• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.18-28
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• 2016

듀얼 벨 노즐을 평가하기 위한 기초연구로써 전산수치해석을 진행하였다. 추후 진행할 설계 변수 연구를 위해 듀얼 벨 노즐을 설계하고 입구 조건과 난류 모델, 최적 격자수를 선정하였다. 듀얼 벨 노즐은 KSLV-II 1단 노즐을 기반으로 설계하였다. 입구 조건은 설계 값과의 비교를 통해 비반응 8화학종의 동결유동 모델로 결정하였다. 난류 모델은 SST $k-{\omega}$ 모델이 가장 적합하였다. 격자 민감도 해석을 통해 약 15만개의 최적 격자수를 선정하였다. 본 연구에서 결정한 내용들을 바탕으로 향후 한국형발사체에 듀얼 벨 노즐을 적용한 해석을 진행하여 성능 이득을 연구하고자 한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권6호
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• pp.561-571
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• 2021

Cofferdams made of teel sheet piles are commonly utilized as support structures for excavation of sea-crossing bridge foundations. As cofferdams are often subject to tide variation, it is imperative to consider potential effects of tide on stability and serviceability of sheet piles, particularly, ultralong steel sheet piles (USSPs). In this study, a real USSP cofferdam constructed using new construction technology in Nanxi River was reported. The design of key parts of USSP cofferdam in the presence of tidal action was first introduced followed by the description of entire construction technology and associated monitoring results. Subsequently, a three-dimensional finite-element model corresponding to all construction steps was established to back-analyze measured deflection of USSPs. Finally, a series of parametric studies was carried out to investigate effects of tide level, soil parameters, support stiffness and construction sequence on lateral deflection of USSPs. Monitoring results indicate that the maximum deflection during construction occurred near the riverbed. In addition, measured stress of USSPs showed that stability of USSP cofferdam strengthened as construction stages proceeded. Moreover, the numerical back-analysis demonstrated that the USSP cofferdam fulfilled the safety requirements for construction under tidal action. The maximum deflection of USSPs subject to high tide was only 13.57 mm at a depth of -4 m. Sensitivity analyses results showed that the design of USSP cofferdam system must be further improved for construction in cohesionless soils. Furthermore, the 5th strut level before concreting played an indispensable role in controlling lateral deflection of USSPs. It was also observed that pumping out water before concreting base slab could greatly simplify and benefit construction program. On the other hand, the simplification in construction procedures could induce seepage inside the cofferdam, which additionally increased the deflection of USSPs by 10 mm on average.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.371-382
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• 2006

사장교는 난류에 의해 불규칙한 진동을 일으키며 이 현상을 규명하기 위하여 버페팅해석을 수행한다. 버페팅해석을 위해서 는 구조적 변수, 공기역학적 변수, 그리고 구조물-바람 상호작용 효과를 고려하기 위한 공탄성 변수의 입력값을 적절히 선정해야 한다. 본 연구에서는 버페팅해석을 수행하기 위한 입력 변수 중 대표적 변수들에 대하여 변수연구를 수행함으로써 각 변수들이 해석 결과에 미칠 수 있는 민감도를 분석해 보고자 하였다. 풍동실험 자료가 가장 잘 구축되어 있는 서해대교를 대상교량으로 선정하였다. 검토 변수로서는 정적 삼분력계수의 기울기, 난류의 공간분포 상관관계감소계수, 조도길이, 변동풍속 스펙트럼, 구조감쇠율을 선정하였다. 검토결과 각 입력변수는 버페팅 응답에 미치는 영향이 큰 것으로 확인되었기 때문에 적정한 입력변수 선정의 중요성을 강조함과 동시에 일반적 결론 도출을 위하여 추후 연구가 필요함을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.241-256
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• 2010

본 연구에서는 변장비 70에 가까운 도전적인 현수교 단면을 개발하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여 먼저 강박스 현수교의 제원을 수집 분석하였다. 그 결과를 보면 강박스 현수교에서 경간장과 형상변수(교폭, 형고, 변장비, 고폭비)는 상관관계가 낮았고 고유진동수와 형상변수의 상관관계도 낮은 것으로 나타났으며, 상관관계가 높은 경간장과 고유진동수 관계는 신뢰구간별 추정식을 제시하였다. 그리고 교폭, 진동수비, 질량, 질량관성모멘트, 수직 및 비틈 고유진동수 변화에 따른 플러터 풍속의 민감도 분석을 실시하였는데, 타 변수보다 비틈 고유진동수가 플러터 풍속에 미치는 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 주경간장 1111 m인 현수교의 내풍 단면을 개발하기 위하여 최소 단면폭과 형고를 제약조건으로 하여 총 30개의 단면에 대한 풍동실험을 실시하고, 이로부터 한계풍속 기준을 충분히 만족하는 단면을 찾았다. 그리고 다중모드 플러터 해석으로 개발한 단면의 내풍안정성을 검증하였다. 본 연구에서 제시한 세장 단면은 향후 장대 현수교 설계시 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권2호
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• pp.201-216
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• 2024

This paper is motivated by the lack of studies relating to vibration and nonlinear resonance of fluid-conveying cantilever porous GPLR pipes with fractional viscoelastic model resting on nonlinear foundations. A dynamical model of cantilever porous Graphene Platelet Reinforced (GPLR) pipes conveying fluid and resting on nonlinear foundation is proposed, and the vibration, natural frequencies and primary resonant of such system are explored. The pipe body is considered to be composed of GPLR viscoelastic polymeric pipe with porosity in which Halpin-Tsai scheme in conjunction with fractional viscoelastic model is used to govern the construction relation of the nanocomposite pipe. Three different porosity distributions through the pipe thickness are introduced. The harmonic concentrated force is also applied on pipe and excitation frequency is close to the first natural frequency. The governing equation for transverse motion of the pipe is derived by the Hamilton principle and then discretized by the Galerkin procedure. In order to obtain the frequency-response equation, the differential equation is solved with the assumption of small displacement, damping coefficient, and excitation amplitude by the multiple scale method. A parametric sensitivity analysis is carried out to reveal the influence of different parameters, such as nanocomposite pipe properties, fluid velocity and nonlinear viscoelastic foundation coefficients, on the primary resonance and linear natural frequency. Results indicate that the GPLs weight fraction porosity coefficient, fractional derivative order and the retardation time have substantial influences on the dynamic response of the system.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권5호
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• pp.619-629
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• 2017

This paper focuses on the study of complete dynamic modeling and maximum dynamic load carrying capacity computation of N-flexible links and N-flexible joints mobile manipulator undergoing large deformation. Nonlinear dynamic analysis relies on the Timoshenko theory of beams. In order to model the system completely and precisely, structural and joint flexibility, nonlinear strain-displacement relationship, payload, and non-holonomic constraints will be considered to. A finite element solution method based on mixed method is applied to model the shear deformation. This procedure is considerably more involved than displacement based element and shear deformation can be readily included without inducing the shear locking in the element. Another goal of this paper is to present a computational procedure for determination of the maximum dynamic load of geometrically nonlinear manipulators with structural and joint flexibility. An effective measure named as Moment-Height Stability (MHS) measure is applied to consider the dynamic stability of a wheeled mobile manipulator. Simulations are performed for mobile base manipulator with two flexible links and joints. The results represent that dynamic stability constraint is sensitive when calculating the maximum carrying load. Furthermore, by changing the trajectory of end effector, allowable load also changes. The effect of torsional spring parameter on the joint deformation is investigated in a parametric sensitivity study. The findings show that, by the increase of torsional stiffness, the behavior of system approaches to a system with rigid joints and allowable load of robot is also enhanced. A comparison is also made between the results obtained from small and large deformation models. Fluctuation range in obtained figures for angular displacement of links and end effector path is bigger for large deformation model. Experimental results are also provided to validate the theoretical model and these have good agreement with the simulated results.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권3호
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• pp.100-107
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• 2002

지난 20년 기간 동안에 한반도와 그 주변해상을 통과했던 64개의 태풍에 대해 태풍 파라미터 모형(TPM)과 원시 소용돌이 모형(PVM)의 모의를 통해서 해상풍을 산출하였다. 그 결과를 동중국해, 남해 그리고 동해상에서 관측된 일본 기상청(JMA)의 해상풍 자료와 비교하였으며, 오차 분석을 통해서 두 모형의 신뢰도와 민감도에 대해 고찰하였다. 원해상의 해양부이 관측자료와의 비교에서는 두 모형 모두 관측치보다 낮게 모의되었으며, rms오차와 상대오차는 PVM이 TPM보다 훨씬 낮게 나타났다. 그러나, 큐슈 연안의 해상풍 자료에 대해서는 PVM은 약간 높게 TPM은 낮게 모의되었으며, PVM이 TPM보다 오차가 작은 것으로 나타났다. 태풍중심위치와 해상풍 관측지점 간의 거리에 따른 상대오차의 분석결과, 태풍 중심권에 근접한 거리에서는 두 모형 모두 상대오차가 작았으나, 200km이상의 먼 거리에 대해서는 TPM의 상대오차는 거리에 비례해서 약 70％까지 크게 증가하는 반면. PVM의 상대오차는 약 20%정도로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.113-125
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• 2002

지반의 지표침하를 예측하는 여러가지 경험식들이 있지만, 관련인자들을 동시에 고려하지 못함으로 인하여 불확실한 예측결과를 가져온다. 본 연구에서는 113개의 현장계측자료를 이용한 인공신경 망으로 조건에 따른 터널현장의 지표침하를 예측하였다. 지표침하 예측을 위한 현장자료의 입력양식을 제안하였으며, 인자학습을 통해 최적의 인공신경 망 모델을 구성하고 RSE의 개념을 통해 터널굴착으로 인한 지표침하에 영향을 미치는 주요인자들을 분석하였다. 본 연구에서 구성한 데이터베이스를 이용하여 인공신경 망 엔진을 학습하고 두 가지 현장자료를 통해 검증한 결과, 계측자료의 특성을 효과적으로 반영하는 것을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제36권6호
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• pp.759-783
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• 2010

In this paper, compressive strength of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) confined concrete cylinders is formulated using a hybrid method coupling genetic programming (GP) and simulated annealing (SA), called GP/SA, and a robust variant of GP, namely multi expression programming (MEP). Straightforward GP/SA and MEP-based prediction equations are derived for the compressive strength of CFRP-wrapped concrete cylinders. The models are constructed using two sets of predictor variables. The first set comprises diameter of concrete cylinder, unconfined concrete strength, tensile strength of CFRP laminate, and total thickness of CFRP layer. The most widely used parameters of unconfined concrete strength and ultimate confinement pressure are included in the second set. The models are developed based on the experimental results obtained from the literature. To verify the applicability of the proposed models, they are employed to estimate the compressive strength of parts of test results that were not included in the modeling process. A sensitivity analysis is carried out to determine the contributions of the parameters affecting the compressive strength. For more verification, a parametric study is carried out and the trends of the results are confirmed via some previous studies. The GP/SA and MEP models are able to predict the ultimate compressive strength with an acceptable level of accuracy. The proposed models perform superior than several CFRP confinement models found in the literature. The derived models are particularly valuable for pre-design purposes.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.151-159
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• 2011

본 논문에서는 시공이음 및 세그먼트 연결부 등 불연속 구간을 포함하고 있는 튜브 구조물에 대한 기밀성 평가를 위해 실험에 기초한 연구를 수행하였다. 실제 진공튜브 시스템을 위해 적용 가능한 콘크리트 라이닝을 최대한 모사할 수 있도록 콘크리트 관 1개로 구성된 일체형 튜브(N1) 1기, 동 콘크리트 관 두 개를 연결시킨 연결식 튜브 시험체(N2) 1기, 그리고 콘크리트 세그먼트형 튜브(S) 1기 등 총 3기의 시험체를 제작하여 각 시험체에 대해 내부 기압을 0.1atm로 낮춘 후 시간에 따른 내부 기압의 변화를 측정하였다. 기밀성 실험 결과 얻어진 흐름 곡선으로부터 시스템의 등가 투기계수를 산출하였는데 이음부가 많을수록 시스템의 등가투기계수는 높아지는 경향을 보였다. 또한 실험 결과를 바탕으로 가정된 튜브 단면 변화에 따른 기밀성의 민감도를 해석적으로 분석하였는데 튜브 구조물의 두께 및 직경이 커질수록 시스템 기밀성이 더 향상될 뿐 아니라 기밀성 보강의 효과가 더욱 커진다는 것을 알 수 있었다.