• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6673-6678
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• 2015

최근 빈번히 건설되고 있는 비정형 건축물들은, 개별부재의 수직/수평적 연결방식 에서 벗어나, 외관 및 내부 구성요소들의 단면이 자유롭게 변화되는 곡선의 형태를 띠고 있다. 이러한 구조물의 안정성 평가를 위해서 고전적 방식의 유한요소 해석기법이 적용된 상용프로그램이 사용되고 있으나, 과도한 절점분할 방식 또는 유한요소망(Finite Element Mesh)의 도입으로 인하여 해석시간이 길어지고 사용성 및 해석 정밀도가 낮은 문제점을 안고 있다. 따라서 본 연구에서는, 전술된 문제점을 개선하기 위하여, 임의의 곡률을 가진 단위 부재 및 단위요소에 대한 수학적 해석모형을 활용하여 비정형구조물에 대한 구조안정성 평가를 효과적으로 수행할 수 있는 전후처리 모듈을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 전후처리 모듈은 곡선형 부재의 곡률을 NURBS 제어점을 이용하여 제어할 수 있도록 개발되었으며, 그로 인해 상용프로그램보다 빠른 형상 모델링이 가능하였다. 또한, 자유로운 형상에 대한 시각적 확인이 가능하여 비정형 건축물의 형상과 거동양상의 현실적인 묘사가 가능하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.952-962
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• 2015

열간 링 롤링 공법은 열간단조 후의 잠열을 이용하기 때문에 가공 부하가 적고 최종 환형제품에 가까운 제품을 제조하는 장점이 있다. 본 연구에서는 열간 링 롤링 공법에 의한 대형 직경의 환형 부품의 다중형상 링 제조를 목표로 AFDEX2D 및 AFDEX3D/HEXA/RING 시뮬레이터(simulator)를 이용하여 열간 단조공정부터 링 롤링 공정까지 연계된 공정을 유한요소 해석하였다. 또한 링 롤링공정의 유한요소해석 시간을 줄이기 위해 소성변형이 일어나고 있는 영역에서만 요소망을 조밀하게 재구성하는 이중요소 시스템을 적용하였다. 이 유한요소해석 결과를 바탕으로 실제 공정을 설계하고 실험하여 개발된 제품이 품질 규격을 만족하는지를 확인하였다. 또한 링 롤링 실험 완성품을 통하여 부품의 품질수준 및 공정능력을 평가하였다. 그 결과, 개발된 환형 부품은 40%의 투입재료 감소과 최종 제품의 원소재 회수율이 24% 증가하였다. 또한 링 롤링 제품은 내, 외경의 진원도가 0.5mm로 우수하였으며 공정능력 분석결과 외경 Cpk 1.49, 내경 Cpk 0.85를 확보하여 환형 부품의 다중 형상 열간 링 롤링 공정의 최적화를 실현하였다.

• 한국진공학회지
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• 제1권2호
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• pp.269-276
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• 1992

경계 요소법을 이용하여 Finely-focused ion beam 시스템을 위한 전계형 시뮬레 이터를 개발하였다. 경계 요소법을 시뮬레이터에 적용함으로써 기존의 유한 요소법, 차분근 사법에서는 피할 수 없었던 내부격자망 구성이 불필요하게 됨에 따라 계산속도를 현저히 줄 일 뿐만 아니라 불규칙 경계에 대한 요소분할이 가능하게 되어 최적렌즈구조 설계의 새로운 요소인 전극구조의 모양을 자유롭게 시뮬레이션 할 수 있게 되었다. 또한 개발된 시뮬레이 터를 이용하여 최적조건을 만족하는 구조를 제안한다. 이때 렌즈설계조건은 beam half-angle 3.0 mrad, working distance 50mm, 빔에너지 퍼짐 (beam energy spread) 10eV, 가속에너지 35keV이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1757-1760
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• 2008

본 연구에서는 유한요소 모델인 RMA-2를 이용하여 격자의 구성방법에 따른 만곡수로에서의 흐름특성분석을 비교하였다. 수치모의는 격자구성에 따라 균일격자망의 모형과 타원형 편미분 방정식을 이용한 모형에 대하여 실시하였다. 균일 격자망의 모형은 직선부에서는 가로세로비율에 따라 직사각형 격자를 구성하였고 곡선부에서는 곡률구간을 일정한 각도로 나누어 구성하였으며, 타원형 편미분 방정식을 이용한 모형은 격자간의 직교성을 만족하도록 구성하였다. 본 연구의 수치 모의는 Shukry(1950)의 $180^{\circ}$ 만곡수로실험과 동일한 조건으로 실시하였으며 각 지점에서의 합성 유속분포를 실험값과 비교하였다. 실험결과, 만곡부에서 타원형 편미분 방정식을 이용한 모형의 수치모의 결과는 균일격자를 이용한 모형에 비해 실험값과 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.53-65
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• 2004

본 연구에서는, 굴착 공사로 인한 주변 건물 손상 평가의 일환으로 지표 변위유형의 효과적인 예측 방안을 제시하였다. 먼저 검증된 유한요소 모델을 국내에서 행해지는 다양한 경우의 굴착특성으로 해석한 결과를 통해 인접 지반의 거동에 대한 매개 변수 연구를 수행하였고, 인공신경망 엔진의 학습을 위한 데이터베이스를 구축하였다. 최적의 구조로 학습된 신경망 엔진은 간단한 굴착 특성으로 다양하게 나타나는 지표 변위 유형 예측에 효율적임을 검증하였다.

• 지질공학
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• 제2권1호
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• pp.19-35
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• 1992

화강편마암을 지반으로 하는 지역의 Fill Dam 코어기초에 3-12m 폭의 단층대와 40여m 폭의 단층파쇄대가 신선한 암반사이에 분포하며, 이들 각각의 암반의 탄성특성은 현저한 차이를 보인다. 평판재하시험 및 시추공내 변형시험 등의 현장 원위치 시험결가 신선한 암반의 변형계수는 $42,000~168,000kg/\textrm{cm}^2$의 범위를 보이나 단층대의 변형계수는 $963~2,204kg/\textrm{cm}^2$, 파쇄대에서는 $1,238~2,098kg/\textrm{cm}^2$의 범위를 나타낸다. 이와 같이 큰 차이의 변형계수값을 갖는 단층대 및 단층파쇄대와 신선한 암반 사이에는 댐 성토 후 부등침하가 예상된다. 따라서 이에 대한 보강을 위하여 증분식 유한요소 프로그램인 FEADAM 84를 이용한 지반과 보강에 따른 변위 등을 검토하였다. 이때 구성된 유한요소망은 지표조사 및 시추조사에서 확인된 불연속면이 기하학적 분포특성을 고려하였다. 유한요소 해석을 통하여 계산된 단층대와 신선한 암반 사이의 보강 전 부등침하량은 약 6cm에 달하며, 콘크리트 치환 보강 후에는 0.5cm 이내로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제4권4호
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• pp.25-33
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• 2000

최근 들어 가혹한 온도 및 압력조건에서 운전이 요구되는 고온배관들의 잔여수명예측은 상당히 중요한 관심사로 부각되고 있다. 이에 고온손상을 정량적으로 평가하여 설비를 안전하게 사용하기 위한 유지기술 및 수명평가 기술을 확보하는 것은 매우 중요하다. 한편 이러한 고온배관내 대부분의 균열은 반타원 표면균열의 형태로 형상화되어 파괴역학의 실제응용에서 발견할 수 있는 가장 복잡한 형상과 하중특성을 갖게 된다. 이를 배경으로 본 연구에서는 먼저 축방향 및 원주방향 반타원 표면균열이 존재하는 직관의 완전 3차원 유한요소망 자동생성 프로그램을 작성하였다. 이렇게 생성된 유한요소 입력자료를 이용하여 3차원 유한요소 해석을 수행하면 반타원 표면균열선단을 따른 고온 크리프 파괴 지배변수 $C^{\ast}$-적분값을 구할 수 있다. 또한 $C^{\ast}$-적분값에 준해 균열진전량을 계산하는 후처리 균열진전 모듈을 추가하여 사용자 편의 수명평가 프로그램을 개발하였다. 최종적으로 개발된 통합 수명 평가 프로그램을 이용하여 여러 가지 해석변수들의 반타원 표면균열을 갖는 고온 직관 수명에 대한 영향을 살펴보았다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권3호
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• pp.21-34
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• 2009

홍수 시 흐름은 기본적으로 2차원 흐름으로서 이 때 하천 흐름의 수위와 유속 분포는 1차원 하천 모형으로 적절한 결과를 도출하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 GIS를 이용하여 낙동강의 합류점에 대한 2차원 유한요소망을 구축하고 RMA-2모형을 이용하여 모의를 수행하였다. 이를 위해 모형의 매개변수들이 해석결과에 미치는 영향을 검토하였으며, 모형의 적용성을 검토하기 위해 금호강 합류부에 대해 흐름해석을 실시하고 검증하였다. 또한 하천의 단면 변화에 따른 흐름변화를 판단하기 위하여 과거 단면과 최근 단면에 대해 모의를 실시하고 비교 검토하였다. 그 결과 합류부에 대한 2차원 모형의 적용성을 검증하고 단변변화의 영향이 수위에 미치는 영향을 확인하여, 향후 합류부 처리, 하구부 처리, 제방축조 등에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.217-228
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• 1999

본 논문에서는 절리암반에서 발생하는 지하수 유동과 굴착된 지하공동으로의 지하수 유입량을 해석하는 대표체적법, 비대표체적법 및 절리망 해석법을 소개하고 절리의 수와 공동의 직경을 변화시키면서 각 해석법의 특징과 결과를 비교하였다. 선처리 과정으로서 다수의 절리가 서로 교차하는 절리암반의 등가 수리전도계수를 산정하는 이론과 계산 과정(일명, 순차적 해석)이 소개되었다. 유한요소망과 절리도 및 순차적 해석을 이용하여 445개 요소 각각의 등가 수리전도계수를 계산하였으며 절리암반의 비균질 수리전도성과 대표물성 결정에 관해 논의하였다. 대표체적법에서는 대표물성을 통해 절리암반의 균질화가 이루어졌으며 따라서 절리밀도, 공동의 직경 및 수리전도대비의 증가에 따른 지하수 유입량의 증가도 규칙적이며 일관성 있는 경향을 보였다. 비대표체적법에서는 암반의 비균질성이 요소 단위로 해석에 반영됨으로써 유입량의 변화 양상은 불규칙하였으나 특성 치수가 증가함에 따라 대표체적법의 결과에 접근하는 경향을 보였다. 절리망 해석은 절리밀도, 공동크기 및 절리망과 공동의 교차 여부 등에 가장 민감하게 반응하였으나 해석결과의 신뢰도가 개별 절리에 관한 자료에 너무 의존하게 되는 단점이 있다. 제한된 범위에서 수집될 수밖에 없는 현장 절리자료의 불확실성을 감안할 때 대표체적법과 비대표체적법이 실질적으로 더 합리적인 해석방법으로 인식되었다.

• 물과 미래
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• 제25권1호
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• pp.101-110
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• 1992

유역내 공간적 및 시간적 분포특성을 가진 이동강우를 해석하기 위하여 분포형 모델을 개발하였으며 이 유역모델은 지표면 흐름과 하천망 흐름으로 나누어 유출을 해석하였다. 지표면의 흐름은 2차원의 연속방정식과 운동량 방정식을 이요하였는데 kinematic 이론을 도입하여 운동량 방정식을 간략화 하였으며 하천망 흐름은 하천망을 일체로 하여 1차원의 연속방정식과 운동량방정식들을 이용하였다. 기본방정식들의 수치해석법으로 지표면의 흐름은 유한요소법을 이용하였으며 하천망에 대한 해석은 음해법의 유한차분법을 이용하였다. 모델은 특히 이동강우에 있어서 중요한 특색인 공간적 및 시간적 특성을 효과적으로 해석할 수 있도록 개발되었다. 또한 모델은 구성된 행렬의 특징을 이용하였는데, 지표면 유출모델은 Gauss 소거법을 이용하여 그해를 구하였으며 하천망 해석은 double sweep 방법을 적용하기 위한 여러 종류의 순환계수방정식을 제안하였고 이를 이용하여 그 해를 구하였다.