• 물과 미래
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• 제29권2호
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• pp.143-151
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• 1996

중간류 유출, 지표표화지역, 흙수분저류량들의 동적 반응을 Richards 방정식을 이용한 수치실험을 통하여 유도하였다. 그리고 수치실험에서 경사면 모양, 토양종류, 경계조건 등을 변화시켜서 지표포화지역-중간류유출 동적 관계 및 지표포화지역-흙수분저류량 동적 관계를 결정하였다. 모의결과에 의하면, 지표포화지역-중간류유출 동적 관계 및 지표포화지역-흙수분 저류량 동적 관계는 각 관계들의 정상류 관계에 의해 근사적으로 설명될 수 있다. 그리고 강우양상이 단순한 펄스입력일지라도 중간류유출 및 지표포화지역의 동적 반응은 중복첨두치에 의해 특징지어지며, 중복첨두치의 발생에 대한 물리적 메케니즘은 "variable source area"의 개념을 이용하여 설명하였다.용하여 설명하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권1호
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• pp.34-44
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• 1992

단주기파의 항내 침입ㆍ변형에 의한 수면파난 현상을 효과적으로 예측하기 위한 수치모형을 제안하였다. 해저면 마찰을 고려한 완경사 방정식을 기본으로 하고 고체 경과면에서는 부분흡수 경계조건을 사용하였다. 방파제 주변과 항내 영역은 유한요소로 모형화하고 항외 영역에서는 Helmholtz 방정식의 해석해를 사용하는 복합요소법을 이용하였다. Chen과 Mei(1974)의 방법에 따라 경계치 문제의 범함수를 구한 후 구함되는 최종적인 연입방정식을 Gauss 소거법으로 푸는 수치모형을 수립하였다. 양익방파제에 의한 파의 회절에 대한 수치모형실험(Pos and Kilner, 1987)과 수치계산을 비교한 결과 양자가 양호하게 일치하여 본 수치모형의 타당성이 검증되었다. 본 모형은 유한차분 모형에 비해 경계면과 반사의 처리가 정확한 반면 상대적으로 커다란 컴퓨터 기억용양을 필요로 하므로 사각형 요소를 사용하는 등의 개선이 요구되었다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.598-610
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• 2022

안전을 위해 단층대를 피해 지하구조물을 건설하는 것이 가장 바람직하겠지만 현실적인 제약과 현장의 조건 때문에 이것이 언제나 가능한 것은 아니다. 예를 들어, 지속해서 논의가 진행 중인 한일 해저터널의 경우 어쩔 수 없이 대한해협의 단층대를 통과해야 한다. 따라서 단층 슬립 시 지하구조물의 잠재적인 거동을 파악하는 효율적인 방법이 필요하다. 본 고에서는 비교적 간단한 수치해석을 이용해 경사가 45도인 정단층에 발생한 응력에 관한 연구 결과를 수록하였다. 균열면에서 변위가 불연속적이라는 가정을 바탕으로 경계 요소 수치해석 프로그램을 이용해 단층의 상반과 하반에서 각기 다르게 발생한 변위를 산정 할 수 있었다. 우리는 해석 결과를 통해 단층 슬립 시 단층면에서 주응력의 방향이 45도 회전했으며 이것이 선행 연구와도 일치함을 확인했다. 본 연구에서 사용한 수치해석적 접근 방법을 지하구조물 건설과 관련된 다른 단층대 문제에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.185-192
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• 1993

장주기파(長週期波)의 침입(侵入) 변형(變形)에 의한 항내(港內) 수면교란(水面攪亂) 현상(現像)을 효과적(效果的)으로 분석(分析) 및 예측(豫測)하기 위하여 해석해(解析解)와 유한요소(有限要素)를 복합적(複合的)으로 사용한 수치모형(數値模型)을 이용하였다. 기본방정식(基本方程式)으로 완경사(緩傾斜) 방정식(方程式)을 사용하였으며, 고체(固體) 경계면(境界面)에서는 부분흡수(部分吸收) 경계조건(境界條件)을 사용하였다. 방파제(防波堤) 주변(周邊)과 항내(港內) 영역(領域)은 유한요소(有限要素)로 모형화(模型化)하고 항외(港外) 영역(領域)에서는 Helmholtz 방정식(方程式)의 해석해(解析解)를 이용하였다. Chen과 Mei(1974)의 방법(方法)을 이용하여 경계치(境界値) 문제(問題)의 범함수(凡凾數)를 구한 후 구성(構成)되는 최종적(最終的)인 연립방정식(聯立方程式)을 Gauss 소거법(消去法)으로 푸는 수치모형(數値模型)을 수립(樹立)하였다. 현장관측(現場觀測) 자료(資料)의 스펙트럼 분석(分析)으로 제시된 동해항(東海港)의 Helmholtz natural period 및 제(第)2 첨두주기(尖頭週期)는 수치계산(數値計算)으로 구해진 것과 잘 일치(一致)하였다. 항만구조물(港灣構造物)에서의 반사율(反射率)을 변화(變化)시키면서 구한 증폭비(增幅比)와 관측치(觀測値)의 비교(比較) 결과(結果) 반사계수(反射係數)를 0.99로 했을 때 가장 양호(良好)한 일치(一致)를 나타내었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권2호
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• pp.139-149
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• 1994

본 논문에서는 항만 부진동현상을 예측할 수 있는 무한요소를 이용한 유한요소기법에 대해서 연구하였다. 지배방정식으로는 완경사방정식을 사용하였으며, 고체경계면에서의 에너지 손실효과를 고려하기 위하여 부분반사조건을 도입하였다. 외부영역 무한경계조건을 효율적으로 처리하기 위하여 새로운 무한요소를 개발하였다. 개발된 무한요소의 형상함수는 해석적 도유함수의 급수해의 진행파항을 나타내는 제 1종 Hankel 함수의 점근적 형태를 사용하여 결정하였다. 수치해석상의 효율성을 제고하기 위하여 무한요소의 시스템행렬 구성시 나타나는 무한방향으로의 적분을 해석적으로 수행하였다. 기존의 수리실험 및 타 수치모형 결과와의 비교를 통하여 본 연구에서 개발한 무한요소에 기초한 수치모형의 타당성을 입증하였다. 또한 해석의 효율성과 정도에 직접적으로 영향을 주는 무한요소의 위치결정에 대한 수치실험도 수행하였다.

• 한국석유지질학회지
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• 제5권1_2호
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• pp.9-15
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• 1997

남극 브랜스필드 해협 중앙분지에서 획득한 다중채널 탄성파탐사 자료를 중심으로 자료처리를 수행하여 전반적인 해저지형, 지층 및 지체구조를 해석하였다. 브랜스필드 중앙분지는 확장중심축을 경계로 해저지형, 화산분출물 및 단층분포, 기반암의 형태가 크게 달라진다. 급격한 경사를 보이는 북쪽 대륙붕은 낙차가 크고 연속성이 좋은 한 개의 긴 정단층 (북동-남서 방향)으로 구성되는 반면, 완만한 경사의 남쪽 대륙붕은 여러 개의 정단층들이 거의 일정한 간격으로 조밀하게 배열된 분포를 보여, 분지가 북서-남동 방향의 확장성 지구조운동에 의해 형성되었음을 나타낸다. 화산분출물 분포를 보면 확장중심과 그 근처에 선형의 대규모 분출물이 형성되어 있고, 양쪽 대륙붕 상단에는 소규모 분출물들이 존재한다. 이들 단층과 분출물은 지하 깊숙이 존재하는 트랜스퍼 (transfer)단층의 영향을 받아 북서-남동 방향으로 수평이동 되었으며 기반암의 형태 및 퇴적 양상을 변화시키고 있다. 퇴적층은 확장중심축 근처에서는 얇게 피복되어 있으나 분지 중심에서 대륙붕단까지는 쐐기 형태로 두껍게 퇴적되어 있고, 대륙붕에서는 화산분출물이 있는 곳을 제외하고는 대체로 평행하게 퇴적되어 있다. 이와 같이 분지의 형태와 퇴적층의 분포는 밀접한 관련성을 보이며 확장중심축을 경계로 퇴적환경에 커다란 변화가 있었음을 알수 있다. 브랜스필드 분지는 신생대 후기에 형성된 젊은 분지이지만 유기물이 풍부한 지질환경과 활발한 지구조운동에 결부된 높은 지열류량으로 인해 탄화수소를 충분히 성숙시킬 수 있는 조건을 가지고 있을 것으로 사료된다./투스칼루사(Tuscaloosa) 사암층, 테일러(Taylor) 나바로(Navarro) 사암층과 오스틴(Austin) 백악 및 탄산염암층이 있다. 이 저류암층에 탄화수소를 공급했던 근원암층으로는 경사방향 하부의 셰일층이, 그리고 덮개암층은 경사방향 상부의 계일층이 그 역할을 담당했던 것으로 해석된다. 뗘악기 하부와 상부 퇴적층의 주요 트랩(trap)으로는 완만한 기둥형(pillow)으로부터 복잡한 다이아피어(diapir) 형태의 암염층 관련 배사구조와 하단 단층블록위에 놓여 있으며 롤오버(rollover) 배사구조를 갖는 성장단층이 있다. 투수 장애(permeability barrier), 상부 경사방향으로 첨멸하는 사암체(up-dip pinch-out sand body깥 침식부정합면(unconformity truncation)도. 걸프만 석유부존에 중요한 역할을 한 트랩들이다. 백악기의 주요한 저류암층들은 범세계 해수면곡선의 하강시기와 잘 일치하고 있는데 이는 백악기동안 형성된 걸프만의 퇴적층서가 범세계 해수면곡선을 전반적으로 잘 반영하고 있음을 의미한다. 즉 퇴적작용을 주로 지배하는 세 즌요 변수인 지구조적인 분지의 침강운동,퇴적물의 공급,해수면 변동오그÷중에서 해수면 변동요소가 이 시기동안 가장 중요한 역할을 했음을 의미한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권12호
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• pp.25-32
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• 2018

본 논문은 암반에 형성되어 있는 불연속면이 지진 또는 발파에 의해 유발되어 암반을 통해 전달되는 동적 전단응력파에 미치는 영향에 대해서 수치해석적 매개변수 연구를 통해 조사하고 그 결과를 제시하는 것이다. 수치해석적 매개변수 연구를 수행하기 위해서 먼저 이론적 해를 얻을 수 있는 조건에 대해서 타당성해석을 수행하고 그 결과를 이론해와 비교한 후 암반조건 및 불연속면 조건을 달리한 경우에 대해서 매개변수해석을 수행하였다. 암반조건으로는 암반 초기 현장응력 상태가 고려되었으며 불연속면조건으로서는 불연속면의 전단강도 정수인 마찰각과 점착력이 고려되었다. 또한 불연속면의 경사각 또한 매개변수로서 고려되었다. 이와 같은 다양한 조건의 매개변수연구를 통해 전단응력파의 변화를 파악한 결과, 매질을 통해 전달되는 동적 전단응력파는 암반의 초기 현장응력조건 뿐만 아니라 불연속면의 전단강도 및 경사각 조건에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 이를 통해 지진 또는 발파유발 동적하중이 절리형성 암반지층이나 서로 다른 지층으로 이루어진 토사지층을 통과할 때, 지층의 초기응력 상태와 더불어 불연속면 또는 지층경계면의 특성 등을 반드시 고려하여 주변시설물 및 구조물에 대한 동적영향을 파악해야 할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제10권3호
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• pp.205-216
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• 2000

이 연구는 집중호우 시에 심한 지표균열이 발생하여 주민의 안전이 우려되는 달성군 다사읍 이천리 배후 산록의 지반활동 원인을 조사하고 대책을 강구하는데 그 목적이 있다. 활동원인을 조사하기 위하여 지표 지질조사, GPR 탐사, 시추조사 및 시험, 강수자료 검토 등이 수행되었으며, 조사결과를 종합하여 활동면은 지하 6~8m 심도에 위치하는 사암과 셰일의 경계를 이루는 경사각 20~25$^{\circ}$의 층리면이 약선대로 작용한 것으로 확인되었다. 활동면의 전단강도는 한계평형해석법에 의한 역해석을 수행하여 지하수위가 상승한 경우에 안전율이 1.0 이하가 되는 값으로 내부마찰각 18$^{\circ}$, 점착력 0 kgf/$\textrm{cm}^2$으로 결정하였다. 이를 바탕으로 도해적 분석, 한계평형해석 및 수치해석 등 일련의 해석을 수행하였으며, 특히, 다양한 조건 하에서 한계평형해석을 수행하여 그 결과로부터 지반활동 방지를 위한 사면보강방안을 제시하였다. 적절한 표면 배수시설과 함께 지반 그라우팅 혹은 앵커공법의 적용이 사면의 장기적인 안전에 적절할 것이다.

• Composites Research
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• 제12권2호
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• pp.82-90
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• 1999

일반적 직교이방성 복합재료의 기계적 성질을 측정하기 위한 간단한 실험방법으로 편축시험편에 대한 인장시험 또는 굽힘시험이 흔히 사용된다. 이때 재료의 특성상 인장시험편에서는 전단변형이 발생될 수밖에 없으며, 굽힘시험편에서는 비틀림변형을 피할 수 없다. 그러나, 시험장치의 그림 또는 지지대에서의 구속은 커플링에 의한 변형을 수용할 수 없고, 따라서 이에 따른 응력집중을 유발한다. 결과적으로 불균일한 변형장과 응력장을 낳게되어 측정값의 정확도를 저하시키며, 조기 파손으로 인한 복합재료 강도의 과소평가를 가져오게 된다. 본 연구에서는 이를 완화하기 위한 방안으로 시험편 경계면 형상의 변화를 제안한다. 이를 위하여 경사좌표계에서의 적층이론을 유도하며, 각 시험조건에 대한 특성방정식을 구한다. 유한요소해석을 수행하여 특정방정식을 이용하여 수정된 시험편 형상의 유용성을 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.105-105
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• 2021

본 연구에서는 2차원 비선형 천수모형과 수심평균된 스칼라 이송모형을 해석하는 수치모형에 대해 기술하였다. 수치모형의 정확성을 보장함과 동시에 안정성을 높이기 위해 유한체적법, 플럭스 재구성 및 minmod 제한자를 사용하였다. 비선형 천수방정식의 이송항과 바닥 경사항은 계산된 수심의 양수 보존과 흐름의 정상 상태를 보장하기 위한 second order well-balanced positivity preserving central-upwind method를 이용하여 수치적으로 이산화되었다. 마찬가지로, 이송-확산 방정식 내 이송항은 동일한 2차 풍상차분법을 통해 수치적으로 풀이하였다. 격자점 경계면에서의 불연속으로 인한 수치진동을 방지하기 위해 이송항의 계산에 포함된 보존항의 차이로 인해 발생하는 스칼라의 수치확산을 최소화하기 위해 무차원의 비소산함수를 도입하였다. 또한, 확산항은 유한차분법을 이용하여 이산화하였다. 제안된 수치모형은 시간미분항의 계산을 위해 오일러 기법을 적용하여 계산된 수심 및 스칼라의 양수 보존여부와 함께 정지된 흐름의 정상 상태의 보존여부를 확인하였다. 제안된 수치모형의 해석 정확성을 평가하기 위해 1, 2차원 공간 내 다양한 흐름 조건에서의 해석해를 이용한 3개의 벤치마크 테스트를 수행하였다. 평균 제곱근 오차(Root Mean Squared Error, RMSE)를 산정하여 수치모형의 성능을 정량적으로 평가하였으며, 비소산함수를 적용함에 따라 스칼라의 수치확산이 감소하게 되었음을 확인하였다. 또한, 세 차례의 벤치마크 테스트 결과는 공통적으로 수치모형에 의해 계산된 결과값이 비소산함수를 고려함에 따라 해석해와 잘 일치함을 확인하였다.