• Title/Summary/Keyword: 수치적 안정성

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Confirmation of Numerical Properties of ASQUICK Scheme through Numerical Simulation of Recirculating Turbulent Flow over a Sharp Rib Mounted on a Plane Surface (평면상 날카로운 돌출부 위를 흐르는 난류 재순환 유동해석을 통한 ASQUICK차분법의 수치적 성질확인)

  • 김성준
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.6
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    • pp.1250-1256
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    • 1989
  • 본 연구에서는 수치계산의 불안정성 때문에 과거 고차 정확도 유한차분법 들로 수치계산하기 어려웠던 날카로운 돌출부 위를 흐르는 난류유동현상을 ASQUICK 차분법으로 수치해석하고 그 수렴해를 얻음으로써 수치계산의 안정성을 확인하며 수치계산 결과를 HYBRID차분법에 의한 수치해석치 및 재순환난류유동의 특성치라 할 수 있는 재순환영역길이 실험치와 상호비교함으로써 수치계산의 정확도 향상효과를 확인하고자 한다. 더불어 수치계산의 수렴과정에 큰 영향을 미치는 것으로 잘 알려 져 있는 속도 압력교정법으로써의 PISO법을 ASQUICK차분법과 함께 사용해 PISO-ASQU- ICK조합의 유용성을 확인하고자 한다.

Numerical Approach to Predict the Long Term Behavior of Tunnel Considering the Degradation of Tunnel Members (수치해석을 이용한 터널 부재의 열화로 인한 장기 거동 예측)

  • Hoki, Ban;Donggyou, Kim
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.23 no.12
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    • pp.33-39
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    • 2022
  • This paper presents the long-term behavior of tunnel considering the degradation of concrete lining and surrounding soil. Tunnel is a composite structure which has supporting elements (shotcrete, lining, and rockbolt) and surrounding soils. These supporting elements and surrounding soils undergo the degradation as time goes. A proposed degradation function which has two parameters which control the residual strength and degradation shape was applied to the numerical analysis. The results showed the plastic zone was spread around tunnel due to the degradation leading to the increase in unstability of tunnel.

충격파 불안정성을 제거한 Roe 수치기법 (A Shock Stable Roe Scheme)

  • Kim Sung-soo;Kim Chongam;Rho Oh-Hyun;Hong Seung Kyu
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.6 no.4
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    • pp.43-53
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    • 2001
  • 본 논문은 충격파 불안정성이 나타나지 않는 충격파 안정적인 수치기법의 개발을 목표로 하고 있다. Roe의 수치기법은 유동의 수치계산에 있어 높은 정확도를 보장하지만 carbuncle 현상과 같은 충격파 불안정성이 나타나는 것으로 알려져 있다. Roe의 수치기법과 HLLE 수치기법의 수치점성을 비교하여 충격파 불안정성의 원인을 살펴보았으며, Roe의 수치기법에 나타나는 반감쇠항에 마하수의 함수인 조절함수 f와 g를 도입하여 충격파 안정성을 획득하였다. 본 논문에서 제안된 수치기법을 다양한 유동문제에 적용하여 수치기법의 충격파 안정성과 정확성을 검증하였다

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Numerical study on tunnel design for securing stability at connection between submerged floating tunnel and bored tunnel (수중터널 지반 접속부 안정성 확보를 위한 터널 설계에 대한 수치해석적 연구)

  • Kang, Seok-Jun;Cho, Gye-Chun
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.22 no.1
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    • pp.77-89
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    • 2020
  • Submerged floating tunnel (SFT) is a type of tunnel that allows tunnel segments to float underwater by buoyancy, and is being actively studied in recent years. When the submerged floating tunnel is connected to the ground, the tunnel and the bored tunnel inside the ground must be connected. There is risk that the stress will be concentrated at the connection between the two tunnels due to the different constraints and behavior of the two tunnels. Therefore, special design and construction methods should be applied to ensure the stability around the connection. However, previous studies on the stability at the connection site have not been sufficiently carried out, so study on the basic stage of the stability at connection site are necessary. In this study, numerical analysis simulating the connection between submerged floating tunnel and the bored tunnel confirmed that the shear strain concentration occurred in the ground around the connection, and it was analyzed that the structural factors can be handled during construction to have effects on the stability of the ground around the connection. Numerical results show that the risks from disproportionate displacements in the two tunnels can be mitigated through the construction of grouting material and joint design. Although the results from this study are qualitative results, it is expected that it will contribute to the determination of structural factors and risk areas that should be considered in the design of connections between the submerged floating tunnel and bored tunnel in the future studies.

Effectiveness Analysis of Aerator for the Prevention of Cavitation in the spillway (여수로 공동현상 발생방지를 위한 공기혼입장치의 효과분석)

  • Lee, Bum-Ju;Lee, Jae-Hong;Lee, Eun-Tae;Lee, Jeong-Gyu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.538-538
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    • 2012
  • 최근 기후변화에 따른 이상홍수의 발생으로 인하여 댐의 수문학적 안정성 확보가 필요하다. 이에 따라 댐의 비상여수로를 건설하여 이상홍수에 대비한 대책을 마련하고 있다. 여수로의 운영상 고유속의 흐름이 방류되는데 이때 공동현상이 발생하며, 공동현상으로 인해 발생된 공동이 파괴되면서 구조물에 큰 피해를 주고 있다. 이러한 피해예방을 위해 현재까지 개발된 가장 경제적이고 효과적인 대책은 공기혼입장치이며, 국내에는 최근에 적용되고 있으나, 세부적인 설계기준과 설계기법, 절차등이 부족한 현실이다. 본 연구에서는 여수로 구조물을 대상으로 발생하는 공동현상에 대해서 이론적, 실험적인 분석을 실시하고자 한다. 공동현상에 대한 이론적인 배경과 최근의 연구동향을 분석하고, 국내 기존댐에 적용한 공기혼입장치 설치에 대해서 사례연구를 실시하여 적정성을 검토하였다. 또한 여수로의 대표단면인 개착식 여수로의 구형단면에 대해서는 주암조절지댐을 선정하고 터널식 여수로의 원형단면에 대해서는 임하댐 비상여수로를 대상구조물로 선정하여 각각 1차원 수치해석을 실시한 결과를 토대로 공기혼입장치의 위치 및 최적규모를 산정하고자 한다. 1차원 수치해석을 통해 분석된 공동현상 및 공기혼입장치에 대해서 3차원 수치해석을 실시하여 압력변화 및 공기혼입량등 공기혼입장치의 설치전과 설치후에 대한 효과를 검증하고 마지막으로 수리모형실험을 실시하여 1차원, 3차원 수치해석 결과에 대한 검증과 구조물의 안정성 증대를 확인하고, 추후 기타 여수로 구조물의 설계시 참고할 수 있는 기초자료가 될 수 있도록 하고자 한다.

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공동형상에 따른 경사충격파와 경계층 상호작용의 피동제어 성능 비교 연구

  • Kim, Hong-Gyu
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2016.03a
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    • pp.604-609
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    • 2016
  • 슬롯판을 이용한 경사충격파와 경계층 간섭유동 제어에서, 슬롯판 아래에 있는 공동부의 형상을 바꾸어 가며 제어 성능을 비교하는 수치적 연구가 수행되었다. 공동형상 직사각형 5개, 사다리꼴 3개를 선정하여 shock 뒤에서 경계층 안정성, 전압손실을 기준으로 제어 성능을 평가하였다. 수치해석 결과 모든 형상에 대해 제어하지 않은 상태보다 좋은 성능을 얻었다. 그 중 경계층 안정성 측면에서는 형상 L과 R, 전압손실 감소 측면에서는 형상 M과 A가 효과적임을 확인하였고, 종합적으로 슬롯의 끝 면과 공동의 길이방향 끝 면이 일치하는 형상에서 상대적으로 좋은 결과를 얻음을 확인했다. 또한 슬롯과 공동 내부유동을 분석하면서 경계층 안정성과 전압손실 감소에 영향을 미치는 것은 separation 영역을 얼마 원활히 흡입하는지의 여부임을 알 수 있었고, 상류 슬롯에서 발생하는 shock에 대한 추후 해결 연구도 필요함을 알 수 있었다.

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Modification of the Sloan치s Substepping Scheme for the Numerical Stress Integration of Elasto-plastic Constitutive Models (탄소성 구성 모델의 수치 응력 적분을 위한 단계분할 절차에 관한 연구)

  • 김범상;정충기
    • Geotechnical Engineering
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    • v.14 no.4
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    • pp.129-140
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    • 1998
  • Elasto-plastic finite element analysis of geotechnical boundary value problems necessitate the stress integration for the known strain increments. For the elasto-plastic constitutive model, the stress integration is generally achieved by numerical schemes, because analytical integration is impossible for general strain path. In this case, the accuracy of numerical stress integration has an important role on the overall accuracy of nonlinear finite element solution. In this study, the Sloan's substepping method which is one of explicit integration methods has been adopted and iris applicability has been checked. The unstability and inaccuracy of ifs results initiated from initial stress level were revealed. So. a new modified numerical integration method which employs the basic concept of modified Euler scheme for error control is proposed and accuracy and stability of the solutions are confirmed by triaxial test simulation.

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Assessment of influence of old mine gangway on stability of road tunnel in mine area (광산지역 도로 터널링에 있어 폐갱도가 터널 안정성에 미치는 영향 평가)

  • Synn, Joong-Ho;Shin, Hee-Soon;Sunwoo, Choon;Park, Chan
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.4 no.2
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    • pp.123-133
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    • 2002
  • In the construction of the road tunnel in mine area, old mine gangways can cause the instability of the tunnel. In this case study, the field investigation is carried out to figure out the location of old gangways adjacent to the tunnel, and their influence on the tunnel stability is estimated according to the location pattern and rock condition by FLAC analysis. The grouting reinforcement of tunnel crown region and old gangway is suggested and its role on assurance of the tunnel stability is also verified. It can be said from this study that the effect of the old gangway on the stability of tunnel varies with the dimension of gangway, distance from the tunnel, rock condition and groundwater, and therefore these paramerter should be compositively considered in the assessment of the tunnel stability.

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Analysis on Dimensional Stability of Porosity Soil Block for Vegetation Reinforcement (식생강화를 위한 다공성 소일 블록의 치수안정성 해석)

  • Park, Sang Woo;Ahn, Tae Jin;Ahn, Sang Ho;Kwon, Soon Hyun
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.15 no.1
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    • pp.91-103
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    • 2013
  • In this Research, in order to improve problems of not enough technical validation and structural and hydraulic stability evaluation when nature-friendly revetment block is applied to field, hydraulic stability evaluation according to hydraulic behavior change of porosity soil block for vegetation reinforcement that secures ecological function was reviewed. By selecting object section, numerical analysis and hydraulic model experiments were performed; for numerical analysis, by using 1-dimensional numerical analysis model HEC-RAS and 2-dimensional numerical analysis RMA-2, one-dimensional(1D) and two-dimensional(2D) numerical analysis were performed; by applying Froude's similarity law, reduced-scale hydraulic model experiments according to vegetation existence were performed. In hydraulic model experiment, for validity of experiment result, the result of velocity and tractive force of reduced-scale hydraulic model experiments was converted to prototype so that it can be compared and reviewed under the same condition of one-dimensional(1D) and two-dimensional(2D) numerical analysis result; as a result, it was confirmed that comparatively united result appeared, and by comparing prototype-converted tractive force result with revetment's allowable tractive force coming from an existing research, block's hydraulic stability was suggested.

A Numerical Analysis on Stability Analysis of Cavity Ground considering Pavement Thickness and Traffic Load (포장층 두께와 교통하중 크기를 고려한 공동 발생 지반의 안정성 분석에 관한 수치해석)

  • You, Seung-Kyong;Ahn, Heechul;Kim, Young-Ho;Han, Jung-Geun;Hong, Gigwon;Park, Jeong-Jun
    • Journal of the Korean Geosynthetics Society
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    • v.18 no.4
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    • pp.287-297
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    • 2019
  • In this study, a series of finite element numerical analyzes were performed considering the pavement thickness and traffic load for the purpose of stability analysis on the cavity ground. In order to verify the validity of this numerical method, the previous numerical analysis was used to simulate the mechanical behavior of cavity ground, and the results were compared and analyzed. Also, from the numerical results, it was possible to confirm the dynamic behavior of the ground by confirming the change of ground void ratio, surface settlement, and shear stress, and using the relationship between stress ratio, non-destructive depth and surface settlement, the safety of the was analyzed. As a result, as the pavement thickness decreased and the traffic load increased, the non-destructive depth and the overall stability of the ground decreased with the increase of surface settlement.