• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.667-679
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• 2022

선박의 피로 손상 해석에는 운항적인 요소를 고려한 매개 변수들을 포함하고 있다. 이러한 운항적인 변수들 때문에 설계 단계에서 예측하는 피로 손상도와 실제 운항 조건을 고려한 피로 손상도간의 차이가 발생한다. 마찬가지로 피로 해석에서 적재 하중 조건을 고려할 때 실제 컨테이너선은 다양한 적재 상태가 존재하지만 설계 단계에서 대표 하중 조건을 선택하여 피로 손상도를 계산한다. 실제 하중 조건과 설계시 하중 조건을 적용하였을 때 피로 손상 계산 결과의 차이가 예상됨에도 불구하고 컨테이너선의 하중 조건에 따른 피로 손상 기여도에 관한 연구는 거의 이루어지지 않은 실정이다. 본 연구에서는 컨테이너선의 화물 중량 분포를 변화시켰을 때 피로 손상기여도를 분석하고자 하였다. 일반적으로 설계 단계에서 적용하는 하중 조건뿐만 아니라 다양한 하중 조건을 생성하고 유체동역학 계산으로 얻을 수 있는 선체 거더 하중 및 스펙트럴 피로 해석을 수행하여 얻은 피로 손상도를 확인하였다. 그 결과, 컨테이너선에서 화물 중량 분포 변화는 선체 거더 하중을 변화시켰으며 선체 거더 응력에 영향을 주어 피로 손상의 변화를 야기시키는 것을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.203-215
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• 2009

본 연구는 포스트 텐션드 콘크리트 포장(PTCP: Post-Tensioned Concrete Pavement)의 종방향 긴장 설계 방안을 구축하기 위하여 수행되었다. 우선 종방향 긴장으로 인해 PTCP 슬래브에 발생하는 응력분포를 분석하였다. 그리고 설계에 필요한 환경하중과 차륜하중이 PTCP 슬래브에 작용할 때 슬래브에 발생하는 인장응력의 분포를 분석하였다. 또한 슬래브와 하부지반 사이의 마찰저항 및 긴장으로 인해 발생하는 여러 손실원인들을 고려하여 긴장손실량을 산정하였다. 설계에 사용될 발생 인장응력은 각각의 하중에 의해 발생 가능한 최악의 조건에 의해 산정되며 여러 손실들은 현장조건을 최대한 반영하여 산정된다. 이러한 환경 및 차륜하중 등의 설계하중과 긴장 시 발생하는 각종 손실들을 감안한 유효긴장량을 산정하였으며 긴장응력 결정의 기준이 되는 콘크리트 슬래브의 허용인장응력의 영향에 대하여 분석하였다. 궁극적으로 종방향 긴장 설계방안은 설계하중에 대한 슬래브의 응력을 산출한 후 콘크리트 슬래브의 허용인장응력을 감하여 요구되는 긴장응력을 산출하고, 각종 손실이 고려된 유효긴장량과의 비교를 통해 합리적인 긴장간격 및 긴장량을 결정하는 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.922-930
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• 2020

지난 10년간 복원력 상실에 의한 어선의 해양사고가 지속해서 증가하고 있으며, 갑작스러운 강풍이 주요 원인으로 지적되고 있다. 이러한 강풍에도 견딜 수 있는 어선의 운동·조종성능을 확보하기 위해서는 정밀한 풍하중 예측 기법이 우선되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 전산유체역학 기법을 이용한 어선의 풍하중 평가기법을 개발하고자 한다. 특히, 고도 변화에 따라 풍속이 변화하는 계산환경을 모사하여 그 결과를 균일한 속도분포를 가정한 수치해석 결과와 비교 분석하고자 한다. 본 연구에서는 0-180°까지 15° 간격으로 13개의 방향에 대해 풍하중을 계산하였으며, 계산에 사용된 메쉬 모델은 메쉬 의존성 시험을 수행하여 개발하였다. 전산수치해석은 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes) 기반 상용 해석 Solver인 STAR-CCM+(Ver. 13.06)와 k-ω 난류 모델을 이용하여 정상상태(Steady State) 유동해석을 수행하였다. 수치해석결과를 간략히 살펴보면 Surge, Sway 및 Heave에서 39.5 %, 41.6 % 및 46.1 % 풍하중이 감소하였으며 Roll, Pitch 및 Yaw에서 48.2 %, 50.6 % 및 36.5 % 감소하였다. 결론적으로 본 연구에서는 고도에 따른 풍속 변화 모델을 통해 기존보다 정밀한 수준의 풍하중 추정이 가능한 것을 확인하였으며, 그 결과가 선박의 풍하중 추정 평가기법 발전에 이바지하길 기대한다.

• 한국해양공학회지
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• 제4권2호
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• pp.22-34
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• 1990

남극환경은 남극의 거센 바람 및 이에 수반되는 적설현상을 피하기 위해 땅에서 띄우는 고상식 및 지하에 설치하는, 두가지의 형태를 취하고 있다. 고상식의 경우 건물밑으로 바람을 통하게 함으로써 적설현상을 피하는데 효과적이기는 하나 남극의 거센 바람에 대응하기 위하여 구조적인 문제를 해결해야 하는 취약점을 지니고 있다. 본 연구는 경계층난류풍하를 이용하여 고상식 남극건물에 가해지는 풍하중을 파악함으로서 남극건물의 design guide line을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권1호
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• pp.77-83
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• 2011

본 논문에서는 해상 부유식 풍력타워의 동역학 모델링이 제시되고, 다양한 해상환경하중인 풍하중, 파랑하중을 모델링하여 플랫폼의 동적 거동해석을 수행하였다. 풍하중을 모델링하기 위해 풍속은 높이에 따라 변하도록 고려하였고, 파랑하중은 상대운동 모리슨방정식을 이용하여 모델링 하였다. 동적 거동해석을 위해 동역학해석프로그램인 ADAMS 를 이용하였다. 부유식 플랫폼에 많이 쓰이는 tension leg platform 의 네 가지 타입에 대해 동적 거동특성을 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.701-706
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• 2006

이 논문은 콘크리트 교량의 내하력 평가에서 고정하중이 차지하는 응력을 현장측정 기법으로 평가하는 방법을 제시한 것이다. 이론적인 구조계산에만 의존하고 있는 고정하중에 대한 응력평가는 열화된 교량의 실제응력을 충분하게 반영하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 이러한 문제점을 극복하기위한 방법으로 부분절단법을 제시하였으며 이 방법은 외부의 추가적인 하중재하없이 순수 고정하중에 의해 유발된 부재응력을 현장에서 직접적으로 측정할 수 있도록 고안된 것이다. 부분절단법의 적용은 기존의 이론적인 구조계산방법을 보완하고 보다 실질적인 고정하중 응력을 반영할 수 있게 된다. 제안된 현장 측정 방법의 적용성은 기존평가방법과 비교하여 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.47-52
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• 2017

PSC(Prestressed Concrete)는 전단면을 유효하게 사용할 수 있으므로 교량 및 암거와 같은 구조물에 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 내부의 텐던은 항상 높은 인장하중을 받는 상태에 노출되므로 부식환경에서 더욱 주의를 해야한다. 본 연구는 동일한 부식조건에서 프리스트레싱 하중에 따라 변화하는 부식전류 및 내력저하에 대한 연구이다. 이를 위해 초기 프리스트레싱 하중의 0.0%, 20.0%, 40.0%수준으로 가력한 뒤, ICM(Impressed Current Method)를 이용하여 촉진부식실험을 수행하였다. 초기 하중이 증가할수록 부식전류와 부식량은 증가하였으며 최대하중의 감소가 선형적으로 발생하였다. 초기하중이 20%에서 40%로 증가할 때, 부식전류량은 124.4%와 168.0% 수준으로 증가하였으며, 최종 파괴시의 하중은 87.8% 및 78.4%수준으로 감소하였다. 동일한 전압인가 시 부식속도와 내력저하는 인가한 초기 프리스트레싱 하중에 비례함을 알 수 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.151-161
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• 2009

본 연구는 장스팬 콘크리트 포장 슬래브가 환경하중을 받아 컬링 거동을 할 때의 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 먼저 장스팬 포장 슬래브의 유한요소해석 모델을 구성하여 컬링 시 응력분포 특성 및 슬래브 길이, 두께, 하부지지층 강성, 슬래브 단부 구속 등이 컬링 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 실제 시공된 장스팬 포장 슬래브를 이용하여 현장에서 환경하중에 의한 거동을 측정함으로써 컬링 거동 특성을 실험적으로도 분석하였다. 연구 결과, 장스팬 포장 슬래브는 단부에서 부터 슬래브 중앙을 따라 어느 정도 안쪽으로 들어오면 컬링에 의한 수직변위가 발생하지 않으며 응력은 이곳에서부터 일정하게 최대치를 보이게 된다. 장스팬 포장 슬래브의 길이 및 하부지지층의 강성은 최대 컬링 응력에 영향을 미치지 않았으며, 슬래브 단부의 구속은 컬링 응력이 단부까지 발생하게 하지만 최대 컬링 응력의 크기에는 거의 영향을 미치지 않았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.25-33
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• 2012

본 연구에서는 흙막이 가시설 공법중 지반의 변위를 억제하고, 토공사 및 구조물 공사의 시공성을 크게 개선한 IPS 흙막이 가시설 공법을 시공한 현장의 계측자료를 바탕으로, 탄소성보법 수치해석 프로그램(EXCAV/W)을 이용하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과, 선행하중을 가한 해석치가 평균 13.2% 감소하였으며, 또한 일반적인 해석치보다 현장 계측치는 평균 26.7% 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 IPS 흙막이 가시설 공법은 기존 버팀보 공법에 흙막이벽의 수평변위에 대한 안전성을 확보하고 있음을 알 수 있다. 또한 IPS 흙막이 가시설 공법을 이용한 선행하중 효과를 통해 수평변위가 감소하는 것을 확인할 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권1호
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• pp.47-52
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• 2010

근해에 설치되는 3차원 착저식 OWC 파력발전 챔버 구조물의 파 에너지 흡수효율과 구조물에 작용하는 1차 및 시간 평균 2차 파랑하중의 해석기법을 보였다. 쌍동형 OWC챔버 내부의 변동압력을 각 챔버의 내부 자유표면 경계조건에 도입하였으며 챔버 내부는 Rankine, 외부는 유한수심 3차원 자유표면 Green함수에 연계된 하이브리드 적분방정식을 사용하여 포텐셜 유동을 해석하였다. 수치실험 결과로서 3차원 착저식 OWC 파일럿 플랜트의 파력발전 1차변환 효율과 구조물에 작용하는 반복 및 지속적인 파랑하중을 제시하였다.