• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.29 no.5
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• pp.314-324
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• 2010

In waveguide structures, waves may be partially reflected by local non-uniformities. The effects of local non-uniformities has been previously investigated by means of a combined spectral element and finite element (SE/FE) method at relatively low frequencies. However, since the SE is formulated based on a beam theory, the SE/FE method is not appropriated for analysis at higher frequencies where complex deformation of the waveguide occurs. So it is necessary to extend this approach for high frequencies. For the wave propagation at higher frequencies, a combined spectral super element and finite element (SSE/FE) method is introduced in this paper. As an example of the application of this method, wave reflection and transmission due to a local defect in a rail are simulated at frequencies between 20kHz and 30kHz. Also numerical errors are evaluated by means of the conservation of the incident power.

• Computational Structural Engineering
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• v.6 no.4
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• pp.83-88
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• 1993

A time-discontinuous Galerkin method based upon using a finite element formulation in time has evolved. This method, working from the differential equation viewpoint, is different from those which have been generally used. They admit discontinuities with respect to the time variable at each time step. In particular, the elements can be chosen arbitrarily at each time step with no connection with the elements corresponding to the previous step. Interpolation functions and weighting functions are taken to be discontinuous across inter-element boundaries. These methods lead to a unconditional stable higher-order accurate ordinary differential equation solver.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.289-289
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• 2017

자연 현상을 연구 대상으로 하는 공학적인 접근법이나 과학적인 접근법에 있어서 컴퓨터를 활용한 수치모의는 이제 거의 모든 분야에서 활용되고 있으며, 복잡한 자연 현상을 해석하고 예측하기 위한 필수적인 하나의 도구로 자리매김하고 있다. 하지만, 컴퓨팅 기술의 눈부신 발전에도 불구하고, 과거에 개발되어 현재까지도 활용되고 있는 기술의 보완점은 항상 제기되고 있으며, 또한 필요성에 의한 새로운 기술들이 끊임없이 새롭게 개발되고 있다. 하천 또는 지하수 모의를 위해서 모형을 구축할 때 가장 기본적이며, 가장 중요한 준비 과정은 모의 영역에 대한 격자 형성이다. 연속성을 지닌 모의 대상을 수치적으로 접근하기 위해서는 연속성을 가정한 불연속적인 격자를 생성하는 과정이 반드시 필요하며, 연속성을 지닌 자료로부터 이산적인 자료를 얻어 내삽과정을 통해 격자점에 할당하게 된다. 모의준비 과정뿐만 아니라 모의 결과의 활용과정에서도 내삽이 필요할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 trend-surfaces법, 역거리 가중치법, spline법 등 기존에 알려진 공간자료 보간법들을 지형 자료 또는 지하수위 자료 등의 2차원 공간 자료에 적용하여 비교, 분석하며, 보다 효과적인 내삽기술에 대해서 알아보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2000.09a
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• pp.129-137
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• 2000

This paper presents groundwater flow characteristics in discontinuous rock mass using fracture network program(NAPSAC) by statistical approach. Equivalent permeability coefficients are estimated from borehole data around Mabuk test tunnel site and fracture map on the arch of the tunnel. The reliability of fracture network model is obtained from determination of input data for statistical fracture network analysis from the real data(data of fracture network, data of hydraulic tests). The variation of permeability and mean anisotropic permeability coefficients are calculated from the realized model by increasing the size. As a result of analysis, a strong anisotropy of permeability is observed according to the direction of the fracture sets around the test tunnel.

• Tunnel and Underground Space
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• v.10 no.3
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• pp.378-386
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• 2000

This paper presents groundwater flow characteristics in discontinuous rock mass using fracture network program(NAPSAC) by statistical approach. Equivalent permeability coefficients are estimated from borehole data around Mabuk test tunnel site and fracture map on the arch of the tunnel. The reliability of fracture network model is obtained from determination of input data for statistical fracture network analysis from the real data(data of fracture network, data of hydraulic tests). The variation of permeability and mean anisotropic permeability coefficients are calculated from the realized model by increasing the size. As a result of analysis, a strong anisotropy of permeability is observed according to the direction of the fracture sets around the test tunnel.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.187-196
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• 1998

불연속 갤러킨 정식화에 기초를 둔 시간적분법에 대하여 시간을 변수로 한 유한요소적 접근법을 시도하였다. 단일 형상함수와 두 형상함수 정식화에 대해 각각 선형, 이차 형상함수를 적용하여 모두 네 종류의 시간적분법을 유도하였으며, 각 방법에 대하여 시간시텝의 증가에 따른 변위와 속도의 관계를 나타내는 증폭행렬을 계산하였다. 유도된 방법들의 성능을 평가하기 위하여 부하가 갑자기 변화는 진동 문제를 해석하고 변위의 오차를 비교하였다. 네 가지의 방법에 대하여 국부 오차 추정치를 개발하였으며, 오차 추정치의 정확도를 수치예를 이용하여 평가하였다. 단일 형상함수 정식화에서 이차 형상함수를 이용한 오차 추정치가 실제 국부오차를 잘 나타내었으며 유도된 오차 추정치는 시간간격제어 기법에서 시간간격의 크기를 결정하는 척도로 이용 가능하다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.291-291
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• 2018

하천 및 수자원의 효율적인 관리와 더불어 다양한 수공구조물의 운영 및 관리를 위해서 구조물 주변에서 발생하는 불연속 흐름 및 급변류 등의 현상과 구조물 운영을 반영한 수치해석 기법을 이용한 모델 개발의 중요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 하천의 불연속 흐름을 모의하기 위한 1차원 흐름해석 모형(K-River)을 개발하였다. 본 모형은 천이류와 급변류를 수치적으로 안정하게 처리하기 위하여 지배방정식을 보존형 Saint-Venant 방정식으로 선정하고, FVM과 Forward Euler 방법을 이용하여 이산화를 수행하였다. 수치흐름률을 계산하기 위해서 불규칙 단면과 하상의 급경사 등에 신뢰도가 높은 기법으로 판단되는 근사 Riemann해법 중 하나인 HLL flux를 이용하였다. 개발된 K-river 모형의 검증을 위해서 해석해가 존재하는 타원형의 하상융기가 있는 하도에 적용하였으며, 국내에서 하천 설계 및 관리를 위해서 광범위하게 이용되고 있는 1차원 흐름해석 모형인 FDM기반의 HEC-RAS 모의결과와 비교 검토를 수행하였다. 그 결과, FDM기법에서는 모의되지 않는 일부 급변류 패턴을 개발 모형을 통해 모의가능하였으며, 전체적으로 K-River가 기존 모형 보다 해석해에 근사한 결과를 나타내었다. 또한, 배수문을 비롯하여 합류부, 분류부, 펌프장, 암거 등이 설치되어 운영되고 있는 아라뱃길에 적용하여 K-River의 적용성을 평가하였다. K-River를 이용하여 아라뱃길의 흐름분석을 수행한 경우가 HEC-RAS를 이용한 경우보다 수위와 유량의 유동을 시간에 따라 세밀하게 모의하였으며, 이는 배수효과에 의한 파의 전달이 FDM기법 대비 정확히 모의되기 때문으로 판단된다. 추후 연구에서는 현재보다 시간간격을 상세화 하여 수집된 관측수위를 통해 추가적인 검증을 수행하고, 다양한 특성을 가진 타 하천 등에 적용하여 모형의 적용성을 확대하고자 한다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.10 no.1
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• pp.25-32
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• 2000

This paper presents two new extensions to the DDA method. The extensions consist of sequential loading or unloading and rock reinforcement by rockbolts, shotcrete or concrete lining. Examples of application of the DDA method with the new extensions are presented. Simulations of the underground excavation of the Unju Tunnel of Kyungbu High Speed Railway Project in Korea were carried out to evaluate the influence of excavation sequence and reinforcement on the tunnel stability. The results of the present study indicate that improper selection of excavation sequence could have a destabilizing effect on the tunnel stability. On the other hand, reinforcement by rockbolts and shotcrete can stabilize the tunnel. It is found that, in general, the DDA program with the three new extensions can now be used as d practical tool in the design of underground structures. In particular, phases of construction (excavation, reinforcement) can now be simulated more realistically.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.8 no.5
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• pp.462-475
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• 1997

In this paper, the accurate characterization of the input impedance of a rectangular waveguide with a conducting post and the other discontinuity is presented using mode matching method and the equivalent transmission line theory. By the proposed method, the input impedance of rectangular waveguide with a conducting post and the other discontinuity as a function of the radius and height of the post, the reflection coefficient of the other discontinuity, and the distance between the post and the other discontinuity is calculated. The simulated result shows good agreement with the experimental result by Marcuvitz.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.34 no.5
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• pp.1383-1393
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• 2014

Recently, with rapid improvement in computer hardware and theoretical development in the field of computational fluid dynamics, high-order accurate schemes also have been applied in the realm of computational hydraulics. In this study, numerical solutions of 1D shallow water equations are presented with TVD Runge-Kutta discontinuous Galerkin (RKDG) finite element method. The transcritical flows such as dam-break flows due to instant dam failure and transcritical flow with bottom elevation change were studied. As a formulation of approximate Riemann solver, the local Lax-Friedrichs (LLF), Roe, HLL flux schemes were employed and MUSCL slope limiter was used to eliminate unnecessary numerical oscillations. The developed model was applied to 1D dam break and transcritical flow. The results were compared to the exact solutions and experimental data.