• 대한환경공학회지
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• 제33권4호
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• pp.251-257
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• 2011

이산화탄소의 해양 지중저장에 대한 전산모사를 위해 실제 이산화탄소가 저장되는 해양 지중 저장층에 대한 3차원 전산모형을 개발하였다. 특히, 실제 저장층의 3차원 구조를 모사하기 위하여 공극의 크기를 불규칙(random)적으로 부여하는 수치적 방법을 고안하여 3차원 전산모형을 구성하였고, 이를 균일한 공극 구조의 경우와 비교하였다. 이렇게 구성된 3차원 공극모형 내의 초임계 이산화탄소 유동을 시뮬레이션하기 위하여 전산유체역학을 사용하였다. 이러한 초임계 이산화탄소의 시뮬레이션에는 실제 저장층의 환경 즉 온도 및 압력을 동일하게 모델링하여 적용하였다. 공극 구조가 $CO_2$의 유동에 미치는 영향을 살펴보기 위해, 세 가지 형태의 3차원 전산모형의 공극 구조 내부를 흐르는 초임계 이산화탄소 유동에 대한 수치해석을 수행하였으며, 특히 3차원 전산모형의 내부유동에 대한 압력강하 및 투수율을 계산하여 본 모형이 해양 지중저장의 전산모사에 적합한지를 판단하고, 이산화탄소 유량 증가에 따른 초임계 이산화탄소 유동의 특성을 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권9호
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• pp.51-62
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• 2016

다양한 현장 조건에서 일어날 수 있는 건조토 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적거동을 평가하고 고찰하기 위해 3차원 수치 모델을 이용한 매개변수 연구가 수행되었다. 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 통해 시간 영역에서 이루어졌다. 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝 간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계 조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의 가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법을 적용함으로써 해석 효율을 증가시키고자 하였다. 또한, 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 개발된 수치 모델을 이용하여 상부질량의 크기, 말뚝의 길이, 두부 경계조건, 지반의 상대밀도에 대한 매개변수 연구를 수행함으로써 다양한 현장 조건에 대한 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적 거동을 평가하였다. 매개변수 연구 결과, 건조토 지반 조건에서는 상부질량에 의한 관성력이 시스템의 동적 거동에 지배적인 영향을 미침을 확인하였으며 지반에 의한 운동력의 영향은 상대적으로 적다고 평가되었다. 또한 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 동적 거동 차이 및 말뚝두부 고정단과 자유단의 거동 차이를 해석적으로 검증하였다.

• 한국연안방재학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-9
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• 2014

In order to examine the characteristics of tsunami run-up heights on impermeable/permeable slope, a numerical wave tank by upgrading LES-WASS-3D was used in this study. Then, the model were compared with existing hydraulic model test for its verification. The numerical results well reproduced experimental results of solitary wave deformation, propagation and run-up height under various conditions. Also, the numerical simulation with a slope boundary condition has been carried out to understand solitary wave run-up on impermeable/permeable slope. It is shown that the run-up heights on permeable slope is 52.64-63.2% smaller than those on the impermeable slope because of wave energy dissipation inside the porous media. In addition, it is revealed that the numerical results with slope boundary condition agreed well with experimental results in comparison with the results by using stair type boundary condition.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.251-258
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• 2005

In this study, a new concept for simulating a long-term mechanical degradation mechanism of shotcrete in tunnels has been proposed. In fact, it is known that the degradation takes place mainly by internal cracks and reduced stiffness, which results mainly from volume expansion of shotcrete and corrosion of cement materials, respectively. This degradation mechanism of shotcrete in tunnels appears similar to those of the most kinds of chemical reactions in tunnels. Therefore, the mechanical degradation induced by a kinds of chemical reaction was generalized and mathematically formulated in the framework of thermodynamics. The numerical model was implemented to a 3D finite element code, which can be used to simulate behaviour of shotcrete structures undergoing external forces as well as chemical degradation in time. A number of illustrative examples were given to show the feasibility of the model in tunnel designs with consideration of long-term degradation effect of shotcrete quantitatively for increase of long-term safety of tunnels.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권3호
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• pp.259-266
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• 2022

Based upon differential quadrature method (DQM) and nonlocal strain gradient theory (NSGT), an investigation on the free vibrations of 2D plate systems with nano-dimensions has been provided taking into account the effects of different mechanical loadings. In order to capture different mechanical loadings, a general form of variable compressive load applied in the axial direction of the plate system has been introduced. The studied plate has been constructed from two types of particles which results in graded material properties and nanoscale pores. The established formulation for the plate is in the context of a novel shear deformable model and the equations have been solved via a semi-numerical trend. Presented results indicate the prominence of material composition, nonlocal coefficient, strain gradient coefficient and boundary conditions on vibrational frequencies of nano-size plate.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.97-102
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• 2003

A real train load fluctuates along the track because of complicated movements(Bouncing, Rolling, Pitching and Yawing) and rail conditions. This research has for its object in development of a numerical real train load model including fluctuation characteristics of lateral forces. It is based on Klingel movement theory of a wheelset on straight track it presents a propriety of application by comparison between a 3D-Numerical analysis result using this train load model and a measured data. And this paper presents further study subject to improve a method about the train load modeling.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.241-249
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• 2006

한국의 지질 환경은 암석 분포가 매우 다양하고 복잡한 구조 활동의 영향을 받아 지하매질의 이방성 특성이 국부적으로 심하게 변화한다. 기존의 이방성 주시 모델링의 경우 지질 모델을 2차원으로 단순화시킴으로써 이러한 복잡한 지질 환경을 제대로 고려할 수 없었다. 또한 약 이방성 가정을 사용하여 실제로 나타날 수 있는 지하 매질의 심각한 이방성 영향을 주시 모델링에서 고려할 수 없었다. 이에 이 연구에서는 보다 실제적이고 복잡한 3차원 횡등방성 매질(transversely isotropic media)에서 q-P파의 초동 주시 양상을 모사할 수 있는 주시 모델링 알고리듬을 개발하였다. 이 알고리듬에서는 2차원 비선형 주시 내삽(2D nonlinear traveltime interpolation) 기법과 주시의 3차원 격자 채움법(mapping)을 이용한 직접 전파법(direct calculation)을 통해 급격한 물성의 변화에도 주시 계산이 가능하도록 하였다. 또한, 최소 주시 계산과정에서 수치 미분을 통한 최대 경사법(steepest descent method)을 사용하여 약 이방성 가정을 극복하였다. 개발된 알고리듬은 해석해와 비교하여 그 타당성을 검증하였고 3차원 2층구조에 대한 주시 계산을 수행하여 물성이 급격히 변화하는 모델에 대해서도 안정적으로 주시 계산이 이루어짐을 확인하였다. 이 연구에서 개발한 3차원 주시 모델링 알고리듬은 향후 구조보정이나 토모그래피 알고리듬 개발에 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국해양공학회지
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• 제24권1호
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• pp.116-122
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• 2010

The aim of this study is to examine the effects of shape and plane arrangement of submerged breakwaters on 3-D wave breaking characteristics over them. First, the numerical model, which is able to consider the flow through a porous medium with inertial, laminar, and turbulent resistance terms, i.e. simulate directly WAve Structure Seabed/Sandy beach interaction, and can determine the eddy viscosity with a LES turbulent model in a 3-Dimensional wave field (LES-WASS-3D), has been validated by a comparison with Goda's equation for breaking wave heights. And then, using the numerical results, the wave breaking points over the crest of submerged breakwaters have been examined in relation to the shape and plane arrangement of submerged breakwaters. Moreover, the wave height distribution and upper flow around submerged breakwaters have been also discussed, as well as the distribution of the wave breaking points over the beach.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.789-794
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• 2000

The Paper studies the flow and heat transfer characteristics to a jet impinging at different oblique angles, to a plane surface by numerical methods. The flowfield and heat transfer rate associated with the oblique Impingement of an axisymmetric jet are of interest as a result of its presence in numerous technological Problems. For the computation of heat transfer rate, the standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ and ${\kappa}-{\varepsilon}-\bar {{\upsilon}'^ 2}$ turbulent model were adapted. The accuracy of the numerical calculations was compared with various experimental data reported in the literature. ${\kappa}-{\varepsilon}-\bar {{\upsilon}'^ 2}$ model showed better agreement with experimental data than standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model in prediction of the turbulent intensity and the heat transfer rate. In the case of computation of flowfield, the study carries on the ${\alpha}=45$ deg, h/D=4.95. The jet Reynolds number based on the nozzle diameter(D), was 48,000. For the computation of heat transfer rate, the Re=20,000, the jet orifice-to-plate spacings(L/D) are 4, 6 and 10, and the angle between the axis of the jet orifice and the plate surface is set at 30, 45, 60, or 90 deg. For the smaller spacings, the near-peak Nusselt numbers are not significantly effected by the initial decreases in the Jet angle. The overall shape of the local Nusselt number x-axis profile is influenced by both the jet orifice-to-plate spacing and the jet angle.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제12권4호
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• pp.377-396
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• 2001

The excessive cracking of RC cantilever decks, which often requires special attention for structural engineers, is studied using a three-dimensional crack analysis model. The model is based on a fracture energy approach for analyzing cracks in concrete, and the numerical analysis is carried out using a modified load control method. The problem of excessive cracking is then studied with four different span-ratios. Based on the numerical results, the crack behavior with respect to the patterns of crack propagation, dissipation of the fracture energy, and effects on the structural integrity are discussed. The mechanisms which cause the excessive cracking are also explained.