• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.145-151
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• 2019

유연한 벽체를 가지면서 내용물이 일부분 저장된 수평원통형 저장탱크의 내진성능을 평가하기 위하여 지진취약도 해석을 수행하였다. 충격질량과 유연질량의 두 개의 집중질량을 갖는 등가의 간이모델로 저장탱크를 모델화하였으며, 이 모델의 유효성은 구조물-유체 상호작용을 고려한 3D 해석모델의 응답이력해석을 통해서 검증하였다. 이 등가의 간이모델에 대해서 양방향 지반운동에 대해 지진해석을 수행하였으며 종축방향과 직각방향에 대해 안정성과 관련한 지진취약도 곡선을 도출하였다. 그 결과 수평원통형 저장탱크는 직각방향에 대해서 지진 시 피해가 발생할 가능성이 큰 것으로 평가되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.1-10
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• 2013

이 연구에서는 대형 항만시설물인 방파제 케이슨에 대한 진동특성 분석을 위한 충격진동시험 적용 결과를 분석하고, 그 결과를 유체-구조물-지반 상호작용을 고려한 수치해석 결과와 비교하여 수치해석 모델의 적용 가능성을 검토하였다. 천단고를 높이기 이전의 오륙도 방파제에 대한 실험결과와 최근 천단고를 높인 이후의 방파제에 대한 실험결과와 비교하여 천단고를 높임으로써 고유주파수가 1.7-4.3% 감소되었음을 알 수 있었고, 수치해석 결과에서도 고유주파수가 감소되는 것으로 분석되어 진동시험 및 수치해석의 합리성을 검증할 수 있었다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.98-105
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• 2002

The effects of the base-isolation system and elastic soil foundation on the behavior of a liquid storage tank are studied. To evaluate the seismic response of liquid storage tank accurately, the coupled dynamic system considering base isolation and soil interaction problem is formulated in time domain. Results show that the base isolation system reduces effectively the radial displacements, base shears, overturning moments, axial resultant stresses and the hydrodynamic pressure by providing flexibility and energy dissipation capability. Base Isolation may, however, increase the relative liquid sloshing amplitude due to the effect of liquid-structure interaction and cause excessive large relative displacements between structure and foundation. In addition to base-isolator, the dynamic behavior of liquid storage tank is related to the flexibility of base foundation, so the analysis of soil-structure interaction s achieved.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1999년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall
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• pp.99-106
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• 1999

In this study a base-isolated liquid storage tank subjected to seismic ground motion is numerically simulated on frequency , domain considering three-dimensional liquid-structure-soil interaction. A hybrid formulation which combines the versatility of finite elements for tank structure and the efficiency of boundary elements for liquid and soil region is adopted for efficient modeling. The base-isolation system using the effective stiffness and damping ratio is also included in this formulation. in order to demonstrate the accuracy and validity of the developed solution the numerical results were compared with the reference solutions in each interaction problem. The effects of the liquid filling ratio and the stiffness of base-isolation system on the behavior of the liquid storage tanks are analyzed.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1999년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall
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• pp.83-90
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• 1999

This paper presents a method of seismic analysis for a cylindrical liquid storage structure on horizontally layered half-space considering the effects of the interior fluid and exterior soil medium in the frequency domain. the horizontal and rocking motions of the structures are included in this study. The fluid motion is expressed in terms of analytical velocity potential function which can be obtained by solving the boundary value problem including the sloshing behavior of the fluid as well as deformed configuration of the structure. The effect of the fluid is included in the equation of motion as the impulsive added mass and a frequency-dependent convective added mass along the nodes on the wetted boundary with structure. The soil medium is presented using the 3-D axisymmetric finite elements and dynamic infinite elements. The present method can be applied to the structures embedded in ground as well as on ground since it models the soil medium directly as well as the structure. For the purpose of vertification dynamci characteristics of a tank on homogeneous half-space is analyzed. Comparison of the present results with those by others shows good agreement.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.81-92
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• 2011

본 연구에서는 흙 댐 구조물의 지진저항 특성을 파악하기 위하여 3가지 대표단면을 기초로 하여 축소모형의 비율에 해당하는 상사법칙을 고려하여 각각 1:100, 1:70, 1:50으로 토조를 제작하였다. 그리고 국내 설계기준에 준하여 장주기인 Hachinohe파, 단주기인 Ofunato파, 인공지진파를 가진하여 각 단면에 대해 가속도변화, 과잉간극수압, 수직 및 수평변위를 측정하고, 측정된 결과를 통하여 지반-구조물-유체의 상호작용에 따른 안정성을 평가하였다. 시험결과 시험 대상 단면의 변위는 지진 시 허용변위량 300mm에 비해 비교적 작은 변위로 지진 시 안정성을 확보하였다. 가속도 계측결과 Hachinohe파, Ofunato파는 할증률 20%정도로 평가되었지만 인공지진파는 할증률 30%정도로 평가되었다. 과잉간극수압비 측정결과 액상화 평가기준인 과잉간 극수압비 1이하로 모형단면은 액상화에 대해 안정성을 확보하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.257-266
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• 1999

This paper presents a method of seismic analysis for a cylindrical liquid storage structure on/in horizontally layered half.space considering the effects of the interior fluid and exterior soil medium in the frequency domain. To capture the essence of fluid-structure-soil interaction effects effectively, a mixed finite element with two-field (u, p) approximation is employed to model the compressive inviscid fluid, while the structure and soil medium are presented by the 3-D axisymmetric finite elements and dynamic infinite elements. The present FE-based method can be applied to the system with complex geometry of fluid region as well as with inhomogeneous near-field soil medium, since it can directly model both the fluid and the soil. For the purpose of verification, dominant peak frequencies in transfer functions for horizontal motions of cylindrical fluid storage tanks with rigid massless foundation on a homogeneous viscoelastic half.space are compared with those by two different added mass approaches for the fluid motion. The comparison indicates that the Present FE-based methodology gives accurate solution for the fluid-structure-soil interaction problem. Finally, as a demonstration of versatility of the present study, a seismic analysis for a real-scale LNG storage tank embedded in layered half.space is carried out, and its member forces along the height of the structure are compared with those by an added mass approach developed by the present writers.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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• pp.427-434
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• 2000

This paper presents a computer program for a 2-D fluid-structure-soil interaction analysis. With this computer program the fluid can be modeled by a spurious free 4-node displacement-based fluid element which uses rotational penalty and mass projection technique in conjunction with the one point reduced integration scheme to remove the spurious zero energy modes. The structure and near field soil are discretized by the standard finite elements while the unbounded far field soil are discretized by the standard finite elements while the unbounded far field soil is represented by the frequency dependent dynamic infinite elements. Sine this method models directly the fluid-structure-soil system it can be applied to the dynamci analysis of 2-D liquid storage structure with complex geometry. For the purpose of verification dynamic analyses for tanks on a rigid foundation and on compliant embankment are carried out. Comparison of the present results with those by ANSYS program shows good agreement.

• 토지주택연구
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• 제13권1호
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• pp.141-150
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• 2022

국내 대규모 지진 이후 구조물의 내진에 대한 연구 필요성이 커짐에 따라 행정안전부에서는 기존의 내진설계기준 공통적용사항을 개정하여 국가내진성능 목표치를 상향하였으며 새로 개정된 내진설계기준의 성능목표치에 대한 연구가 필요하게 되었다. 이에 본 논문에서는 실제 노후화된 Test-Bed의 댐 제체와 내부에 매립되어 있는 수압철관과 유체를 여러 변수를 도입하여 3차원 유한요소법으로 모델링 하였으며 수압철관 내부 유체의 동수압으로 인한 거동을 분석하고 개정된 현행 내진설계 기준법에 부합하는 지진파에 대한 댐 제체와 수압철관의 안전성을 확인하였다. 3차원 유한요소해석결과 수압철관의 수충격에 의한 응력변화가 매우 작았으며 이를 통해 지진상황에서 수충격 보다 동수압의 영향이 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 동수압이 SPH 형태인 경우 지진동으로 인한 유체의 거동과 응력 발생 위치를 유효하게 나타낼 수 있으며 취약부 분석에 더욱 용이할 것으로 분석되었다. 부식을 고려한 해석결과 수압철관이 제체의 매립되어 있기 때문에 응력 분산의 정도가 작아져 강재 항복응력의 1% 이하로 매우 작은 응력결과를 보였다. 또한 콘크리트 댐 제체의 상류 유입부의 미소 인장균열 발생 가능성이 있으나 수압철관의 응력증가에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났으며 개정된 유효지반가속도의 지진상황에서 안전한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2B호
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• pp.249-259
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• 2008

본 연구에서는 투과성잠제의 비탈면경사가 주변 파동장에 미치는 영향을 검토하기 위해 투과성구조물에 의한 유체저항(관성저항, 층류저항 및 난류저항)을 고려할 수 있는, 즉 파-구조물-지반의 상호작용을 해석할 수 있는 수치모델에 LES 난류모델을 도입한 새로운 수치해석기법(LES-WASS-2D)을 제안하여 기존에 수행되었던 수리모형실험과의 비교를 통하여 검증하였다. 이러한 수치해석기법을 이용하여 투과성잠제의 비탈면경사의 변화에 대한 수치모의를 수행한 결과, 비탈면경사가 완만해질수록 반사율 및 투과율이 감소함과 동시에 에너지손실(Energy loss)이 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 잠제의 비탈면경사의 변화에 따른 마루에서 쇄파점의 위치 및 잠제 배후에서의 순환류와 평균와도의 규모에 대해서도 논의하였다.