• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.412-415
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• 2009

본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계 를 수행하였다. 유한요소 기반 형상 최적설계는 설계영역 매개화에 어려움이 있으나 등기하 해석법은 NURBS 기저 함수와 조정점을 이용함으로써 기하학적 표현이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 기하학적으로 정확한 모델은 응답 및 설계민감도 해석에 사용되며, 설계구배 기반의 최적화에 있어서 중요한 역할을 한다. 하중조건이 설계영역의 변화에 따라 변하는 최적설계 문제에서 경계에서 설계민감도가 부정확한 경우, 설계공간에서 최적설계가 균일한 수렴성을 갖기 어렵다. 즉 유한요소법을 이용한 형상 최적설계에서 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제를 푸는 경우, 최적설계를 진행할 때 변하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는, 엄밀한 기하형상을 표현하는 등기하 설계민감도를 활용한 형상 최적설계 기법이 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제에서 좋은 결과를 제시함을 확인하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.16 no.6
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• pp.105-115
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• 2000

본 연구는 현실에 부합하는 연약지반의 압밀거동을 예측하기 위한 연구로서, 일단 3차원 배수 조건하에서 지반의 자중 및 압축성과 투수성의 비선형적 성질이 고려된 비선형 압밀모델을 구성하였다. 또한 연직 배수재의 시공과정에서 발생할수 있는 지반의 교란현상 및 다양한 이질층의 구성, 점증적인 하중재하 조건, 연직배수재의 부분관입 조건에 대한 고려가 가능하도록 비선형 압밀모델을 수정, 보완하였다. 이상의 연구결과를 바탕으로 유한차분방법에 의한 수치해석을 실시하였고 최종적으로 각종 희귀분석과정을 도입한 3차원 비선형 압밀해석 프로그램을 개발하였다. Ska-Edeby의 시험시공 사례를 통한 개발 프로그램의 검증을 실시하였는데, 시험시공 사례의 경우, 현장에서 측정한 깊이별 침하량 및 간극수압 결과를 개발 프로그램에 의한 예측결과와 비교, 분석하였다. 또한 개발 프로그램을 이용하여 다층지반 해석과 관련된 기존 해석방법의 문제점 및 지반의 교란효과와 연직배수재의 부분관입조건, 점증적인 하중재하 조건등이 지반의 압밀거동에 미치는 영향에 대해 살펴보았다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.462-465
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• 2011

본 논문에서는 유한요소모델을 사용하여 원자력 발전용 해수 여과장치에 대한 동적 내진해석을 수행하였다. 장치의 검증을 위해서 운전기준지진(Operating Basis Earthquake, OBE)과 안전정지지진(Safe Shutdown Earthquake, SSE)이 설계하중으로 작용하였을 때 부재에 미치는 영향을 평가하였다. 해석대상은 유한요소법을 사용하여 수학적 모델링을 완성하였고, 층응답스펙트럼(Floor Response Spectrum, FRS)에 따른 지진하중과 사하중등을 적용하여 해석을 수행하였다. 해석된 해수여과장치의 최대변위는 OBE 조건에서 2.5 mm 이고, SSE 조건에서 최대변위는 4.6 mm 이다. 최대응력은 OBE 조건에서 24 MPa, SSE 조건에서 44 MPa이며, 이 값은 재료의 항복강도의 각각 18%, 27% 수준이다. 이에 따라 지진하중조건에 따른 해수여과장치의 구조적 안전성이 제시되었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05b
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• pp.160-165
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• 1996

중수로형 원전에서 일차측 냉각수를 순환시키는 주연수송펌프가 정상운전중 갑자기 정지하는 사고를 강제순환 상실사고라 한다. 강제순환 상실사고는 주열수송계통을 과도압력상태로 만들며, 일반적으로 펌프에 공급되는 IV등급전원 상실사고와 기계적 손상에 의한 주열수송펌프 고착사고로 분류할 수 있다. 본 논문에서는 강제순환 상실사고에 대하여 중수로계통설계의 열수력 해석코드인 SOPHT를 이용하여 주열수송계통의 과도압력상태를 해석하였다. 카나다 원자력 규제위원회(AECB)의 과압 방지조건인 R-77 요구조건에 적절한 유효트립변수를 결정하기 위한 해석이 수행되었으며, 증기발생기 오염상태와 액체방출밸브 작동여부가 고도압력상태에 미치는 영향을 고찰하여 보수적 조건을 제시하였다. 또한 위와같이 결정된 보수적 조건을 근거로 ASME 코드에 명시된 과압 한계치에 대한 만족여부와 과도압력상태에 따른 주열수송계통의 열수력학적 거동을 고찰하여 보았다. 해석결과, 강제순환상실사고시 주열수송계통은 R-77 요구조건에 적합한 원자로트립변수에 따라 안정화되었으며, 계통의 최대압력은 ASME 코드가 규정한 한계치내에 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.7 no.1
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• pp.9-16
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• 2009

Transport package for radioactive material should be structurally safe under puncture drop condition and its safety should be verified by test and numerical analysis. Most finite element analyses for puncture drop have been performed without modeling the impact limiter since failure is occurred in the materials of the impact limiter. This paper presents a new modeling methodology, where an element is eroded in case that the material's failure criteria are reached at the element's integration point, to investigate the effect of the impact limiter in the puncture process. The effectiveness of the proposed scheme is shown through the puncture drop analysis of hotcell transport cask, which is under design in KAERI. The results show that about 80 percent of the total impact energy is absorbed due to the deformation of impact limiter. Using the present method the puncture drop can be analyzed more accurately, but it would give conservative results compared to the actual test condition.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1584-1585
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• 2011

분자의 전리(ionization)작용과 이온의 해리(dissociation)작용에 의한 유전체 내 방전해석을 위해서 전자, 양이온, 음이온의 생성과 소멸, 전자부착, 재결합 과정을 포함한 전하연속방정식, 전계에 의한 푸아송 방정식, 유전체 온도에 관한 열확산 방정식을 결합하여 해석하였다. 전계 방출 조건과 열전자 방출 조건이 경계조건으로 부여되었고 에너지 최소화 정류조건을 따르는 유한요소법(finite element method)을 이용하여 해석하였다. 비교적 작은 값을 가지는 확산성을 무시하고 대류성에 역점을 두어 발생하는 수치적 불안정은 인공확산항(artificial diffusion technique)을 도입하여 안정화하였다. 본 논문에서는 IEC standard 60897의 표준규격에 따른 2차원 축대칭 침-구 전극에 적용하여 제안된 다중물리해석기법의 타당성을 입증하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.574-577
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• 2010

이번 연구에서는 저속 비압축성 유체-구조 연성을 고려한 위상 최적화을 위해 새로운 모노리틱 해석을 개발한다. 이 새로운 해석 기법에서는 기존의 유체-구조 연성 시스템 해석 기법에서 유체와 구조 영역을 분리하고 연성 조건을 만족시키는 것과 다르게 하나의 일치된 해석 방정식을 유체 영역과 구조 영역에 동일하게 적용한다. 또한, 경계조건을 만족시키기 위하여 단일화 된 해석 방정식의 물성치를 바꾸어주는 새로운 방식을 제시하였다. 이 새로운 방법에서는 유체, 구조 영역을 분리하지 않고 Navier-Stoke's 방정식과 선형 탄성식을 동시에 사용하였다. 또한, 유체-구조 영역이 연성 해석 중 변화하는 것을 반영하기 위하여 구조 변위를 이용하여 Deformation tensor를 계산하였고 이를 이용하여 변형 후에서의 Navier-Stoke 방정식의 미분을 계산하는 방법을 제안하였다. 그리고, 정상 상태 유체를 가정하고 속도에 비례하는 마찰힘인 Darcy's force 항을 Navier-Stoke 방정식에 넣고 이 마찰 힘의 크기를 변화시킴으로 해서 유체 방정식에서의 연성 경계 조건을 만족시켰다. 선형 탄성 방정식에서 Divergence이론을 이용해서 경계에서 작용하는 외력이 하는 일을 내부 시스템에 하는 일로 계산하였다. 개발된 모노리스 해석 방법을 이용하여 저속 비압축성 유체가 구조에 미치는 압축력을 계산하였고 이용하여 컴플라이언트 미케니즘을 설계하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.3 no.2
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• pp.42-49
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• 2004

Analytical solutions are developed to predict temperature of a satellite box during launch stage under the assumption of worst hot condition. The considered time period is from fairing jettison to separation of satellite during launch stage. After fairing jettison, a box mounted on outer surface of satellite are exposed to space environments such as direct solar flux, Earth IR, Albedo, and free molecular heating. The thermal governing equation is simplified to 1st order ordinary differential equation such that analytic solutions are acquired after the box is assumed as a single lumped mass. The analytical solutions are also available for mass varying box. Finally, the practical application is performed for the case of STSAT-1 launch scenario.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.512-515
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• 2010

본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계를 수행하였다. 유한요소법 기반 형상 최적설계는 CAD 모델과 해석 모델의 차이로 인해, 설계영역 매개변수화에 어려움이 있다. 등기하 해석법은 CAD 모델과 동일한 NURBS 기저 함수와 조정점을 해석에 이용함으로써 설계의 기하학적 변화를 해석모델에 직접적으로 표현할 수 있는 장점을 가진다. 하중조건이 설계 영역이 변화함에 따라 변하는 최적설계 문제의 경우, 정확한 설계 영역 표현은 법선 벡터, 즉 변화하는 하중의 방향과 곡률과 같은 고차항의 정보를 정확하게 표현할 수 있고, 따라서 목적함수를 최소 또는 최대화시키는 최적의 해로 이끌어 낸다. 유한요소법 또는 밀도법을 이용한 형상 최적설계에서 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물의 문제를 푸는 경우, 최적설계가 진행됨에 있어 변화하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는, 수치 예제를 통해 등기하 해석 기반의 형상 최적설계 방법론이 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물 문제에서 수월성을 가짐을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.266-267
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• 2017

A numerical investigation of the stage separation behavior of two-body vehicle focusing on its flow characteristics were carried out. For this simulation, separation of a booster from vehicle was modeled by a chimera grid system and calculated by using commercial code, CFD-FASTRAN$^{TM}$. Consideration of a spring force, gravity and relative acceleration of a booster was the essential factor that simulates the realistic situation. In this study, It was validated that the booster separation time decreases with increase in flight mach number and angle of attack. In view of the results so far achieved, it was expected that the dynamics modeling and boundary condition set up applied in this study will be helpful in a estimation of a safe stage separation and event sequence of flight test.