• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.605-611
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• 2019

항공기가 급격한 기동을 하는 경우에는 연료의 쏠림에 의해 상당한 하중이 관련 구성품들에 작용하는데 심각한 상황에서는 구성품이나 배관의 파손이 발생하여 연료탱크 외부로 연료가 누설될 수 있다. 특히, 외부 연료탱크가 장착된 경우에는 슬로싱 운동에 의해 외부 연료탱크 체결부에 상당한 하중이 작용하게 되는데, 해당 하중을 반영하지 않은 설계로 인하여 체결부의 파손이 발생하게 되면 항공기 안전 뿐만 아니라 승무원의 생존에도 악영향을 미칠수가 있다. 따라서, 따라서, 항공기 및 승무원의 생존성 향상을 위해서는 연료 슬로싱 운동에 의한 하중을 고려하여 연료탱크와 내부 부품뿐만 아니라 체결부에 대한 설계가 수행되어야 한다. 본 논문에서는 회전익항공기용 외부 연료탱크의 슬로싱 시험에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 기법으로 유체-구조 연성해석의 하나인 ALE 방법을 사용하였고 미군사 규격에서 요구하는 시험조건을 수치해석에 적용하였다. 수치해석 결과로 외부 연료탱크 체결부 하중을 계산하여 체결부 설계시 고려해야 하는 하중 수준을 검토하였다. 또한, 슬로싱 운동에 의해 금속피팅부와 복합재 컨테이너에 작용하는 응력수준과 안전여유 분석을 통해 구조건전성에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제11권3호
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• pp.49-55
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• 2007

폴리에틸렌(PE) 배관은 시공이 편리하고 강관에 비해 가격이 저렴하기 때문에 저압 공급용으로 많이 사용하고 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석을 이용하여 매설한 PE 배관이 다양한 외부하중을 받는 경우에 발생하는 응력 및 변형에 대하여 알아보았다. 배관 직경이 $50{\sim}400mm$인 PE 배관에 대하여 매설 깊이를 $0.6{\sim}1.2m$로 달리하고 그리고 공급압력을 $0.4{\sim}4bar$로 변화시켰을 때 배관에 발생하는 응력을 유한요소를 이용하여 계산하였다. 결과적으로 매설 상태에서 각 하중 조건에 따른 응력 상태 그리고 복합적인 하중이 작용할 경우에 400호 배관에 발생하는 응력을 계산한 결과 매설 깊이가 1 m일 때 최대 원주방향 응력이 가장 작은 값을 나타내었다.

• 전산구조공학
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• 제3권4호
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• pp.133-141
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• 1990

본 연구는 모형건물의 풍동실험을 통하여 건물내부에 작용하는 풍하중의 동적변화를 조사연구하였다. 실험에 사용된 모형건물은 건물외부에 작용하는 풍하중이 건물내부에 전달될 수 있는 개구부가 설치된 직육면체 형태의 구조물인데 실험시 개구부의 면적과 방향을 변화하고 정상류와 난류 상태의 풍하중을 사용하였다. 주어진 실험 조건하에서 건물내부 압력의 진동주파수를 알 수 있는 power spectrum과 내부압력의 동적변화량을 알 수 있는 RMS를 측정하여 분석하였는데 분석된 실험결과는 비교적 최근에 제안된 이론과 일치하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.411-420
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• 2007

본 연구는 반복 수평 하중을 받는 외부 보-기둥 접합부에서 작은 헤드를 사용한 headed bar의 사용성을 검증하기 위해 $90^{\circ}$ 표준갈고리로 정착한 실험체와 headed bar로 정착한 접합부 실험체를 제작하여 각각의 실험 결과를 비교하였다. 또한, headed bar 정착 성능에 영향을 주는 헤드 단면적, 단조 및 반복 가력 여부, 헤드와 보강근의 용접 여부등의 headed bar 인발 성능에 관한 영향을 구명하기 위한 인발실험을 병행하였다. 인발실험의 결과, headed bar의 인발강도는 헤드 면적 증가에 따라 증가하였고, 헤드와 보강근의 용접 유무, 가력 조건 (단조하중 및 반복하중)은 실험 결과에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 외부 보-기둥 접합부 실험의 결과, $90^{\circ}$ 표준갈고리로 정착한 실험체와 headed bar로 정착한 실험체가 초기 균열, 균열의 발생 등 모두 거의 비슷한 양상이었으나, 최종 파괴 시에는 headed bar로 정착된 실험체가 $90^{\circ}$ 표준갈고리로 정착된 실험체에 비해 최대 강도 도달 이후 연성 거동, 연성비 및 변형 성능, 에너지소산 면적 등에서 우수한 거동을 보여주었다. 따라서 ACI 352 위원회의 설계지침을 따라서 제작된 접합부 상세와 동일한 조건으로 표준갈고리 대신 상대적으로 작은 headed bar를 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 춘계학술대회 발표 논문집
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• pp.40-46
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• 2003

진동에 민감한 각종 정밀장비를 갖추고 있는 공장구조물은 설립하는 설계 초기단계에서부터 정밀장비의 정상 운용을 위하여 장비 업체 제시한 진동허용규제치 및 동특성허용규제치를 만족할 수 있도록 공장구조물 설계시 진동 측면에 대하여 동적(動的) 특성을 검토해야만 한다. 이러한 설계조건을 만족시켜주기 위한 방안으로 외부에서 정밀장비로 유입되는 진동에 대찬 진동절연을 위하여 진동전달률 이론을 적용하여 방진효율 산출하는 방법과 정밀장비에서 발생하는 동하중을 고려하여 공장구조물에 대한 동적설계를 수행하는 것으로, 구조물 동특Jt!을 요구되는 만큼 구조물의 동특성 변경하는 SDM(Structural Dynamic Modifacation)방법이 주로 활용된다 이에 본 연구에서는 앞서 언급한 구조물의 동적설계시 후자조건인 구조물의 동특성을 변경하고자 하는 경우에 실구조물에 하중을 정량적으로 조절하며 가할 수 있는 VSD 시스템을 이용하여 구조물의 동특성을 변화시키는 것을 동적해석으로 예측하였고, 현장에서 실제 동적실험으로 구한 결과를 동적설계목표치와 비교하여 유용성에 대하여 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제17권4호
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• pp.204-211
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• 2008

폴리에틸렌(Polyethylene; PE) 배관은 시공이 편리하고 강관에 비해 가격이 저렴하기 때문에 저압 공급용으로 많이 사용하고 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석을 이용하여 매설한 PE배관이 다양한 외부하중을 받는 경우에 발생하는 응력 및 변형에 대하여 알아보았다. 배관 직경이 $50{\sim}400mm$인 PE배관에 대하여 매설 깊이를 $0.6{\sim}1.2m$로 달리하고 그리고 공급압력을 $0.4{\sim}4bar$로 변화시켰을 때 배관에 발생하는 응력을 유한 요소를 이용하여 계산하였다. 결과적으로 매설 상태에서 각 하중 조건에 따른 응력 상태 그리고 복합적인 하중이 작용할 경우에 400호 배관에 발생하는 음력을 계산한 결과 매설 깊이가 1m일 때 최대 원주방향응력이 가장 작은 값을 나타내었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.165-171
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• 2013

동하중을 고려하는 구조해석은 전산자원과 시간측면에서 상당한 어려움이 따르기 때문에 외력을 이상적인 정하중으로 가정하는 것이 일반적이다. 그러나 정하중 조건으로 해석된 결과는 구조물의 안전설계 측면에서 충분한 신뢰를 주기 어렵다. 최근에는, 동하중의 영향을 받는 구조물의 효과적인 구조해석을 위해 동하중을 등가정하중으로 변환하는 기법이 제안되어 왔다. 이 기법은 최적화를 통해 구속조건을 만족하는 최소의 등가정하중을 구하는데, 구속조건은 임계시간의 변위를 사용하고, 등가정하중 분포 자유도는 경험적으로 선정하여 왔다. 그러나 안전설계 관점에서는 응력 구속조건을 적용하는 것이 타당하며, 경험적 자유도 선정은 몇 개의 자유도에 과도한 하중이 부과되거나 구조물의 거동에 영향력이 없는 자유도들이 선정될 가능성이 있다. 본 연구에서는 등가응력 구속조건을 고려하는 등가정하중 최적화 방법을 제안하고, 축소시스템 개념을 도입한 주자유도, 구속조건 요소 자유도, 외부하중 자유도로 구성되는 등가정하중 분포 자유도의 구성방법을 제안한다. 수치예제에서는 제안된 방법으로 구해진 등가정하중을 사용하여 등가응력을 구하고 동하중 해석 결과와 비교함으로써 제안된 방법을 통한 구조해석 방법이 구조안전성 측면에서 타당함을 보인다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1099-1106
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• 2003

진동에 민감한 각종 정밀장비를 갖추고 있는 공장구조물은 설립하는 설계 초기단계에서부터 정밀장비가 정상 운용을 위하여 공장구조물의 진동허용규제치 및 동특성허용규제치를 결정해야 한다. 이를 만족할 수 있도록 공장구조물 설계시 진동측면에 대하여 동적 특성을 검토해야만 한다. 이때 반드시 필요한 자료로 정밀장비 Maker에게서 제공되는 진동허용규제치 및 구조물의 동특성허용규제치 등 설치시방의 상세한 자료를 제공받아야 한다 이러한 선계조건을 만족시켜주기 위한 방안으로 외부에서 정밀장비로 유입되는 진동에 대한 진동절연을 위하여 진동전달률 이론을 적용하여 방진효율 산출하는 방법과 정밀장비에서 발생하는 동하중을 고려하여 공장구조물에 대한 동적설계를 수행하는 것으로, 구조물 동특성을 요구되는 만큼 구조물 동특성 변경 SDM(Structural Dynamic Modifacation)방법이 주로 활용된다. 이에 본 연구에서는 앞서 언급한 구조물의 동적설계시 후자조건인 구조물의 동특성을 변경하고자 하는 경우에 실구조물에 하중을 정량적으로 조절하며 가할 수 있는 VSD 시스템을 이용하여 구조물의 동특성을 변화시키는 것을 동적해석으로 예측하였고, 현장에서 실제 동적실험으로 구한 결과를 동적설계 목표치와 비교하여 유용성에 대하여 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.404-416
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• 2020

2차원 응력조건에서 V형 암석노치의 파괴하중을 계산하는 해석적 절차를 slip-line 소성해석법 기반으로 개발하였다. 노치 주변의 암석이 소성상태에 있을 때 slip-line 중 하나인 α선이 암석 노치 면과 노치 외부 수평면을 연결한다는 사실과 α선을 따라서 변하지 않는 불변량이 존재한다는 이론적 사실이 해석적 절차 개발과정에서 핵심 아이디어로 활용되었다. 암석 노치 외부 수평면의 응력 경계조건을 알고 있으므로 불변량 방정식을 풀면 암석 노치 면에 작용하는 수직응력과 전단응력을 계산하는 것이 가능해진다. 노치 면에 작용하는 응력성분 값을 이용하여 쐐기에 의해 노치에 가해지는 파괴하중을 계산하였다. 개발된 해석적 절차를 적용하여 암석 노치파괴 해석을 수행하였다. 암석 노치의 파괴하중은 노치의 각도 및 노치 면의 마찰이 증가함에 따라 지수함수적 비선형성을 가지고 증가하는 특성이 있음을 해석결과는 보여주었다. 이 연구에서 개발한 해석적 절차는 쐐기형 노치 형성을 통한 암석균열 개시조건 연구, 암반 기초 지지력 계산, 암반사면 및 원형터널의 안전성 해석 등에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3C호
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• pp.149-158
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• 2008

본 연구에서는 수치해석을 통하여 국내 해상 장대교량의 기초로 사용된 대구경 현장타설말뚝의 거동특성을 분석하고 외부 강관케이싱에 의한 말뚝의 지지력 증진효과를 검증하고자 한다. 직경이 다른 3종류의 현장타설말뚝에 대하여 1) 외부강관이 없는 경우, 2) 외부강관이 있는 경우 그리고 3) 외부강관과 콘크리트가 일체화 거동을 하는 경우 등 3가지 모델을 설정하고 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 강관과 콘크리트사이에는 경계면 요소(interface)를 적용하였으며, 지반 및 하중조건은 현장의 조건을 사용하였다. 각 모델에 대한 세부적인 변위 및 응력분석을 통하여 강관합성 현장타설말뚝의 거동특성을 파악하였다. 수치해석결과 본 해석에서 선정한 대구경 현장타설말뚝의 경우 외부강관을 구조재로 고려하는 경우 동일 하중조건에 대한 수평변위 및 수직변위가 각각 32~37%와 15~19% 정도 감소되는 것으로 나타났다.