• 터널과지하공간
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• 제25권2호
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• pp.155-167
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• 2015

본 연구에서는 TOUGH2-FLAC3D 연계해석기법을 이용하여 암반공동에 고온의 열에너지를 30년간 저장하는 경우 주변 암반에 야기되는 열-수리-역학적 연계거동을 살펴보았다. 열에너지저장에 따른 암반의 거동 특성 및 환경 영향을 예측하고 이에 대한 제어기준을 수립하기 위한 기초 연구로서, 저장소 주변 암반에서 발생하는 열-수리 흐름과 역학적 거동의 상호작용에 대하여 검토하였다. 기본해석으로서 결정질 암반 내 원통형 공동에$350^{\circ}C$의 대용량 열에너지를 저장하는 경우를 모델링하였으며, 열에너지저장소의 단열성능은 고려하지 않았다. 암반 내 열전달의 주요 메카니즘은 암반의 전도에 의한 것으로 판단되며, 암반의 역학적 거동은 수리적 요소보다는 열적 요소에 지배적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 암반과 지하수 가열에 따른 유효응력 재분포 양상과 열팽창으로 인한 암반 변위 및 지표 융기를 검토하였으며, 주변 암반에서의 전단파괴 위험도를 정량적인 수치를 통해 제시하였다. 암반 가열에 따른 열팽창으로 인하여 지표면에서 수 cm의 융기가 발생하였으며, 저장공동 상부에 인장응력이 크게 발달하면서 전단파괴의 위험도가 증가하는 것으로 나타났다.

• 기계저널
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• 제33권1호
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• pp.22-32
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• 1993

본드선도는 물리적 등가가 적용되는 모든 상사 시스템을 대단히 조직이며 일관성 있게 모델링할 수있을 뿐만 아니라 시스템의 동적 방정식을 제어동역학 관점에 유리한 상태방정식으로 직접 유도할 수 있다. 또한 본드선도는 모델링 단계에서 무시된 각 요소들의 동적 특성 즉, 기계시스 템에서 회전축의 탄성처짐이나 운동 물체들 사이의 마찰 효과 전기 . 자기시스템에서 자속유출량, 그리고 유체 . 유압시스템에서 밀봉부분의 유량손실이나 압축성 유체 특성 등을 기곤에 구성된 본드선도의 변경 없이 각 특성들이 나타나는 본드상에 적절한 접합요소와 함께 단순히 첨가하여 고려할 수 있기 때문에 모델링 과정을 다시 반복하지 않고도 무시된 동적 특성들이 전체시스템에 미치는 영향을 파악할 수 있다. 특히 본드선도가 에너지 변환 장치나 에너지 유동 메카니즘이 복잡한 다에너지역 시스템 등에 거동이 전체시스템에 미치는 효과를 시각적으로 보다 세밀히 파악할 수 있을 뿐만 아니라 구성된 본드선도에 인과관계를 할당하여 본드선도의 접합요소를 통하여 유도된 최종적인 동적 방정식이 현실적으로 실현 가능한 물리시스템인지 파악할 수 있어 본드선도 모델링 단계에서 시스템을 묘사하는 동적 방정식의 옳고 그름을 평가할 수 있다. 이와 같이 본드선도는 기계, 전기 . 자기, 유체 . 유압, 열 시스템 및 이들이 조합된 복잡한 다에너지역 시스템 등을 효과적으로 모데링할 수 있는 매우 유용한 동적 시스템 모델링 방법이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.381-387
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• 2017

섬유강화 복합재료는 열팽창 계수의 방향성을 갖고 있을 뿐만 아니라 제작과정 온도와 실제 사용온도 사이의 차이 때문에 필연적으로 열응력 효과를 받게 된다. 이러한 열응력에 의한 파손현상은 실제 항공우주산업에서의 응용이 증대되고 있는 두꺼운 복합 적층판의 경우에 더욱 현저한 현상으로 적층판의 역학적 기능 및 파단강도에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 복잡한 재질로 구성되고 높은 세장비를 가진 블레이드 날개 구조의 차원축소 및 열 응력 복원 이론을 소개하고 3차원 유한요소모델과 비교결과를 통해 효율성과 정확성을 입증한다. 또한 차원을 축소한 모델링을 구성하고 복원이론를 이용하여 열적 환경에 적용된 복합재 보 단면의 열응력을 차원 복원하고 시각적으로 형상화하는 효율적인 복원해석 과정을 소개하고자 한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1-11
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• 1998

본 논문에서는 원자력 발전소 증기발생기를 위한 논리 프로세서에 기초한 모델링 방법에 대하여 다룬다. 증기발생기의 모델링은 여러 가지 요소들 중 특히, 열역학성 특성에 기인한 수축(shrink)과 팽창(swell)의 현상을 가지는 비최소위상 특성에 의해 수학적 모델링에 어려움이 있다고 알려져 있다. 이러한 어려움을 극복하기 위해서 본 논문에서는 기존의 신경회로망과는 달리 전문가의 지식을 포함할 수 있으면서 효율적인 학습이 가능한 구조를 가진 논리프로세서(logic processor)를 이용하여 증기발생기 모델링을 행하였으며, 다양한 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법의 유용함을 보였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권5호
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• pp.6-12
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• 2017

본 논문은 75톤급 개방형(Open-cycle) 액체로켓엔진(Liquid Propellant Rocket Engine, LPRE)의 수학적 모델링 및 정상상태(Steady state)에서의 시뮬레이션을 수행한 내용을 다룬다. 액체로켓엔진의 각 구성품들은 열역학 및 동역학적 특성을 이용하여 크게 7개로 분류할 수 있으나, 본 논문의 액체로켓엔진 시뮬레이션 모델을 간단화하기 위해 열전달 모델링을 생략하여 4개의 지배방정식(Govern equation)을 이용하였다. 정상상태에서의 실험 데이터와 시뮬레이션 데이터의 오차율을 통해 모델링을 확인하였으며 공칭 작동점에서의 선형화 모델을 이용하여 안정성을 판단하였다. 또한, 시뮬레이션 모델링을 검증하기 위해 실험 데이터의 과도응답을 비교하였다.

• Composites Research
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• 제25권2호
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• pp.34-39
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• 2012

본 논문에서는 일방향 섬유강화 복합재료의 열-기공-탄성 거동을 효과적으로 기술하기 위하여 미시역학에 기반을 둔 분리-혼합 기법을 적용하였다. 온도 증가에 따른 열팽창, 내부 기공에서의 가스 압력, 열분해 과정의 수축 변형 효과를 정식화 과정에 모두 포함하였다. 유도된 구성 방정식을 검증하기 위한 비교 대상으로서 복합재료 이차원 단층의 대표 체적 요소를 유한요소법으로 모델링하고, 다양한 하중 조건에 대하여 해석하였다. 즉, 대표 체적 요소에 분포된 전체 평균 응력과 변형도 등을 구하여, 분리-혼합 기법에 의해 예측된 해당 결과 값을 서로 비교하였다. 도출된 수치 결과를 분석함으로써 제안된 복합재료의 열-기공-탄성 거동 예측 기법의 유용성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권9호
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• pp.45-52
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• 2022

암반내 불연속면이나 지반-구조물의 접촉면은 열-수리-역학적으로 연계된 거동 특성을 보이므로, 온전한 지배방정식에 근거한 경계면 요소의 개발이 필요하다. 본 논문은 경계면 요소에 대한 힘평형 방정식, 유체의 연속방정식 그리고 에너지 평형 방정식을 유도하였다. 그리고 경계면 요소에 대한 탄소성 역학 모델의 강성행렬을 제시하였다. 개발된 유한요소는 2차원 조건에서 변위는 6절점, 수압과 온도는 4절점을 사용한다. 단층내 유체 주입에 대한 완전연계된 THM 해석은 단층내의 유효응력 감소와 주위 암반의 온도 수축에 의한 주입압의 복합적인 변화을 모델링 할수 있었다. 하지만, 열적 현상을 무시한 HM해석은 수리-역학적 변수를 과다하게 산정하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.606-611
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• 2015

초기 화재 진압을 위해 사용되는 스프링클러(sprinkler) 설비는 스프링클러헤드의 형태에 따라 살수 분포가 달라진다. 화점의 발생 위치는 특정하기 어려우므로 스프링클러의 살수범위(spray coverage)가 넓게 퍼지는 형태가 되는 것이 확률적으로 가장 큰 효율성을 가진다. 본 연구에서는 EDISON_전산열유체 시스템의 다상유동 해석자를 활용하여 스프링클러헤드의 형태에 따라 살수각과 국부 유동장을 분석하였다. 3차원 형상을 가지는 스프링클러헤드 형상을 2차원 단면으로 나누어 해석하였으며 프레임(frame)과 반사판(deflector)의 형상에 따른 유동장의 변화를 살펴보았고 살수각(spray angle)을 정량적으로 나타내었다. 최종적으로 최대 최소의 살수각을 갖는 2차원 스프링클러헤드를 형상화하였고 이를 중첩하여 살수 범위를 넓게 갖는 스프링클러헤드를 3차원 모델링하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권6호
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• pp.573-590
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• 2020

본 논문에서는 국제공동연구인 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 연구 현황과 현재까지 수행된 benchmark 해석 결과를 소개하였다. Task G의 명칭은 'Safety ImplicAtions of Fluid Flow, Shear, Thermal and Reaction Processes within Crystalline Rock Fracture NETworks(SAFENET)'로, 결정질 암반 내 균열의 생성과 성장 메커니즘 및 균열에서 발생하는 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. Task G의 첫 번째 연구 테마는 결정질 암석 내 단일 균열의 역학적 거동에 대한 해석해(analytical solution)를 바탕으로 각 연구팀의 수치모델링기법을 개발 및 검증하는 Benchmark 해석이다. 본 연구에서는 3차원 입자기반 개별요소모델을 이용하여 단일 균열을 포함한 암석의 역학적 거동 특성을 모델링하고자 하였다. 이 모델에서는 상호독립적으로 거동하는 개별입자의 집합체를 통해 암석의 구조적 특징을 모사하고, 입자와 입자간 접촉에서 발생하는 역학적 거동을 개별요소해석모델인 3DEC을 통해 계산하게 된다. 해석 결과, 도메인의 경계응력으로 인해 균열에 유도되는 수직응력과 전단응력 수준은 변위 구속과 응력 재배치로 인해 이론적인 수치보다 낮게 나타났다. 그러나 수치모델에서 계산된 수직변위와 전단변위는 실제 균열의 유도 응력을 통해 추정된 해석해와 비교할 때 상당히 유사한 결과를 보였으며 균열의 응력-변위 관계를 합리적으로 재현할 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 다양한 조건의 실내시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 공업화학
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• 제7권3호
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• pp.443-452
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• 1996

석유화학공정에서 fouling현상은 열교환기, 보일러, desalter 등 주요 전처리 시설 및 공정에 polymer, heavy paraffine, chemicals, heavy organics, asphaltene, resin, metallics, salts 등 불순물들이 침적 및 부식을 일으켜 각종 조업에 있어서 에너지의 다량소비 및 product yield의 감소 또는 공정의 중단으로 말미암아 생산성의 손실이 대단히 크다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 석유화학 공정에서 foulants의 분리되는 양을 계산하고, 제어할 수 있는 model의 개발을 위하여 fouling 현상에 대한 modeling을 연속열역학과 Peng-Robinson 상태 방정식, 고분자 용액 이론, 다성분계 열역학 이론 등을 이용하여 fouling 현상에 대한 메카니즘규명과 모델링을 하였다.