• 대한토목학회논문집
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• 제31권6A호
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• pp.425-433
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• 2011

본 연구에서는 파랑하중에 의해 부유구조체 하면에서 발생하는 파압 현상을 규명하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 서로 다른 측면 형상과 하면 형상을 갖는 4개의 폰툰형 시험체를 제작하여 5 종류 파랑하중에 대한 수리모형실험을 실시하였다. 시험체의 하면에는 6개의 파압센서를 설치하였으며, 수리모형실험 동안 시험체 하면에 작용하는 파압을 측정하였다. 측정된 파압을 분석한 결과, 와플형의 하면 형상은 부유구조체 하면에 작용하는 파압에 거의 영향을 미치지 않으며, 하이브리드형의 측면 형상은 파압에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이것은 하이브리드형의 측면에 형성된 에어갭(Airgap)이 부유구조체에 작용하는 파랑의 충격 에너지를 일부 흡수하여 파압을 저감시키는데 기여하는 것으로 판단된다. 기존의 상자형 폰툰과 비교하였을 때 하이브리드형의 파압은 선수부에서 약 83%, 중간부에서 약 74% 및 선미부에서 약 53% 수준인 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제5권6호
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• pp.595-611
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• 2013

This paper presents a three-dimensional (3D) integrated numerical model where the wave-induced pore pressures in a porous seabed around breakwater heads were investigated. Unlike previous research, the Navier-Stokes equation is solved with internal wave generation for the flow model, while Biot's dynamic seabed behaviour is considered in the seabed model. With the present model, a parametric study was conducted to examine the effects of wave and soil characteristics and breakwater configuration on the wave-induced pore pressure around breakwater heads. Based on numerical examples, it was found that the wave-induced pore pressures at breakwater heads are greater than that beneath a breakwater. The wave-induced seabed response around breakwater heads become more important with: (i) a longer wave period; (ii) a seabed with higher permeability and degree of saturation; and (iii) larger angle between the incident waves and breakwater. Furthermore, the relative difference of wave-induced pore pressure between fully-dynamic and quasi-static solutions are larger at breakwater heads than that beneath a breakwater.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.601-608
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• 2011

부유구조체의 설계를 위해서는 파랑하중하에서 부유구조체의 파랑운동 특성과 구조거동에 대한 평가가 요구된다. 부유구조체의 구조거동 평가에서는 파랑하중에 의한 파압분포가 반영되어야 하지만, hydrodynamic 해석모델과 구조해석 모델사이의 파압 연계가 어려워 정확한 구조거동 평가가 어려웠던 문제점이 있었다. 본 논문에서는 파랑하중하에서 대형 부유구조체의 정확한 구조거동 평가를 목적으로 파랑운동-구조거동 통합해석을 실시하였다. AQWA에 의한 hydrodynamic 해석을 바탕으로 부유구조체에 작용하는 파압 분포를 ANSYS Inc.에서 제공하는 Workbench 인터페이스를 이용하여 ANSYS의 구조해석 모델에 연계하였다. 연구결과 본 연구의 파랑운동-구조거동 통합해석은 파랑하중에 의해 부유구조체에 발생하는 파압분포를 구조해석 모델에 정확하게 반영할 수 있어 파랑하중에 의한 부유구조체의 구조거동을 정확하게 평가할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 상부 슬래브의 인장응력은 파랑 입사각 $0^{\circ}$의 경우에 가장 불리하고, 하부 슬래브의 인장응력은 파랑 입사각 $45^{\circ}$의 경우에 가장 불리한 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권1호
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• pp.322-336
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• 2021

This paper presents a numerical prediction of the transient hydraulic loads acting on the tubes and external supports of a pressurized water reactor (PWR) steam generator (SG) during blowdown following a sudden feedwater line break (FWLB). A simplified SG model was used to easily demonstrate the prediction. The blowdown discharge flow was treated as a flashing flow to realistically simulate the transient flow fields inside the SG and the connected broken feedwater pipe. The effects of the SG initial pressure or the broken feedwater pipe length on the intensities or magnitudes of transient hydraulic loads were investigated. Then predictions of the decompression pressure wave-induced impulsive pressure differential loads on SG tubes and the transient blowdown loads on SG external supports were demonstrated and the general aspects of transient responses of such transient hydraulic loads to the FWLB were discussed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권4호
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• pp.387-403
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• 2016

In this paper, an integrated model for the wave (current)-induced seabed response is presented. The present model consists of two parts: hydrodynamic model for wave-current interactions and poro-elastic seabed model for pore accumulations. In the wave-current model, based on the fifth-order wave theory, ocean waves were generated by adding a source function into the mass conservation equation. Then, currents were simulated through imposing a steady inlet velocity on one domain and pressure outlet on the other side. In addition, both of the Reynolds-Averaged Navier-Stokers (RANS) Equations and $k-{\varepsilon}$ turbulence model would be applied in the fluid field. Once the wave pressures on the seabed calculated through the wave-current interaction model, it would be applied to be boundary conditions on the seabed model. In the seabed model, the poro-elastic theory would be imposed to simulate the seabed soil response. After comparing with the experimental data, the effect of currents on the seabed response would be examined by emphasize on the residual mechanisms of the pore pressure inside the soil. The build-up of the pore water pressure and the resulted liquefaction phenomenon will be fully investigated. A parametric study will also be conducted to examine the effects of waves and currents as well as soil properties on the pore pressure accumulation.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권2호
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• pp.86-97
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• 2005

파랑하중하의 지반내 간극수압의 정확한 평가는 연안구조물에서 지반의 안정성을 검토하는데 중요한 요소이다. 파$\cdot$구조물 지반의 상호간섭에 대한 대부분의 기존 수치모델은 파동장과 지반부를 분리하여 해석하는 Hybrid기법을 적용하고 있기 때문에, 보다 고정도로 이들의 상호간섭을 모의하기 위해서는 파랑하중하에서 파$\cdot$구조물$\cdot$지반을 일체화한 수치모델의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 투과층의 다양한 기하학적인 형태에 따라 층류저항까지 고려한 모델화 된 유체저항을 도입하여 파 구조물 지반의 비선형동적응답을 해석하기 위한 직접수치해석기법을 새롭게 제안하였다 직접수치해석기법은 Hybrid기법과는 달리 유체와 다공질매체의 접합면에서 특별한 경계조건을 필요로 하지 않는다. 파$\cdot$구조물$\cdot$지반의 상호간섭에 대해 기존의 수리실험결과와 본 연구의 계산결과를 비교함으로써 좋은 일치성을 확인할 수 있었다. 따라서 새롭게 제안된 본 수치기법은 파 구조물 지반의 비선형동적응답을 평가하는 유용한 기법으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.401-409
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• 2013

이 연구에서는 부유구조체의 단면특성은 동일하지만, 길이가 서로 다른 4가지의 대형 콘크리트 부유구조체에 대하여 운동 특성 및 구조성능의 해석적 연구를 수행하였다. 부유구조체 설치해역은 수심이 35 m인 연안을 대상으로 하였으며, 설치해역에서 발생할 수 있는 파랑주기 3초~10초 34개 규칙 파랑하중을 적용하였다. ANSYS-AQWA를 통하여 부유구조체의 동수역학 해석을 수행하였으며, 운동 특성을 검토하였다. 또한, 34개 파랑하중에서 부유구조체에 최대 응답진폭을 나타내는 위험 파랑하중을 선정하였으며, 선정된 위험파랑하중으로 인해 부유구조체에 도입되는 파압을 도출하였다. 위험 파랑하중으로 인해 도출된 파압을 부유구조체에 매핑(mapping)하여 구조성능을 검토하였다. 해석 결과를 종합해볼 때, 부유구조체의 길이가 증가할수록 부유구조체의 운동이 감소하는 것을 알 수 있다. 이것은 부유구조체와 파랑하중의 상호작용의 효과는 파랑주기와 구조물 길이에 지배적인 것으로 사료된다. 또한, 위험 파랑하중으로 인해 부유구조체의 하부슬래브는 인장응력이 발생하며, 부유구조체 길이는 단면력에 영향을 미치지 못하는 것을 알 수 있다.