• Title/Summary/Keyword: 해석적 연구

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Skeletonization of Complex Water Distribution System (상수관망시스템의 골격화 방안 연구)

  • Choi, Jeong Wook;Kim, Kyung Wan;Kang, Doosun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.157-157
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    • 2015
  • 최근 들어, 송 배수 시스템의 펌프운영을 최적화하여 운영비용을 절감하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 펌프운영을 모의하기 위해서는 수 일간의 시간모의가 필수적이며, 최적화 알고리즘 등과의 연계를 통한 시뮬레이션이 필요한 경우가 많다. 하지만, 대규모 네트워크의 경우 관로 및 절점의 수가 수천, 혹은 수 만개에 달해 수리해석 및 최적화에 소요되는 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 이에 본 연구에서는 효율적인 수리해석을 위해 상수관망 네트워크를 골격화(skeletonization)하는 방법을 제안한다. 상수관망시스템의 골격화는 본래의 상수관망 수리 거동을 변화시키지 않는 범위에서 관로와 절점의 삭제, 통합을 통해 복잡한 상수관망을 단순화하는 과정이다. 이러한 골격화 방법은 단순골격화 방법과 등가길이관 방법(Equivalent Length Pipe Method)으로 구분할 수 있다. 단순 골격화 방법은 해당 상수관망 수리해석에 큰 영향을 미치지 않는 소구경관을 삭제하거나, 특정 구역의 여러 수요절점을 하나의 수요절점으로 통합하는 방법이다. 등가길이관 방법은 관경과 연장이 상이한 복수의 관에 동일한 유량이 흐르는 경우, 관경, 연장, 조도계수 등을 조절하여 동일한 수두 손실이 발생하는 하나의 관으로 통합하는 방법이다. 국내에 실제 운영되고 있는 지방상수도를 대상으로 골격화를 진행하였으며, 수리해석 프로그램은 미국 환경청에서 개발한 EPANET을 사용하였다. 본 연구에서 개발한 골격화 기법을 통해 대규모 상수관망의 해석에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 실제 상수관망의 운영에 도움이 될 것으로 기대한다.

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Dynamic Analysis of Buried Pipelines with Manhole during a Soil Liquefaction Process (흙의 액화과정에 따른 맨홀이 있는 지하 매설관의 동적해석)

  • Shim, Jae Soo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.11 no.1
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    • pp.1-8
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    • 1991
  • Recently, researches for buried lifelines such as pipelines have been carried out to provide for safe design. On of the major causes to the damage of buried pipelines has been soil liquefaction. Analytical models have been presented to compare with the results from recent model experiment under a soil liquefaction environment induced by seismic shaking table. The analytical results were more than two times those those of experimental measurement. Thus the objective of this study is to introduce a rigorous nonlinear analysis of equation of motion with more realistic parameters which are dynamic soil and water pressure, dynamic subgrade reaction coefficient, and damping coefficient for soil liquefaction environment.

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The Study of Hydraulic Channel Routing Model Considering Tide Influence on the Downstream of the Nakdong River (조위를 고려한 낙동강 하류부 수리학적 홍수추적 모형의 연구)

  • Lee, Eul-Rae;Kim, Jong-Rae;Shin, Cheol-Kyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.1006-1010
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    • 2005
  • 본 연구는 1차원 부정류 해석모형인 FLDWAV 모형을 이용하여 댐방류 또는 상류지점의 지류유입유량과 하류단의 조위에 따른 영향이 낙동강 하류 홍수위에 미치는 영향을 해석하고, 이를 GUI 시스템과의 연계를 통한 효율적인 홍수관리시스템을 구축하는데 있다. 또한 수리학적 모형수행을 위한 입력자료가 될 수 있는 수문학적 모형과의 연계방법을 제시하였으며 예측조위와 하구둑 방류량을 고려한 합리적인 하류경계조건을 지정하기 위해 회귀방정식에 의한 하류부 예측조위산정방법을 제시하였다. 본 연구에서는 적포교 수위관측소를 기점으로 하여 낙동강 하구둑까지 110km를 대상구간으로 설정하였다. 상류경계조건으로는 적포교지점의 유입량과 남강, 밀양강, 양산천 등의 지류유입량 등을 현재 한국수자원공사에서 적용하고 있는 KOWACO 홍수분석모형에 의해서 산정하였다. 또한 하류경계조건은 하구둑 내수위의 실측자료를 이용하였으며 향후 예측을 위한 적용성을 위해서 하구둑의 유입량과 예측조위조건의 상관성을 이용하여 회귀식을 산정하였다. 또한 해석결과의 효율적인 도시를 위해서 홍수추적 모형과 연계한 GUI 시스템을 구축하였다. 과거 발생한 홍수사상에 대해서 적용한 결과 실측치와 관측치가 유사한 수위 거동을 나타내고 있었다. 본 연구의 결과를 이용하여 다른 수계에서도 홍수예경보시스템의 구축을 위한 수리학적 모형과 수문학적 모형의 연계를 통한 좀더 신뢰성있고 정확한 해석결과를 제시할 수 있을것으로 판단된다.

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A study on the improvement of the method to estimate a river discharge through numerical modeling (수치모델링을 통한 하천 유량 추정 방식의 개선에 관한 연구)

  • Choi, Seo Hye;Kim, Chang Sung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.236-236
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    • 2022
  • 연속적인 하천의 유량을 추정하기 위해서는 관측된 수위값을 유량으로 변환하기 위해 일반적으로 수위-유량 관계 곡선을 사용하며 수위구간 별로 일대일 관계로 제시된다. 그러나 유량을 추정함에 있어서 수위 외에도 하상경사, 조도계수와 같은 지형인자, 시간에 따른 유량의 변화와 같은 흐름요소를 모두 고려하여야 정확한 유량을 산정할 수 있다. 즉, 평상시에는 적합한 수준의 유량을 추정할 수 있다고 하더라도 조석의 영향이 있는 구간이나 홍수와 같이 시간에 따른 수위와 유량이 급변하는 경우에는 관측값과 수위-유량관계곡선을 이용한 추정값의 차이가 상당히 증가하여 유량 추정값의 활용이 부적합할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수위-유량관계곡선식의 적용이 어려운 조건에서 보다 정확한 유량을 추정하기 위해 1차원 유동해석모델을 이용한 계산 값과 관측 값과의 비교를 통해 정확도를 검토하고, 지점에 따라 차이가 발생되는 원인을 정성적으로 분석하고자 한다. 대상지점은 강우, 식생 등의 영향으로 수위와 유량의 관계를 단일 관계로 표현하기 어려워 구간분리가 발생된 지점으로 선정하였다. 흐름해석은 기지의 기점수위 조건으로부터 시작하며, 모델링을 통해 유량과 조도계수를 동시에 추정하였다. 분석 결과, 모델 내에서도 수위와 유량 관계의 루프형 특성, 조도계수의 변화를 대체적으로 잘 반영하는 것으로 나타났으며, 국내하천에서 유량추정의 정확도를 저하시키는 주된 원인에 대해 추정할 수 있었다. 향후 이 같은 방법을 통해 도출된 결과를 기반으로 수위-유량관계곡선의 불확실성을 평가하고, 유량 추정방식의 보완이 필요한 지점을 선별하는 기준에 대한 가이드라인을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

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An Analytical Model Proposal Considering Different Surface Type of Bond Behavior between GFRP Rebar and Concrete (GFRP 보강근의 외피형상을 고려한 부착 해석모델 제안)

  • Park, Ji-Sun;Song, Tae-Hyeob;Lee, Jung-Yoon
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.23 no.3
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    • pp.150-159
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    • 2019
  • The bond analysis model equation was proposed through the regression analysis of the experimental values of bond behavior for each rebar. In order to verify the appropriateness of the bond analysis model equation, the bond behaviors calculated by the proposed bond analysis model, BPE model and CMR model were compared with experimental values. The proposed bond model showed the closest behavior to the experimental values when compared to other analysis models. The former models can not consider the different properties of GFRP rebar according to composed materials, mixing and manufacturing method and the latter has limitation to express the relationships between bond behavior because of derived formula by numerical analysis. This study proposed the analytical model different considering bond mechanism according to surface type. In order to verity the appropriateness of the bond analytical model, the bond behaviors calculated by the proposed bond analytical model, BPE model and CMR model were compared with experimental values. The proposed bond model showed the closest behavior to the experimental values when compared to other analysis models.

Explicit Nonlinear Finite Element Analysis for Flexure Behavior of FRP-Concrete Composite Beam (FRP-콘크리트 합성보의 휨거동에 관한 외연적 비선형 유한요소해석 연구)

  • Yoo, Seung Woon;Kang, Ga Ram
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.37 no.2
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    • pp.269-276
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    • 2017
  • In order to study ultimate flexure behavior of FRP-concrete composite structures which can replace reinforced concrete structures, ABAQUS, a general purpose analysis program, was utilized for numerical nonlinear analysis of structural performance and behavior characteristics of FRP-concrete composite beams. Explicit nonlinear finite element analysis was conducted and the numerical results were compared with previous experiments. Concrete damaged plasticity model was adopted as material properties of concrete and Euro code was used as compressive stress state. Nonlinear analysis was performed for four different types of FRP-concrete composite beams, and ultimate load and cracking pattern was compared and analyzed. The model suggested in this research was able to simulate ultimate load and cracking pattern properly, it is expected to be utilized in study of precise structural and behavioral characteristics of various FRP-concrete composite structures.

LN2 storage test and damage analysis for a Type 3 cryogenic propellant tank (타입 3 극저온 추진제 탱크의 액체질소저장 시험 및 파손 분석)

  • Kang, Sang-Guk;Kim, Myung-Gon;Park, Sang-Wuk;Kong, Cheol-Won;Kim, Chun-Gon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.7
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    • pp.592-600
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    • 2007
  • Nowadays, researches for replacing material systems for cryotanks by composites have been being performed for the purpose of lightweight launch vehicle. In this paper, a type 3 propellant tank, which is composed of the composite developed for cryogenic use and an aluminum liner, was fabricated and tested considering actual operating environment, that is, cryogenic temperature and pressure. For this aim, liquid nitrogen (LN2) was injected into the fabricated tank and in turn, gaseous nitrogen (GN2) was used for pressurization. During this test procedure, strains and temperatures on the tank surface were measured. The delamination between hoop layer and helical one, was detected during the experiment. Several attempts were followed to investigate the cause analytically and experimentally. Thermo-elastic analysis in consideration of the progressive failure was done to evaluate the failure index. Experimental approach through a LN2 immersion test of composite/aluminum ring specimens suitable for simulating the Type 3 tank structure.

An Analytical Study on the Flexural Behavior of RC Beams Strengthened with High Tension Bars (고장력 인장봉으로 보강된 RC보의 휨거동에 관한 해석적 연구)

  • Shin, Kyung Jae;Kim, Byung Jun
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.19 no.3
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    • pp.259-270
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    • 2007
  • This paper presents an analytical method of evaluating the flexural behavior of RC (reinforced concrete) beams strengthened with high-strengh bars. The former experimental results were used to compare with the analytical results. The experimental results also outline the advantages of externally strengtheng method with high-strenght bars. To evaluate the flexural behavior of RC beams strenghtend with unbonded high-strength bars, this paper proposes a method involving a simple strength-summation method. This method basically assumes that the total strength of RC beams strengthened with high-strength bars is equal to the sum of the strengths of the RC beams and the high-strength bars. This analytical method also includes the effects of compressive force due to the tension from high-strength bars. A comparison of the analytical and experimental results leads to the conclusion that the simple strength-summation mothod can simulate the flexural behavior of RC beams strengthened with high-strength bars with a good level of accuracy.

Benchmark Test of CFD Software Packages for Sunroof Buffeting in Hyundai Simplified Model (차량 썬루프 버페팅 현상에 대한 전산 해석 소프트웨어의 예측 성능 벤치마크 연구)

  • Cho, Munhwan;Oh, Chisung;Kim, HyoungGun;Ih, Kang-duck
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.24 no.3
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    • pp.171-179
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    • 2014
  • Sunroof buffeting is one of the most critical issues in the vehicle wind noise phenomena. The experimental approach to solve this issue typically requires a lot of time and resources. To reduce time and cost, the numerical approach could be taken, which can also privide more insights into physical phenomena involved in sunroof buffeting, only if the accuracy in its predictions are guranteed. The benchmark test of various numerical solvers is carried out for the buffeting behavior of a simplified vehicle body, the Hyundai simplified model(HSM). The results of each solver are compared to the experimental measurements in a Hyundai aeroacoustic wind tunnel(HAWT) at various wind speeds. In particular, acoustic response tests were performed and the results were provided prior to all simulations in order to consider the real world effects that could introduce discrepancies between the numerical and experimental approaches. Through this study, most solvers can demonstrate an acceptable accuracy level for actual commercial development and high precision experimental data and computational prediction priories can be shared in order to promote the numerical accuracy level of each numerical solver.

An Analysis of the Frictional Energy on the Rubber Block (고무 블록의 마찰에너지 해석)

  • Yoo, Hyun-Seung;Kim, Doo-Man;Lee, Sang-Ju;Ko, Bum-Jin
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.7
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    • pp.619-626
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    • 2007
  • The analysis of the frictional energy of the rubber block with contact to the surface is necessary to study the wear for rubber. It is important to define the relationship of the frictional energy and wear, as the most theory of the wear of rubber product is based on the frictional energy of rubber block. To predict the life of the rubber block, the most of research has been focused on the use of the finite element analysis or the actual experiments which need the many time and expensive costs.Therefore, this research is achieved the successful results of the analysis to the frictional energy by analytic method. This frictional energy is function of the material properties, the shape of block, the vertical and horizontal load and the block moving speed. The analytical results are compared with the test results of this paper which can be used for the analysis of the friction behavior for the wear estimation of the rubber products.