• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.7 no.1
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• pp.9-16
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• 1998

This paper describes how the directivity pattern of the scattered sound pressure is distributed when a plane acoustic wave is incident on a rigid or soft spherical shell underwater. A coupled Finite Element-Boundary Element method is developed as a numerical technique. The result of the coupled FE-BE method is agreed with theoretical solution for algorithmic confirmation.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.1A
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• pp.31-43
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• 2009

In this study, the numerical method is presented, which can consider the various train types and can solve the equations of motion for a vehicle-bridge interaction analysis by non-iteration procedure through formulating the coupled equations of motion. The coupled equations of motion for the vehicle-bridge interaction are solved by the Newmark ${\beta}$ of a direct integration method, and by composing the effective stiffness matrix and the effective force vector according to a analysis step, those can be solved with the same manner of the solving procedure of equilibrium equations in static analysis. Also, the effective stiffness matrix is reconstructed by the Skyline method for increasing the analysis effectiveness. The Cholesky's matrix decomposition scheme is applied to the analysis procedure for minimizing the numerical errors that can be generated in directly calculating the inverse matrix. The equations of motion for the conventional trains are derived, and the numerical models of the conventional trains are idealized by a set of linear springs and dashpots with 16 degrees of freedom. The bridge models are simplified by the 3 dimensional space frame element which is based on the Euler-Bernoulli theory. The rail irregularities of vertical and lateral directions are generated by the PSD functions of the Federal Railroad Administration (FRA). The results of the vehicle-bridge interaction analysis are verified by the experimental results for the railway plate girder bridges of a span length with 12 m, 18 m, and the experimental and analytical data are applied to the low pass filtering scheme, and the basis frequency of the filtering is a 2 times of the 1st fundamental frequency of a bridge bending.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.488-491
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• 2009

본 논문에서는 응력함수와 Kantorovich method를 이용하여 기저판(substrate)에 인장과 굽힘이 작용할 때 복합재 패치의 3차원 응력을 해석하였다. 면내 방향과 면외 방향의 두 응력함수에 가상 공액일의 법칙(Complementary virtual work principle)을 적용하였으며 복합재 패치의 자유 경계조건과 바닥의 기저판으로부터 전달되는 전단 수직 응력 조건을 부여하였다. 이를 통해서 패치 구조물의 지배방정식을 연립 미분 방정식 형태의 고유치 문제로 변환하여 응력함수를 구하였다. 위 방법의 타당성과 효용성을 검증하기 위한 수치 예제로 cross-ply, angle-ply, quasi-isotropic의 패치 적층 배열을 고려하였으며, 층간 응력함수 값이 자유 경계에서 최고치를 나타내고 패치 중심부로 갈수록 급격히 감소하는 모습을 확인하였다. 제안된 기법은 기저판에 인장하중이 작용하는 경우뿐만 아니라 굽힘 하중이 작용하는 경우에도 정확한 예측이 가능하여, 패치 구조물의 층간 응력을 포함한 3차원 응력을 해석하는데 있어서 효율적인 해석 도구로서 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• Journal of the KSME
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• v.33 no.9
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• pp.803-810
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• 1993

벽면에서의 전단응력 분포와 유동장 내에서의 3차원 유동 요소를 추적하는 유동가시화 기법중 에서 몇 가지를 그 응용 예와 함께 살펴보았다. 3차원 유동의 주요 특징들과 한계유선(limiting streamlines)을 관찰하기 위해서는 oil and lampblack 기법이 충분하나 유속이 작거나 유동의 방향이 분명하지 않은 곳에서는 ink dot 기법을 적용하는 것이 좋다. Oil and lampblack 기법은 실험하고자 하는 유동의 조건에 따라 기름과 분말의 혼합비, 기름의 점도 등을 잘 선택하여야 한다. 안장점(Saddle point) 이나 재부착선(reattachment line)과 같이 성격상 중요한지점을 찾기 위해서는 털실 프로브(single tuft probe)가 유용하게 쓰이며, 이는 또 유동내에서 와동의 존재와 위치를 찾는데 쓰이기도 한다. 수치해석 결과 얻을 수 잇는 속도벡터와 같이 비교적 넓은 유동 장을 한눈에 관찰하기 위해서는 털실 격자망 (tuft grid)을 사용할 수 있으며 각 털실은 그 지 점세서의 유동의 방향과 그 안정성(steadiness)를 나타내준다. 이러한 유동가시화 방법들은 각 유동의 특성에 맞는 적절한 조건을 맞추기 위해서 많은 시행착오를 거쳐야 하며, 하나의 만족 스러운 결과를 얻기 위해서는 많은 기술과 시간과 연습을 요구하고 있어서 다른 정량적인 측정 기술과 더불어 커다란 노력과 관심을 기울여서 발전시켜야만 할 것이다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.15 no.3
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• pp.345-356
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• 2013

Numerical simulation on rock cutting by a TBM disc cutter was carried out using SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) code. AUTODYN3D, a commercial software program based on finite element method, was used in this study. The three-dimensional geometry of a disc cutter and a rock specimen were modeled by Lagrange and SPH code respectively. The numerical simulation was carried out for Hwangdeung granite for 10 different cutting conditions. The results of the numerical simulation, i.e. the relation between cutter force and failure behavior, had a good agreement with those from LCM test. The cutter forces measured in the numerical simulation had 10% deviation from the LCM test results. Moreover, the optimum cutter spacing was almost identical with the experimental results. These results indicate that SPH code can be successfully used had applicability for simulation on rock cutting by a TBM disc cutter. However, further study on Lagrange-SPH coupled modelling would be necessary to reduce the computation time.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1476-1481
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• 2009

최근 기상이변과 국지성 호우로 인한 홍수피해를 경감하기 위해 국가차원과 더불어 지역단위의 홍수방어대책이 많은 사업을 통해 제시되고 있다. 대표적인 예로 풍수해저감종합계획과 하천기본계획 등을 들 수 있는데 이러한 사업들은 실제 피해지역에 대한 원인과 대책을 제시함과 동시에 홍수 등의 피해가 예상되는 위험지역에 대해서도 그 원인과 대책을 제시해야한다. 따라서 피해발생이 예상되는 지역을 예측하고 그 원인을 찾는데 있어 최근 홍수범람해석에 대한 필요성이 점차적으로 증대되면서 다양한 해석모형과 프로그램들이 개발되었고 현재까지도 홍수범람분석에 관한 활발한 연구들이 이루어지고 있다. 그러나 홍수범람구역을 결정하기 위한 과정은 GIS Tool에 대한 이해도 부족, 원 자료의 부족, 지형 구축을 위한 자료생성의 어려움 등과 같은 다양한 문제점들을 내포하고 있다. 특히, 홍수범람구역의 결정을 위한 전산프로 그램의 기능향상은 점차 향상되는데 비해 지형구축 등과 같은 범람해석 프로세스 내에서 상당한 수작업이 요구되는 바 작업소요시간이 많이 요구되는 단점으로 인해 실무자들에게 널리 적용되는데 있어 걸림돌이 되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실무적 관점에서 홍수범람해석의 요구빈도가 높은 중소규모 자연하천을 대상으로 두가지 해석 기법을 통하여 홍수범람해석을 수행하여 해석 과정 및 결과 등을 비교하였다. 첫 번째 기법으로 홍수범람해석을 수행하는데 있어 실용성, 신속성 등이 고려된다고 판단되는 Civil 3D를 이용하여 수치지형도 및 측량자료와 같은 원 자료로부터 3D 지형을 구축하고 Civil 3D의 Extension 프로그램인 HEC-RAS Tool과 1차원 수리모형인 HEC-RAS를 전 후처리에 연계함으로서 각 대상유역별, 빈도별 홍수위에 따른 홍수범람구역과 수심 및 범람지역을 우선적으로 분석하였다. 두 번째 기법으로서 실무에서 주로 이용되고 있는 ArcGIS를 이용하여 3D 지형을 구축하고 Hydrologic Engineering Center (HEC)와 Environmental Systems Research Institute(ESRI)의 협력개발로 개발된 HEC-GeoRAS와 HEC-RAS 모형을 전 후처리에 연계하여 홍수범람해석을 수행하였다. 이들 두 가지 기법을 통한 홍수범람해석의 과정과 결과에 대해 정량적, 정성적 비교를 수행하였으며, 두 기법간의 차이점 및 효율성을 제시하였다. 본 연구의 결과는 보다 실용적이면서도 정밀한 홍수범람구역의 결정, 홍수범람 예상도 등의 재해지도 작성, 치수경제성 분석 등에 있어 도움이 될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.233-233
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• 2019

본 연구에서는 3형식 다공성 인공어초의 국부세굴 발생에 따른 인공어초의 안정성 검토를 위하여 3차원 수치모형인 FLOW-3D의 Sediment 모듈을 적용하여 분석을 실시하였다. 실험파랑 설정을 위하여 인공어초 설치 예정지인 서해 대상해역(대청도, 연평도 인근)의 100년 빈도 설계파랑을 적용하였으며, Bretschneider-Mitsuyasu 스펙트럼 기법을 통하여 파랑을 재현하였다. 원형상격자 조건은 최대 0.1m~2.0m에 해당하며, 수치모형실험 해석 시간을 고려하여 입사파랑의 진행방향으로 인공어초의 1/2 폭에 해당하는 X축(190개), Y축(80개), Z축(110~180개) 영역에 대한 격자조건 설정하고 분석을 실시하였다. 분석은 인공어초 하중에 따른 동적 거동을 반영하는 FSI(Flood Structure Interaction)기법을 적용하였으며, 분석결과 인공어초 구조물 하단의 돌출부분에서 세굴발생이 확인되었으며, 최대세굴심은 3형식 인공어초의 규격 및 단위체적당 중량이 클수록 높게 발생하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.31 no.8
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• pp.29-38
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• 2015

This paper presents the application of the Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) numerical technique to simulate the driving of open-ended piles into sandy soil. The main objective of this study was to investigate the applicability of CEL technique to the behavior of the driven pile penetration. Comprehensive studies to verify the behavior of driven pile penetration are presented in this paper. Through comparison with results of field load tests, the CEL methodology was found to be in good agreement with the general trend observed by in situ measurement, and the CEL approach accurately simulated the behavior of driven pipe piles.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.283-291
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• 2011

A computational investigation has been carried out to study the heat transfer characteristics of jet vane assembly used for the thrust vector control(TVC) of a vertical launch motor. In this study, the coefficients of convective heat transfer on the jet vane are calculated using the solutions of thermal boundary-layer equation and several semi-empirical equations. The calculation of 3-dimensional temperature distribution for the jet vane assembly was performed using the softwares called PATRAN and ABAQUS. The accuracy of the present numerical method is verified by comparing with the measured and calculated temperatures within jet vane shaft. The temporal variation of jet vane temperatures for three deflection angles(0o, 12.5o, 25o) was discussed.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.21 no.4
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• pp.155-165
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• 2005

Love wave and Rayleigh wave are the major elastic waves belonging to the category of the surface wave. Those waves are used to determine the ground stiffness profile using their dispersion characteristics. The fact that Love wave is not contaminated by P-wave makes Love wave superior to Rayleigh wave and other body waves. Therefore, the information that Love wave carries is more distinct and clearer than that of others. Based on theoretical research, the joint inversion analysis that uses the dispersion information of both Love and Rayleigh wave was proposed. Numerical analysis, theoretical model test, and field test were performed to verify the joint inversion analysis. Results from 2D, 3D finite element analysis were compared with those from the transfer matrix method in the numerical analysis. On the other hand, the difference of results from each inversion analysis was investigated in the theoretical model analysis. Finally, practical applicability of the joint inversion analysis was verified by performing field test. As a result, it is confirmed that considering dispersion information of each wave simultaneously prevents excessive divergence and improves accuracy.