffened plate structures in response to a blast load caused by a gas explosion accident. It is a comprehensive review of various items used in actual project such as the size and type of the explosive loads, general design procedure/concept and analysis method. The structural analyses using simple analysis methods based on SDOF model and nonlinear finite element analysis are applied to the particular FPSO project. Also validation studies on the design guidance given by simple analysis method based on SDOF model have also considered several items such as backpressure effects, material behavior and duration time of the overpressure. A good correlation between the prediction made by simple analysis method based on SDOF model and nonlinear finite element analysis can be generally obtained up to the elastic limit.

• 한국분말재료학회지
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• 제7권4호
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• pp.189-196
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• 2000

Effect of ball filling ratio on the behavior of balls motion and their collision characteristic in a tumbler-ball milling of metal powder are investigated by a computer simulation. The discrete element method and the extended Kelvin model composed of nonlinear spring and nonlinear dashpot were employed in the simulation. It can be possible that analysis of the individual balls motion in a three-dimensional actual mill by the two-dimensional model simulation, since the simulated trajectories of ball paths are in relatively good agreement with the actual ones. It knows that the balls motion in the tumbler-ball mill is strongly influenced by the surface conditions of the balls and mill container wall. The energy consumption of the individual balls during impact and the impact frequency of the individual balls increased with an increase in the ball filling ratio and showed maximum values at about 50-60% ball filling ratio, and then decreased.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.601-609
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• 2022

잭업드릴링 리그는 해양 석유와 가스 탐사 산업에서 널리 사용되는 모바일 해양 플랫폼이다. 그것은 시추 및 생산을 위한 캔틸레버 시추 장치가 있는 독립적인 3개의 다리가 있는 자체 승강식 장치이다. 전형적인 잭업리그는 삼각형 선체, 타워형 데릭, 캔틸레버, 잭케이스, 거주구와 다리로 구성되며 여기에는 스퍼드캔 구조, 개방형 트러스, X-교차 구조로 구성된다. 일반적으로 잭업리그는 수심 130m~170m에서만 운용이 되고 있다. 최근 들어 개발 유정이 심해로 이동하면서, 깊은 수심과 가혹한 환경조건을 만족해야 한다. 리그의 작업 상태에서 모든 정적, 동적 하중은 레그(Leg)를 통해서 지탱되는 특징이 있다. 이러한 리그의 중요한 이슈는 순간적으로 큰 충격에너지를 발생시키는 충돌에 대한 레그의 안전성이다. 본 연구에서는 LS-Dyna 프로그램을 이용하여 DNV 선급에서 규정하고 있는 충돌에너지 35MJ 요구사항에 대한 수치해석 및 검증을 수행하였다. 충돌 선박은 배수량 7,500톤 작업 지원선을 사용하였고, 5가지 충돌조건을 선정하였다. 해석결과로부터 모든 충돌조건은 선급 기준을 만족하지 못한다. 코드 방향 충돌조건은 충돌에너지 15MJ, 브레이스 충돌조건은 6MJ이 합리적이다. 따라서 충돌시나리오에 따른 합리적인 충돌에너지 기준의 제정이 필요로 하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.96-96
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• 2016

Nanotechnology mostly employs nano-materials and nano-structures with distinctive properties based on their size, structure, and composition. It is quite difficult to produce nano-materials and nano-structures with identical sizes, structures, and compositions in large quantities, because of spatiotemporal fluctuation of production processes. In other words, fluctuation is the bottleneck in nanotechnology. We propose three strategies to suppress such fluctuations: employing 1) difference between linear and nonlinear phenomena, 2) difference in time constants, and 3) nucleation as a bottleneck phenomenon. We are also developing nano- and micro-scale guided assembly using plasmas as a plasma nanofabrication.1-5) We manipulate nano- and micro-objects using electrostatic, electromagnetic, ion drag, neutral drag, and optical forces. The accuracy of positioning the objects depends on fluctuation of position and energy of an object in plasmas. Here we evaluate such fluctuations and discuss the mechanism behind them. We conducted in-situ evaluation of local plasma potential fluctuation using tracking analysis of fine particles (=objects) in plasmas. Experiments were carried out with a radio frequency low-pressure plasma reactor, where we set two quartz windows at the top and bottom of the reactor. Ar plasmas were generated at 200 Pa by applying 13.56MHz, 450V peak-to-peak voltage. The injected fine particles were monodisperse methyl methacrylate-polymer spheres of $10{\mu}m$ in diameter. Fine particles were injected into the reactor and were suspended around the plasma/sheath boundary near the powered electrode. We observed binary collision of fine particles with a high-speed camera. The frame rate was 1000-10000 fps. Time evolution of their distance from the center of mass was measured by tracking analysis of the two particles. Kinetic energy during the collision was obtained from the result. Potential energy formed between the two particles was deduced by assuming the potential energy plus the kinetic energy is constant. The interaction potential is fluctuated during the collision. Maximum amplitude of the fluctuation is 25eV, and the average is 8eV. The fluctuation can be caused by neutral molecule collisions, ion collisions, and fluctuation of electrostatic force. Among theses possible causes, fluctuation of electrostatic force may be main one, because the fine particle has a large negative charge of -17000e and the corresponding electrostatic force is large compared to other forces.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.11-18
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• 2011

본 논문은 열차의 타고오름 해석을 위한 새로운 2차원 다물체 동역학 모델링 방법을 제안하였다. 본 동역학 모델은 에너지 흡수구조/부품뿐만 아니라 차체의 변형도 고려하여 비선형 스프링, 댐퍼, 질량으로 구성되며 철도차량의 충돌에너지흡수량, 승객구간의 가속도, 연결 장치의 충격력, 차량간 타고오름 변위 등을 잘 예측할 수 있다. 제안된 방법으로 한국형고속열차를 차체 각 부분의 압괴 특성을 구하고 2차원 다물체 충돌동역학 모델을 구성하였다. 열차 대 열차 충돌 시나리오조건으로 2차원 동역학 모델을 시뮬레이션하고 3차원 가상시험 모델로 평가하였다. 그 결과 2차원 동역학 모델은 타고오름 거동을 잘 예측하였으며 차체변형을 고려한 모델링 기법이 타고오름 평가에 중요함을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.560-567
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• 2006

FPSO and shuttle tanker are connected to each other by a mooring hawser and a loading hose through which cargo oil is off-loaded. Even in mild sea-state. environmental loads can cause unstable large drift motions between two vessels in tandem off-loading operations, which may result in collision incidents. Accordingly. the analysis on the relative motion between two vessels due to the environmental loads should be investigated in initial design stage. In this study, the low speed maneuvering equation is employed to simulate nonlinear motions of FPSO and shuttle tanker. Low frequency wave drift forces including hydrodynamic interactions between two vessels are evaluated by near field approaches. Current loads are determined by mathematical model of MMG and wind loads are calculated by employing the wind spectrum according to the guidelines of API-RP2A. Mooring forces produced by turret mooring lines and a flexible hawser are modeled quasi-statically by catenary equations. The effect of environmental loads that affect nonlinear motion is investigated through variation in their magnitudes and the nonlinear motions between FPSO and shuttle tanker are simulated under wave, current and wind in time domain.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.171-184
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• 2020

The potential of using the roof water tanks as a mitigation measure to minimize the required separation gap and induced pounding forces due to collisions is investigated. The investigation is carried out using nonlinear dynamic analysis for two adjacent 3-story buildings with different dynamic characteristics under two real earthquake motions. For such analysis, nonlinear viscoelastic model is used to simulate forces due to impact. The sloshing force due to water movement is modelled in terms of width of the water tank and the instantaneous wave heights at the end wall. The effect of roof water tanks on the story's responses, separation gap, and magnitude and number of induced pounding forces are investigated. The influence of structural stiffness and storey mass are investigated as well. It is found that pounding causes instantaneous acceleration pulses in the colliding buildings, but the existence of roof water tanks eliminates such acceleration pulses. At the same time the water tanks effectively reduce the number of collisions as well as the magnitude of the induced impact forces. Moreover, buildings without constructed water tanks require wider separation gap to prevent pounding as compared to those with water tanks attached to top floor under seismic excitations.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.211-222
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• 2011

본 논문에서는 고준위폐기물 처분장에서 처분용기를 취급할 때 발생할 수 있는 운송차량에서 처분용기의 추락낙하 사고시 지면에 충돌할 때 지면으로부터 받는 충격력에 대하여 직경이 102cm인 가압경수로(PWR)용 처분용기에 대한 구조해석을 수행하여 처분용기의 구조적 안정성을 평가하였다. 이를 위하여 처분용기가 추락낙하하여 지면과 충돌 시에 처분용기가 받는 충격력을 구하기 위한 기구동역학해석을 상용 CAE 시스템인 RecurDyn을 이용하여 수행하였으며, 이와 같이 구한 충격력에 대하여 상용 유한요소해석 코드인 NISA를 이용하여 처분용기의 비선형구조해석을 수행하여 처분용기 내에 발생하는 응력 및 변형을 구하였다. 이를 바탕으로 처분용기가 처분장에서 취급 시 부주의로 운송차량에서 추락낙하 하는 경우 처분용기의 구조적 안전성을 평가하였다. 처분용기를 강체로 가정하고 기구동역학해석을 수행한 결과 처분용기는 지면과 두 가지 유형으로 충돌함을 알 수 있었고, 충돌 초기 지면으로부터 받는 충격력이 가장 크고 그 이 후 충돌 시에는 충격력이 점차로 감소함을 알 수 있었다. 안정적인 구조안전성 평가결과를 얻기 위하여 처분장에서 차량 운송 시 추락낙하 사고에서의 운송차량의 높이는 충분히 높은 5m로 가정하였다. 충격력에 대한 비선형구조해석은 추락낙하하여 가장 큰 값인 충돌 초기의 충격력의 크기를 가지고 비선형구조해석을 수행하였다. 해석결과 이송 중인 차량에서 추락낙하하는 경우 처분용기의 내부 주철삽입물에 주철의 항복응력보다 더 큰 응력이 발생하였으며, 이는 처분용기에 항복이 발생하여 경수로 처분용기의 구조적 안전성이 확보되지 못함을 보여주고 있다.

• Computers and Concrete
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• 제19권1호
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• pp.87-98
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• 2017

In recent year, the coat layer drops and the rebar rust of bridge parapets, which caused the structural performance degradation. In order to achieve the comprehensive rehabilitation, ultra high performance cementitious composites is proposed to existing RC parapet rehabilitation. The influence factors of UHPCC rehabilitation includes two parts, i.e., internal factors related with material, such as UHPCC layer thickness, corrosion ratio of rebars, fiber volume fraction, and external factors related with the load, such as impact speeds, impact angles, vehicle mass. The influence of the factors was analyzed in this paper based on the nonlinear finite element. The analysis results of the maximum dynamic deformation and the peak impact load of parapets revealed the influence of the internal factors and the external factors on anti-collision performance and degree degradation. This research may provide a reference for the comprehensive multifunctional rehabilitation of existing bridge parapets.