• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권2호
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• pp.506-519
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• 2024

To simulate the verification process using materials from a decommissioned reactor, a mock-up of the bottom-mounted instrument nozzle in the Kori 1 reactor, where the nozzle was attached to a plate by J-groove dissimilar metal welding, was fabricated. The mock-up distortion was quantified by measuring the plate surface displacement after welding. The residual stresses formed on the support plate surface and the inner surface of the nozzle were then analyzed using the hole-drilling method, contour method, and neutron diffraction. Welding simulations were performed using a 3D finite element method to validate the measured results. The measured and computed stress distributions on the support plate exhibited reasonable agreement. Conversely, the stresses on the inside of the nozzle were found to have an indisputable difference in the contour method and neutron diffraction measurements, which demonstrated strong tensile and compressive hoop stresses, respectively. The possible origins of such differences were investigated and we have provided some suggestions for a precise evaluation in the simulation. This study is expected to be useful in future research on decommissioned reactors.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.688-695
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• 2017

본 논문은 파력 에너지 수집 장치에 사용할 수 있는 영구자석 선형 동기발전기의 특성 해석에 관한 것이다. 파력 에너지는 요요시스템과 같은 기구로 부터 얻어진다. 영구자석을 이용한 선형 발전기는 영구자석의 자력을 통해 별도의 전원공급이 필요 없고 유지 보수가 간단한 장점을 가지고 있다. 또한 높은 에너지 밀도를 갖는 희토류의 사용으로 영구자석 기기는 소형화 및 경량화가 가능하며 보다 높은 에너지 변환 효율을 얻을 수 있다. 영구자석 선형 동기발전기 특성 해석을 위해 2차원 극 좌표계 및 자기 벡터 포텐셜에 근거하여 영구자석과 전기자 반작용 자계해석을 수행 하였다. 해석 해를 이용하여 정현적인 속도입력에 의해 유도되는 유기기전력의 특성 식을 유도하고, 동일한 방법으로 역기전력 상수, 저항, 자기인덕턴스와 상호인덕턴스와 같은 전기적 파라미터를 얻었다. 본 논문에서 사용한 공간고조파법의 결과는 2차원 유한요소해석법 결과와 비교하여 잘 일치하는 것을 확인하였다. 이 결과는 영구자석 형 선형 발전기의 특성을 이해하는 것과 해석방법의 비교연구, 설계 최적화, 그리고 기기의 동적 모델링에 기여할 수 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.145-157
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• 2008

하중전달효율은 다웰이 설치되었거나 설치되지 않은 콘크리트포장 줄눈의 구조적 성능을 나타내기 위해 사용된다. ABAQUS 소프트웨어를 사용한 줄눈 콘크리트장의 3차원 모형이 본 연구를 통하여 구축되었다. 기층과 노상이 접착되어 구성된 하부층 위에 3개의 슬래브가 놓였으며, 스프링 요소를 사용하여 인접한 슬래브를 줄눈에서 연결하였다. 콘크리트포장의 다양한 줄눈강성을 모사하기 위하여 다양한 값의 스프링 상수를 입력값으로 사용하여 그 관계를 조사하였으며, 스프링 상수가 커질수록 줄눈의 하중전달효율이 증가하는 것으로 나타났다. 슬래브와 기증의 다양한 탄성계수와 두께를 사용하여 슬래브의 거동과 하중전달효율에 미치는 재료물성과 기하학적 형상의 영향을 분석하였다. 그 결과 노상의 탄성계수는 기층의 탄성계수와 슬래브 및 기층의 두께보다 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 양 또는 영의 온도구배에서보다는 음의 온도구배에서 슬래브의 거동과 하중 전단효율이 더 민감 하게 변화하였으며, 낮은 강성의 줄눈은 슬래브의 온도구배에 더 민감한 것으로 나타났다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권5호
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• pp.44-53
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• 1999

본 논문에서는 반도체 집적 회로의 다층 배선 인터커넥트 사이의 기생 캐패시턴스를 수치 해석적으로 계산하여 추출하는 새로운 방법과 그 적용 예를 보고한다. 기생 캐패시턴스를 시뮬레이션을 통해 추출하기 위하여, 복잡한 형태의 3차원 대층배선 구조물을 유한요소법을 이용하여 해석하였다. 캐패시턴스를 추출하기 위한 3차원 다층배선 구조물은 3차원 변환 정보를 가진 2차원 평면 마스크 레이아웃 데이터로부터 생성하였다. 시뮬레이션 결과의 정확도를 검증을 위하여 8.0×8.0×5.0㎛\sup 3\ 크기의 영역에 평행한 두 도전층이 상하로 교차한 구조에 대하여 실험치와 비교하였다. 3차원 다층배선 구조물의 기생 캐패시턴스 추출을 위해서, 유한 요소법 적용을 위한 1,960개의 노드와 8,892개의 사면체 메쉬를 생성하였으며, ULTRA SPARC 1 워크스테이션에 대해서 소요된 CPU 시간은 28초이었으며, 4.4 메가바이트의 메모리를 사용하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권6호
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• pp.891-906
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• 2014

This study aims to present a three dimensional finite element model to investigate the wave propagation in a concrete filled steel tubular column (CFSC) due to transient impact load. Both the concrete and steel are regarded as linear elastic material. The impact load is simulated by a semi sinusoidal impulse. Besides the CFSC models, a concrete column (CC) model is established for comparing under the same loading condition. The propagation characteristics of the transient waves in CFSC are analyzed in detail. The results show that at the intial stage of the wave propagation, the velocity waves in CFSC are almost the same as those in CC before they arrive at the steel tube. When the waves reach the column side, the velocity responses of CFSC are different from those of CC and the difference is more and more obvious as the waves travel down along the column shaft. The travel distance of the wave front in CFSC is farther than that in CC at the same time. For different wave speeds in steel and concrete material, the wave front in CFSC presents an arch shape, the apex of which locates at the center of the column. Differently, the wave front in CC presents a plane surface. Three dimensional effects on top of CFSC are obvious, therefore, the peak value and arrival time of incident wave crests have great difference at different locations in the radial direction. High-frequency waves on the waveforms are observed. The time difference between incident and reflected wave peaks decreases significantly with r/R when r/R < 0.6, however, it almost keeps constant when $r/R{\geq}0.6$. The time duration between incident and reflected waves calculated by 3D FEM is approximately equal to that calculated by 1D wave theory when r/R is about 2/3.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.17-30
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• 2019

본 연구는 3차원 수치해석을 통해 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담율(Load Distribution Ratio)과 근사적 해석 기법으로 보강말뚝의 축방향 강성(Axial Stiffness)을 산정하였다. 시공단계를 고려하여 말뚝기초의 LDR에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해서 1) 말뚝기초의 강성, 2) 말뚝기초의 선단지지조건, 3) 기초판 접촉효과, 4) 보강말뚝의 설치위치에 따라 해석을 수행하여 기존말뚝과 신설말뚝의 하중분담율 거동을 확인하였다. 또한 5) 기존말뚝의 축방향 강성($K_{ve}$)를 사용하여 말뚝지지 전면기초의 3차원 근사적 해석기법(YSPR)으로 보강말뚝의 직경에 따른 강성($K_{vr}$)을 산정하고, 장기간 사용으로 인한 경화를 고려하여 $K_{ve}$를 3단계로 나누어 감소시켜 보강말뚝의 강성 변화의 경향을 살펴보고, 신설 말뚝의 강성 산정방법을 제시하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권1호
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• pp.79-90
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• 2022

In this study, the dynamic behavior of functionally graded layered deep beams with viscoelastic core is investigated including the porosity effect. The material properties of functionally graded layers are assumed to vary continuously through thickness direction according to the power-law function. To investigate porosity effect in functionally graded layers, three different distribution models are considered. The viscoelastically cored deep beam is exposed to harmonic sinusoidal load. The composite beam is modeled based on plane stress assumption. The dynamic equations of motion of the composite beam are derived based on the Hamilton principle. Within the framework of the finite element method (FEM), 2D twelve -node plane element is exploited to discretize the space domain. The discretized finite element model is solved using the Newmark average acceleration technique. The validity of the developed procedure is demonstrated by comparing the obtained results and good agreement is detected. Parametric studies are conducted to demonstrate the applicability of the developed methodology to study and analyze the dynamic response of viscoelastically cored porous functionally graded deep beams. Effects of viscoelastic parameter, porosity parameter, graduation index on the dynamic behavior of porous functionally graded deep beams with viscoelastic core are investigated and discussed. Material damping and porosity have a significant effect on the forced vibration response under harmonic excitation force. Increasing the material viscosity parameters results in decreasing the vibrational amplitudes and increasing the vibration time period due to increasing damping effect. Obtained results are supportive for the design and manufacturing of such type of composite beam structures.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.15-27
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• 2007

본 논문에서는 사질토 지반에 시공되는 고강도 지오그리드 보강 쇄석말뚝(Geosynthetic-Reinforced Stone Column, GRSC)의 다양한 영향인자 검토를 통한 지지력 거동특성을 다루었다. 본 연구는 GRSC의 국내 적용을 위한 사전연구로서 대형 구조물의 기초지지 말뚝으로 적용시를 대상으로 2차원 유한요소 해석을 수행하였다. 유한요소해석 결과 GRSC와 쇄석말뚝(Stone Column, SC)의 비교를 통해 지오그리드 보강이 지지력 증가에 현저히 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 지반강도와 쇄석기둥 직경, 지오그리드 강성에 대해 지지력은 증가하는 것으로 나타난 반면, 감쌈길이에 대해서는 3D(D=쇄석기둥 직경)이상의 감쌈에 대해 지지력이 수렴하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 GRSC 적용시 효율적인 지오그리드 보강의 최적조건을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4D호
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• pp.483-489
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• 2009

진동 소음을 저감시키는 Fe-Mn 제진 금속을 이용하여 제작된 핑거형 신축이음장치의 피로 내구성을 평가하고자 유한 요소해석과 수직하중 피로시험을 실시하였다. 피로실험은 Fe-Mn 제진금속을 이용한 신축이음장치와 유압가력기(25tonf)를 사용하여 진행되었으며, 그 결과에 따르면 핑거형 신축이음장치에 수직하중을 인가하였을 경우 핑거에서 측정된 최대 응력은 237.6MPa 이며, 이는 제진 금속의 항복강도인 420MPa의 56.6%이였다. 제진 금속을 이용한 신축이음의 피로시험은 도로교 설계기준에 따라 재하위치(KS F 4425)와 재하판($57.7cm{\times}23.1cm$)의 크기가 설정되었고, 그에 따른 200만회 수직하중 피로 시험에 있어서 파괴거동을 나타내지 않았으며 그 내구성과 안전성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.469-476
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• 2023

반복하중이나 동적하중에 대한 지반의 소성모델은 지반구조물의 비선형 수치해석에 매우 중요하다. 단일 항복면 모델은 반복하중에 대해 선형적 거동을 보이는 반면, 개발된 탄성영역이 없는 J₂-경계면 소성모델은 동일한 물성치로 효과적으로 지반의 비선형성을 모사할 수 있다. 경계면 내부 항복면의 반경을 0으로 수렴시켜 탄성영역이 사라지도록 수식화하고, 소성경화 계수과 팽창률을 이용하여 소성변형 증분을 정의하였다. 개발된 모델의 응력-변형률 증분식을 제시하고, 쌍곡선 모델에 대한 소성경화 계수를 유도하였다. 삼축압축조건과 얕은기초의 반복하중에 대한 비교해석은 개발된 모델의 안정적인 수렴성, 이론식과의 일치성, 그리고 이력경로을 보여 주었다. 또한, 수정된 쌍곡선함수에 대한 소성경화 계수를 제시하여, 1차원 등가선형모델에 부합하는 모델변수 산정법을 제안하여 지반의 다차원 거동을 모델링할 수 있도록 하였다.