• 대한조선학회논문집
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• 제59권1호
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• pp.9-17
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• 2022

In this paper, wind load on a semi-submersible rig was investigated using Computational Fluid Dynamics (CFD). A maritime atmospheric boundary layer model for wind profile was implemented such that the wind profile shapes were retained throughout the computational domain. Wind load on the semi-submersible rig was calculated under the maritime atmospheric boundary layer and matched well with the results from wind tunnel test within a ±20% error. Overturning moments with variation of draft were investigated by decomposing into drag and lift components. It was observed that the contribution from lift to the overturning moments increased as the draft got higher. The majority of the lift components originated from deckbox which served as a lifting body due to the accelerated streamlines between waterline and the bottom of the deckbox.

• 풍력에너지저널
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• 제15권1호
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• pp.11-20
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• 2024

As the generation capacity of floating offshore wind turbines increases, the wind load applied to each turbine increases. Due to such a high wind load, the capacity of transport equipment (such as tugboats or cranes) required in the transportation and installation phases must be much larger than that of previous small-capacity wind power generation systems. However, for such an important wind load prediction method, the simple formula proposed by the classification society is generally used, and prediction through wind tunnel tests or Computational Fluid Dynamics (CFD) is rarely used, especially for a concept or initial design stages. In this study, the wind load of a 10 MW class floating offshore wind turbine was predicted by a simplified formula and compared with results of wind tunnel tests. In addition, the wind load coefficients at each stage of fabrication, transportation, and installation are presented so that it can be used during a concept or initial design stages for similar floating offshore wind turbines.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.131-140
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• 2016

최근 강풍으로 인한 옥외광고물의 파손 및 추락으로 인해 불특정 다수에게 인적 및 물적 피해를 야기하고 있다. 옥외광고물은 사유시설과 공공시설물의 성격을 모두 갖기 때문에 옥외광물로 인한 피해를 저감하는 것은 개인의 노력뿐 아니라 제도 및 규정을 통해서도 이루어져야한다. 이러한 피해는 강풍에 취약한 옥외광고물의 내풍설계 기준의 미비가 가장 큰 요인으로 인식되고 있어 본 연구에서는 옥외광고물의 내풍설계 표준을 제시하였다. 이를 위해 풍속에 영향을 주는 옥외광고물 설치위치의 주변 풍환경이나 높이, 설치위치 등 풍속과 관련한 요소를 반영하였으며, 건축구조기준 2015(안)의 기본풍속도와 풍속보정 절차에 의한 풍하중 산정 과정을 제시하였다. 이 과정에서 공학적 판단이 요구되는 옥외광고물 설치위치 주변의 지표 조도구분 및 지형계수 평가에 대해 정략적으로 적용할 수 있는 기준을 제시하였다. 또한 비전문가 관점에서 적용하기 용이하도록 가능한 단순화된 정량화 절차를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6C호
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• pp.241-250
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• 2011

풍화암에 근입된 현장타설말뚝의 지지력 예측에는 최근 미국 FHWA에서 제안된 IGM 설계법이 가장 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 IGM 이론을 적용하기 위하여 시험시공 현장에서 지반조사를 실시하고, 교란여부, 거칠기 상태를 측정한 결과, 점성, 비교란, 매끄러운 조건으로 지반을 분류하였으며, 일축압축강도($q_u$) 측정이 불가능한 화강풍화암 구간에서 정재하시험 및 하중전이시험과 N값을 이용하여 간편하게 $q_u$값을 예측할 수 있는 관계식을 제안하였다. 본 시험시공을 통한 연구결과 화강풍화암에서 IGM 이론을 적용하여 현장타설말뚝의 지지력 산정에 대한 설계방법을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.289-299
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• 2009

본 연구는 각주형 저층건축물에 작용하는 지점별 풍압을 다점동시측정시스템을 이용하여 건물 폭과 깊이변화에 따른 평균풍압분포 특성에 대한 기초적인 결과를 정리한 것이다. 본 실험에서는 건물의 폭과 깊이를 변화시킨 5개의 각주형 풍압실험모형이 사용되었으며, 풍동실험은 금오공과대학교 소재 토출식 경계층풍동에서 실시하였다. 실험결과는 저층건축물의 건물 폭 및 깊이의 변화에 따른 저층건축물의 평균풍압분포 변화경향을 건축물의 풍상면, 풍측면 및 풍하면 중심으로 특성을 분석하였다. 실험결과를 토대로 저층건축물의 구조골조 설계용 풍하중을 합리적으로 산정하기 위해 필요한 새로운 풍압계수 및 간략한 약산식을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.484-487
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• 2009

초고층구조물의 경우 중저층 구조물과 다르게 설계시 중력하중과 풍하중의 크기가 매우 크므로 이를 제어하는 구조물의 코어에 강성이 큰 전단벽을 설치하고 최상층에 아웃리거나 벨트트러스를 설치하는 방법을 많이 적용한다. 그리고 홍콩의 IFC와 같이 초대형기둥과 아웃리거를 설치하여 횡하중에 저항하는 구조시스템도 제시되고 있다. 이러한 초고층구조물에서 연쇄붕괴가 발생할 경우 세계무역센터의 붕괴에서 나타나듯이 상상을 초월하는 피해를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 초고층 구조시스템의 연쇄붕괴저항능력을 Pushdown해석을 이용하여 평가하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.195-198
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• 2011

석유 및 천연가스 생산에 사용되는 고정식 해양플랜트에는 자켓 구조물이 가장 많이 사용되고 있다. 생산에 사용되는 자켓 구조물은 풍하중이나 파랑하중에 의해 인명의 피해 없이 변위 및 응력에 대해 안전해야 한다. 그러나 1940년대 후반부터 사용되어 온 자켓 구조물은 피로하중, 노후화로 인해 내구성에 문제가 생기고 있다. 본 논문에서는 자켓 구조물의 안전성을 검토하기 위해 모드형상을 이용하여 자켓 구조물의 손상 위치를 탐색하는 방법을 제시한다. 제시한 손상탐지기법의 효용성을 입증하기 위해 자켓 구조물의 유한요소모델에 임의의 손상을 모사하였다. 유한요소모델의 손상 전 모드형상과 손상 후 모드형상의 모달 변형에너지의 변화를 이용하여 손상 지수를 유도하고 유도한 손상지수를 사용하여 손상이 있는 부재와 손상이 없는 부재를 분류하였다. 연구 결과 손상지수가 '0'인 부재를 제외한 나머지 부재 모두 본 연구에서 제시한 손상탐지기법으로 손상 부재를 판별할 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.529-544
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• 2007

After rapid running is begun in domestic, problem by the train gust that was not considered at existent train running appeared. If the High-Speed railway business speed rises by 350km/h in the future, is going to become more big problem. This study conducts an experiment that measure in local about KTX train beside Gyeong-Bu High speed railroad track about aerodynamics effect that happen by passage of train and analyzed. In case KTX II runs with the 350km/h speed, forecasted effect that get in the simple vertical surfaces parallel to tracks according to distance from rail center. Compared construction size with structural analysis in case do not consider with case that consider the train gust about sound proof walls representatively. As a result, proposed wind load standard that apply at sound proof walls design.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.379-385
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• 2013

본 연구에서는 IGM 구간에서 주면마찰력을 활용하여 지지력을 확보하기 위해 선단부에만 부분적으로 현장타설말뚝을 시험시공하고 IGM 이론의 적용성을 분석하였다. 시험시공 현장의 지반조사와, 교란여부, 거칠기 상태를 측정하여 IGM 이론 적용을 위한 지반특성을 점성, 비교란, 매끄러운 상태로 분석하였다. 또한, 정재하시험 및 하중전이시험을 통해 허용지지력과 심도별 주면마찰력을 산정한 결과, 주면마찰력은 심도가 깊어질수록, 기준침하량이 클수록 증가하는 것으로 평가되었으며, 심도와 매우 높은 상관성을 보였다. 일축압축강도($q_u$)는 점성 IGM에서 가장 중요한 변수이나, 화강풍화암 구간에서 직접 측정이 불가능하므로 정재하시험 및 하중전이시험 결과와 N값을 이용하여 $q_u$값을 얻을 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.71-71
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• 2011

캣워크는 현수교의 주케이블을 가설을 위해 일시적으로 설치하는 공중작업발판으로 주케이블 가설장비와 작업원 등의 하중을 지지한다. 캣워크는 유연한 구조물로서 풍하중에 상당한 변형이 발생한다. 하지만, 국내외를 막론하고 캣워크의 내풍안정성에 대한 연구는 별로 이루어지지 않았다. 거기에 더하여 캣워크에 작용하는 정적 공기력에 대한 정보도 부족하며, 현재 캣워크 단면에 대한 적절한 풍하중을 산정하지 못하고 경험적인 설계가 이루어지고 있다. 따라서 캣워크의 효율적인 내풍설계를 위하여 풍동실험을 통한 충실률과 공기력계수와의 관계를 알아보는 것이 필요하다. 이를 위하여 축척 1/4인 모형을 사용한 풍동실험을 통하여 메쉬망의 크기를 변화시키면서 충실률에 따른 공기력계수를 측정하고 설계식을 제안하고자 한다. 캣워크는 로프와 아울러 가는 철망으로 아래와 양 옆이 막혀 있다. 즉 바람을 직접 받는 부분인 철망은 가는 원형단면으로 구성되어 있다. 원형 단면의 경우에 레이놀즈 수에 따라 항력계수가 크게 변하는 것으로 알려져 있다. 그러나 가는 원형 단면으로 둘러싸인 캣워크의 항력계수에 레이놀즈 수가 미치는 영향에 대해서는 연구된 바가 없다. 본 연구에서는 캣워크의 공기력계수에 미치는 레이놀즈 수에 대한 영향을 파악하고자 1/4모형과 1/14모형을 제작하여 최대풍속 30m/s까지 변화시켜가면서 공기력계수를 측정하였다. 이때 레이놀즈 수는 최대 20배까지 차이가 나므로 만약 공기력계수가 레이놀즈 수의 영향을 받는다면 확실히 그 영향을 파악할 수 있다. 본 연구에서는 풍동실험을 통해 충실률과 공기력계수와의 관계과 레이놀즈 수의 영향을 살펴보았으며, 정적공기력 계수의 설계식을 제안하였다. 본 연구를 통하여 얻은 결과를 정리하면 다음과 같다. 1. 축척 1/14 및 1/4 모형을 사용하여 다양한 풍속에서 공기력계수를 측정한 결과, 캣워크에 작용하는 정적 공기력계수는 레이놀즈 수의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 따라서 향후 새로운 형식의 캣워크에 대한 풍동실험을 수행할 경우에 축척에 상관없이 풍동실험 결과를 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 2. 풍동실험 결과, 캣워크에 작용하는 정적 공기력계수 중 항력계수와 피칭모멘트계수는 측면 충실률에 따라 달라지고, 영각에 대한 양력계수의 기울기는 하부 충실률의 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 주케이블이 캣워크 내부에 위치하고 있어도 캣워크의 정적 공기력계수에는 큰 영향을 미치지 않은 것으로 측정되었다. 이를 정리하여 캣워크 충실률에 따른 정적 공기력계수의 추정식을 제안하였다.