• 기계와재료
• /
• v.24 no.2
• /
• pp.80-93
• /
• 2012

본 연구는 5,000PS급 선박용 SCR 촉매시스템에 관한 내부 유동특성을 전산유체역학(CFD)을 통해 예측하고 설계에 반영하기 위한 기초를 확보하기 위함이다. 따라서 SCR 촉매반응기 내부 유동특성을 수치해석하기 위한 기법을 소개하였고, 촉매 Cell에 대한 수학적 모델링을 제시한 후 SCR 촉매시스템에서 NOx를 환원시켜 주는 촉매담체에 대한 압력강하를 실험과 수치해석을 통해 비교하였다. 그 결과 수치해석 결과가 실험에 매우 근접함을 확인할 수 있었다. SCR 촉매반응기에 대한 유동특성을 수치해석을 수행하여 각 지점에 대한 압력과 속도분포를 확인하였다. 또한 촉매 담체로 배기가스가 유입되는 입구부의 유동균일도를 예측하기 위해 Inlet pipe의 $90^{\circ}$ 각도에서 유입길이를 변화시켜 수치해석을 수행하였다. 그 결과 각도와 길이에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.11 no.1
• /
• pp.38-45
• /
• 1998

최근 국내외에서 활발히 개발되고 있는 지진격리 시스템은 원자력 발전소, 교량, 중요한 공공건물 등의 지진피해를 최소화하기 이하여 널리 적용되고 있다. 그리고 다른 방법에 비하여 경제성 및 효율성이 우수하기 때문에 관련 연구 및 응용이 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 국내외에서 격리시스템의 비선형성과 구조물의 불연속성을 고려한 지진격리 구조물의 해석을 통한 거동을 규명하는 연구가 과거 수년간 활발히 진행되어 왔다. 당사(금호건설)는 상부하중 지지능력과 감쇠능력이 우수한 지진격리장치를 개발하였으며 지진격리장치를 설치한 교량의 지진해석을 수행하여 본 지진격리 시스템의 이론적 성능을 파악하였다. 본 수치해석은 CrayC94에 탑재된 비선형 해석에 뛰어난 것으로 알려진 ABAQU를 이용하였다. 본 지진격리 시스템은 적층고무받침(Laminated Rubber Bearing)과 PTFE 미끄럼받침으로 구성되어 있으며, 적층고무받침은 주로 복원력을 제공하며 PTFE 미끄럼받침은 상부하중을 지지하며 마찰감쇠를 제공하여 에너지를 소산하는 역할을 한다. 본 수치해석에서는 선형스프링과 마찰요소를 이용하여 각각을 모형화하였다. 개발된 지진격리 시스템이 주로 사용될 상판자중이 무거운 다경간 연속 PC Box Girder교를 모델교량으로 선택하여 해석을 수행하였으며 수치해석에 사용된 격리시스템의 사전에 수행된 동특성 실험결과를 활용하였다. 이러한 해석을 통하여 이론적 효율성을 파악할 수 있었다.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.11 no.1
• /
• pp.217-226
• /
• 1998

The purpose of this study is to develop a technique for the shape analysis of plane truss structures under prescribed displacement modes. The shape analysis is performed based on the existence theorem of the solution and the Moore-Penrose generalized inverse matrix. In this paper, the homologous deformation of structures was proposed as prescribed displacement modes, the shape of the structure is determined from these various modes and applied loads. In general, the shape analysis is a kind of inverse problem different from stress analysis, and the governing equation becomes nonlinear. In this regard, Newton-Raphson method was used to solve the nonlinear equation. Three different shape models are investigated as numerical examples to show the accuracy and the effectiveness of the proposed method.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• 2014.06a
• /
• pp.11-12
• /
• 2014

본 연구에서는 일정속도로 항행하는 선박의 후미에서 20도의 각도로 진행하는 뒤파도가 존재할 경우, 선박의 무게중심 변화에 따른 안정성 해석에 대해 전산유체역학(CFD) 기술을 이용하여 운동 시뮬레이션을 수행하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.303-309
• /
• 2005

Numerical analysis is carried out to identify the appropriateness of the design codes that is available for the tensile design of fastening system at Nuclear Power Plant (NPP) in this study. This study is intended for the cast-in-place anchor that is widely used for the fastening of equipment in Korean NPPs. The microplane model and the elastic-perfectly plastic model are employed for the quasi-brittle material like concrete and for the ductile material like anchor bolt as constitutive model for numerical analysis and smeared crack model is employed to simulate the clack and damage phenomena. The developed numerical model is verified on a basis of the various test data of cast-in-place anchor. The appropriateness of both ACI 349 Code and CEB-FIP Code is evaluated for the tensile design of cast-in-place anchor and it is proved that both design codes give a conservative results for real tensile capacity of cast-in-place anchor.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.12 no.1
• /
• pp.75-82
• /
• 1999

일반 해양 구조물이나 해저면에 설치되는 해저 관로는 외력에 의한 변형이 발생된다. 구조물 형상이 복잡하거나, 구성 요소의 개수가 많을 경우 응력해석 시 많은 초기값이 필요하고 해석 시간 또는 장 시간 소요된다. 해양 구조물에 작용하는 대표적인 외력은 파도, 조류, 바람이고 이런 외력은 구조물의 사용 기간(operation life)동안 계속적으로 작용하기 때문에 구조물의 변형율은 항상 허용치 안에서 발생되도록 설계되어야 한다. 허용 변형은 탄성범위 내에 존재해야 하며, 비교적 큰 변형을 일으키는 구조물이나 해저파이프라인의 응력해석을 수치적으로 접근하는 방법을 고찰하였다. 평행상태의 하중 벡터값만 직각 좌표계에서 인트린직(intrinsic) 좌료로 변환시킬 때 변형이 발생함으로, 본 논문에서 소개하는 이차 요소(quadratic element)방법을 사용할 경우 수치해석 시 많은 장점이 있다는 것을 보여준다. 본 방법을 도입함으로써 비교적 큰 변형이 발생되는 구조물 해석 시 일반 수치해석 방법과 그 결과는 같으나 해석 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다. 응력 해석 시 국부 강도 행열(element stiffness matrix)은 방향과 무관하며 이차요소 방법을 사용하여 각 요소 벡터를 발생시켰다. 해저관로 일점 상승 시 관로에 작용하는 변형과 상승력에 따른 휨 모멘트를 산출하여 일반적으로 사용되는 선형이론과 비교하였다.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.187-197
• /
• 1996

An explicit direct time integration method based solution algorithm is presented to predict dynamic buckling response of Euler column. On the basis of large deflection beam theory, a plane frame finite element is formulated and implemented into the solution algorithm. The element formulation takes into account geometrical nonlinearity and overall buckling of steel structural frames. The solution algorithm employs the central difference method. Using the computer program developed by the author, dynamic instability behavior of Euler column under impact loading is investigated by considering the time variation of load, load magnitude, and load duration. The free vibration of Euler column caused by a short duration impact load is also studied. The validity and efficiency of the present formulation and solution algorithm are verified through illustrative numerical examples.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.14 no.1
• /
• pp.35-42
• /
• 2001

본 연구는 변화곡률 수평 곡선보의 면외 자유진동에 관한 연구이다. 뒴과 회전관성을 고려한 변화곡률 수평 곡선보의 자유진동을 지배하는 상미분방정식이 유도되었고, 이 지배미분방정식을 수치해석하여 곡선보의 고유진동수를 산출하였다. 지배미분방정식을 수치적분하기 위하여 Runge-Kutta method를 이용하였고, 고유진동수를 산출하기 위하여 Regula-Falsi method와 결합한 행렬값 탐사법을 이용하였다. 본 연구의 이론적 타당성을 검증하기 위하여 타문헌의 고유진동수와 비교하였고, 실험실 규모의 모형실험을 실시하여 이론값과 실험값의 고유진동수를 비교하였다. 수치해석의 결과로 무차원 재변수들의 변화에 따른 무차원 고유진동수를 제 3모드까지 산출하였고, 그 결과들을 고찰하였다. 본 연구의 결과는 곡선형 교량 등과 같이 곡선부재로 이루어진 구조물의 설계시에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.14 no.1
• /
• pp.87-93
• /
• 2001

이 논문은 사하중에 의한 정적 처짐을 갖는 변단면 보의 자유진동에 관한 연구이다. 사하중이 작용하는 변단면 보의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 유도하고 이를 수치해석하여 최 저차 3개 모드의 고유진동수 및 진동형을 산출하였다. 수치해석 예제에서는 선형 변단면과 등분포 사하중을 채택하였다. 지점조건으로는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정 보를 채택하였다. 수치해석의 결과로 하중강도, 세장비 및 단면비가 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. 사하중의 영향을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우의 진동형을 서로 비교하였다.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.11 no.1
• /
• pp.96-106
• /
• 1998

본 연구에서는 복잡한 비선형시스템의 전체적 응답거동의 중요한 (그리고 잠재적으로 유익한) 특성을 상세히 분석하였다. 특히 강성도 및 여기력에 내재된 복잡한 비선형을 소유하는 수중다점계선해양시스템의 분기집합에 내재된 초구조와 혼돈거동의 가능경로에 대하여 해석적 및 수치적으로 분석하였다. 분기는 국부적 안정해석을 통하여 매개변수 영역상에서 확인되었으며, 정상 상태의 분기초구조는 수치해석을 통하여 밝혀졌다. 비선형정도와 해의 차원을 나타내는 공명수를 유도하였으며, 차수공명수를 통해 공명주위의 구조를 밝혔으며 열조화, 울트라조화, 울트라열조화 등과 같은 고도의 비선형 응답의 발생을 예측할 수 있음을 보였다. 결과에서 얻은 초구조는 시스템의 안정성과 이상끌개의 징후를 지배하는 메커니즘임도 밝혔다. 혼돈으로 가는 주기증가의 무한시퀀스에 대한 유연한 변환 외에 돌연한 격발(saddle에 의해 분리된 인접끌개의 충돌)로 인한 혼돈으로의 가능경로도 발견되었으며 이는 수치적으로도 입증되었다.