• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
• /
• 2001.03a
• /
• pp.109-117
• /
• 2001

불연속체 해석을 이용하여 터널 안정성 해석을 수행할 경우 해석 결과는 절리 모델의 선택에 따라 달라진다. 따라서 본 연구에서는 개별요소법을 이용한 불연속체 터널 안정성 해석에 있어 BB 모델 적용시의 해석 결과와 MC 모델 적용시의 해석 결과를 비교하였다. 또한 주어진 응력 조건과 터널 형상에 따른 암반의 변형 거동을 규명하기 위하여 불연속체 해석 결과와 연속체 해석 결과를 비교하였다. 연속체 해석결과와 BB 모델을 사용한 불연속체 해석 결과는 변위 및 응력 분포는 비슷한 양상을 보이는 반면, MC 모델을 사용한 불연속체 해석결과는 이와 다른 양상을 보였다. 또한 MC 모델을 사용하여 불연속체 해석을 실시할 경우 절리의 영향을 명시적으로 고려하였음에도 불구하고 연속체 해석 결과에 비해 변위 및 최소 주응력이 더 작게 발생할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 MC 모델이 실제 절리의 변형거동 특성을 현실적으로 모사할 수 없기 때문에 발생되는 결과이며, 특히 절리면의 전단거동에 무관하게 팽창각을 일정한 상수로 취급하는 MC 모델의 특성으로 인한 결과이다.

• Journal of the Korean Professional Engineers Association
• /
• v.20 no.3
• /
• pp.5-14
• /
• 1987

연속체의 해석에 있어서, 특별한 경우를 제외하고는, 구조물의 개략적인 거동을 파악해야 될 경우가 종종 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해서 강체요소법(Rigid Element Method)이라 불리우는 새로운 해석법이 개발되었다. 강체요소법은 원래 평정연구실에서 벽식프리캐스트 철근콘크리트 구조물의 탄소성해석을 하기 위해서 개발된 해석법에 착안하여, 내수벽과 같은 연속체에 적용함으로서 시작된 수치해석법이다. 그 후 저자들은 도통쉘, 구형쉘 혹은 이들이 조합된 쉘구조물에 적용할 수 있도록 개발 확장하였다. 강체요소법의 기본개념은 연속체의 분해된 각 요소를 강체(rigid body)라고 가정하고, 각 요소들은 요소의 강성으로 치환된 가상스프링으로 서로 연결되어 있다고 가정하여, 이 가상스프링의 거동을 평가함으로서 전체구조물의 거동을 파악하는 해석법이다. 이때 요소의 주변에 취해진 스프링은 해석을 단순화하기 위해서 축력, 면내전단력 및 면외전단력만을 전달한다고 가정하고, 요소의 강체변위(자유도)는 요소내의 임의의 한 점에서 취하며, 이 점에서의 강체변위(rigid displacements)는 요소의 주변에 취해진 스프링을 통하여 다른 요소로 전달된다. 상기와 같은 강체요소법의 개념을 연속체의 탄성 및 탄소성해석에 적용하면, 해석적 개념이 단순할 뿐만 아니라 구조물 전체의 자유도수를 대폭 줄여 컴퓨터 계산시간을 절약할 수 있는 잇점이 있고, 거시적인 모델(macroscopic modeling)과 미시적인 모델 (microscopic modeling)의 중간적인 성격을 가지기 때문에 구조물의 파괴상황에 대해서도 그 개략을 파악할 수 있다. 본 논문에서는 강체요소법을 보다 일반화된 해석법으로 개발, 확장하기 위해서 종전에 단층스프링시스템(single-layer spring system)으로 해석이 어려웠던 문제점들을 보완한 복층프링시스템(double-layer spring system)을 사용함으로서 휨, 비틀림의 효과를 파악할 수 있는 이론적 개념을 적용한 새로운 구요소, 원통요소 및 평면요소를 개발하고, 이러한 강체요소들의 적합매트릭스의 유도 및 해석저긴 방법을 정식화하였다. 또 휨, 비틀림 및 전단력의 효과를 고려한 사각형원통요소 및 능형원 통요소를 이용하여 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석할 수 있는 프로그램을 개발하고, 이 프로그램으로 캔틸레버로된 연속형철근콘크리트 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석에 적용하여 구조물의 거동에 관한 수치해석의 결과, 즉 내력의 분포, 균열의 진전, 파괴의 상황 및 변형의 상태 등을 파악해 보았다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.27 no.3
• /
• pp.137-145
• /
• 2014

We present a design sensitivity analysis(DSA) method for multiscale problems based on bridging scale decomposition. In this paper, we utilize a bridging scale method for the coupled system analysis. Since the analysis of full MD systems requires huge amount of computational costs, a coupled system of MD-level and continuum-level simulation is usually preferred. The information exchange between the MD and continuum levels is taken place at the MD-continuum boundary. In the bridging scale method, a generalized Langevin equation(GLE) is introduced for the reduced MD system and the GLE force using a time history kernel is applied at the boundary atoms in the MD system. Therefore, we can separately analyze the MD and continuum level simulations, which can accelerate the computing process. Once the simulation of coupled problems is successful, the need for the DSA is naturally arising for the optimization of macro-scale design, where the macro scale performance of the system is maximized considering the micro scale effects. The finite difference sensitivity is impractical for the gradient based optimization of large scale problems due to the restriction of computing costs but the analytical sensitivity for the coupled system is always accurate. In this study, we derive the analytical design sensitivity to verify the accuracy and applicability to the design optimization of the coupled system.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
• /
• 2001.03a
• /
• pp.97-108
• /
• 2001

절리가 발달한 암반의 거동평가를 위한 해석적 방법은 연속체 모델과 불연속체 모델을 사용하는 방법으로 대별할 수 있으며, 연속체 모델을 사용할 경우에는 유한요소법이나 유한차분법을 이용하는 방법이 주종을 이루고 있다. 불연속체 모델은 개별 블록들의 움직임을 일일이 계산하므로 매우 매력적인 방법이지만 현재의 지반조사 기술수준으로는 지반내의 절리발달사항을 정확히 파악하기가 매우 어려우며, 컴퓨터의 계산용량이 너무 과다해지는 단점이 있다. 따라서, 불연속면을 포함한 암반을 연속체로 가정한 편재절리 모델(ubiquitous joint model)을 이용한 연구가 요구된다. 한편, 터널의 경우는 사면의 경우와는 달리 파괴면의 형상을 사전에 가정하기 어렵기 때문에 한계평형법에 기초한 해석법 등을 적용하여 안전율을 구하기가 곤란하다. 이러한 이유에서 터널을 대상으로 한 수치해석은 안전율을 구하기보다는 안정성을 평가하는 데만 제한적으로 사용되어 왔다. 본 논문에서는 편재절리모델을 이용한 절리암반터널의 거동 평가기법과 수치해석에 의해 터널의 안전율을 구하는 방법을 제시하는 데에 그 목적이 있다. 이를 위해 터널의 안전율 구하는 방법을 강도감소기법에 근거하여 제시하였다.

• Tunnel and Underground Space
• /
• v.20 no.1
• /
• pp.28-38
• /
• 2010

In order to investigate the tendency of general displacements and behaviors with respect to each construction process as well as the applicability of numerical analysis schemes, this research has focused on not only analyzing a variety of field observations made in a NATM tunnel, such as displacement of top and side, stress of shotcrete and axial strength of rock bolt, but also carrying out a series of numerical analyses. It was established from the investigation that the 2-dimensional continuum numerical analysis was the one which could more accurately predict displacement of crown and side in the area of one step excavation (patten, P1-P3), while the 2-dimensional discontinuum analysis was the most suitable scheme to study that of two step excavation (patten, P4-P6). In addition, the 2-dimensional continuum analysis enabled to appropriately predict the axial strength of rock bolt and stress of shotcrete in all the area of the tunnel. Finally, it has been possible to conclude from the study that the 3-dimensional continuum analysis should be applied to inspect the behavior and tendency with respect to each stage of the construction as well as in the case of joints, such as large turnouts where relaxation loads in both of horizontal and vertical direction are piled up.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.20 no.5
• /
• pp.757-772
• /
• 2018

Recently, earthquakes have occurred in large cities such as Gyeongju and Pohang, and seismic analysis studies have been actively conducted in various fields. However, since most of the previous seismic analyses have dealt with ground structures and the ground separately, there is a lack of a study on the complete soil-structure dynamic interaction. Therefore, in this study, a sensitivity analysis is conducted with MIDAS GEN and MIDAS GTS NX to apply the underground structure fixed-end model considering only the building and the complete system model considering both the building and the ground, respectively and the validity of dynamic analysis considering SSI is examined. As a result of the study, in most conditions it is found that the maximum horizontal displacement of the tall building in case of the underground structure fixed-end model is estimated to be smaller, the bending stress is larger, and the range of the weak part is smaller than that of the complete system model. Therefore, it is expected to be more reasonable to use the complete system model considering soil-structure interaction in seismic analysis.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2017.03a
• /
• pp.333-339
• /
• 2017

최근에는 항공기의 임무 형태나 주위 환경에 따라 변할 수 있는 passive morphing airfoil에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 복잡한 모델링, 실험 과정 및 긴 해석 시간 때문에 아직 여러 chiral 구조를 체계적으로 비교하지 못 하고 있다. 본 논문에서는 이러한 chiral meso structure 중 하나인 Anti-Tetra Chiral 구조를 Hooke's law에 기반을 두어 등가 물성치를 구해보고, 사각형 모양의 연속체 요소로 등가 모델링을 하였다. 그 후, airfoil 내부에 연속체 요소를 직접 적용하여 실제 모델링한 경우와 비교해 본 결과 경향성 파악에 충분한 오차 범위를 얻을 수 있었다. 이를 통해 여러종류의 Chiral meso structure과 기하학적 변수를 적용한 에어포일을 효율적으로 해석할 수 있음을 제시할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2000.11a
• /
• pp.3-3
• /
• 2000

저추진력 추력기라는 것은 추력이 수 N 정도, 노즐출구직경이 수 mm 정도의 소형추력기를 의미하며, 주로 인공위성을 비롯한 우주 비행체의 자세제어, 궤도천이 등의 목적을 위해 사용된다. 따라서, 저추진력 추력기의 일반적인 작동환경은 연속체 영역, 천이영역(transition flow regime), 희박영역(rarefied flow regime)을 모두 포함하므로, 기존의 연속체 유체역학에서 사용되는 Navier-Stokes 방정식을 사용할 수 없고, 분자들의 미시적인 움직임과 내부 에너지 분포를 고려한 Boltzmann 방정식을 이용한 해석을 수행하여야 한다.(중략)

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
• /
• 2004.04a
• /
• pp.19-28
• /
• 2004

유동장의 특성을 구분할 수 있는 척도는 평균자유행로와 특성거리의 비인 누센수이다. 누센수에 따라서 유장은 연속체영역, 미끄럼영역, 천이영역, 및 자유분자영역으로 나누어진다. 고고도에서 비행체 주위의 유동장, 진공에서의 유동장 등이 비연속체영역 즉 저밀도유동장에 해당된다. 비연속체영역에 해당되는 또 다른 중요한 분야는 미세 유동장이다. 최근에 관심이 대두되고 있는 미세항공기(MAV)와 실리콘혁명 이래 유망한 미래기술중의 하나인 MEMS 장치 주위의 유동장 등이 바로 미세 유동장이다. 비연속체영역에서 유체의 이동 및 전달현상을 기술하기 위하여는 Boltzmann 방정식을 해석하여야한다. Navier-Stokes 방정식을 이용한 기존의 CFD 기법이 적용되지 않는 새로운 유동영역이기 때문이다. 본 발표에서는 Boltzmann 방정식의 유력한 해법인 직접모사(Direct Simulation Monte Carlo)법을 이용한 저밀도 유동장 해석이 소개될 것이다. 또한 직접모사법이 이용되기 어려운 다양한 저속 유동장에 대한 해석결과도 소개될 것이다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.16 no.5
• /
• pp.141-148
• /
• 2000

사면 안정 해석은 주로 파괴 활동면의 전단 강도와 발휘되는 전단 강도의 최대비로서 표현되는 파괴활동의 추정을 위해 기존의 고전적인 방법을 사용하거나 이와 유사한 방법등이 사용되어 왔다. 이러한 방법들은 토질에 있어서의 상호 작용력과 그에 따른 전당력 및 사면 활동면의 반복되는 추정등의 가정으로 불확실성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 토질전체를 연속체로 규정하고 비선형 유한요소법을 이용한 토질의 실제 응력과 강도를 정확하게 계산하였다. 사면 안정은 점차적 인증력의 증가로서 사면의 붕괴 활동면이 나타나FEo 까지로 해석되었다. 제시된 방법의 세부적인 사항은 예제를 통하여 설명되어 있다.