• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제8권2호
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• pp.159-164
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• 2020

The response analysis of frame structure with open section beams considering warping conditions and short duration load have been performed. When a beam of frame structure is subjected under torsional moment, the cross section will deform a warping as well as twist. For some thin-walled sections warping will be large, and accompanying warping restraint will induce axial and shear stresses and reduce the twist of beam which stiffens the beam in torsion. Because of impact or blast loads, the wave propagation effects become increasingly important as load duration decreases. This paper presents that a warping restraint in finite element model effects the behavior of beam deformation, dynamic mode shape and response analysis. The computer modelling of frame is discussed in linear beam element model and linear thin shell element model, also presents a correlation between computer predicted and actual experimental results for static deflection, natural frequencies and mode shapes of frame. A method to estimate the number of normal modes that are important is discussed.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.51-61
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• 2014

발파가 인근 시설물에 미치는 영향을 수치적으로 규명하기 위해서는 발파하중 시간이력을 적용한 동적 해석을 수행해야 한다. 발파하중은 실측하기 어렵기에 다양한 참고문헌에서 제시된 경험적 시간이력이 일반적으로 사용된다. 경험적 폭굉압과 시간이력은 다양한 환경변수를 고려하여 보정해야 하지만 이에 대한 가이드라인이 명확하게 제시되지 않아 해석에 어려움이 있다. 본 연구에서는 시험발파를 모사하는 2차원 동적 수치해석을 수행하여 계측기록과 상응하는 경험적 발파하중 시간이력을 도출하였다. 발파로 인한 파쇄영역은 원형으로 가정하여 모델링 하였으며 발파하중을 경계벽에 수직방향으로 재하하였다. 특히, 해석 결과에 지반의 감쇠비는 큰 영향을 미칠 수 있으므로 이를 정확하게 산정해야 한다. 시험적으로 계산된 감쇠식의 기울기는 발파하중의 크기에는 영향을 받지 않으며 하중의 주파수와 지반의 감쇠비에 의해서만 결정되므로 지반 감쇠비는 발파 감쇠식에 상응하도록 결정하였다. 해석 결과, 발파하중은 암반의 파쇄에 소요되는 에너지 손실을 고려하지 않으므로 이를 보정없이 적용할 경우 발파로 인하여 유발되는 진동을 크게 과대예측하므로 이를 감소시켜야 하는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.287-296
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• 2019

본 논문에서는 지반경계조건의 설정이 프리캐스트 아치구조물의 폭발저항성능 평가에 미치는 영향을 수치해석적 기법을 사용하여 파악하고자 하였다. 지반경계조건은 고정조건과 PML(perfectly matcher layer)을 이용한 경계조건의 두 가지로 적용하였으며, 폭발하중은 대상 구조물의 설계하중보다 큰 하중을 사용하여 경계조건의 영향을 명확히 비교할 수 있도록 하였다. 폭발압력의 분포 및 경로, 구조물에 발생하는 변위, 콘크리트의 파쇄여부, 콘크리트 및 철근의 응력을 비교 분석하였으며, PML을 적용하였을 때 지반 경계면에서 발생하는 반사파를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한, 이로 인해 구조물 기초부의 변위가 감소하는 것으로 나타났다. 하지만, 콘크리트의 파쇄여부, 콘크리트 및 철근에 발생하는 응력을 포함한 전반적인 구조물의 거동에는 뚜렷한 차이가 발생하지 않았다. 따라서 방호시설의 설계를 목적으로 폭발시뮬레이션을 수행하는 경우에는 지반경계조건에 고정조건을 적용하였을 때 안전측의 결과를 얻을 수 있으며, 해석시간이 단축되는 이점도 있으므로 이러한 면을 종합적으로 고려하여 지반경계조건을 고정조건으로 적용하는 것이 합리적이라고 판단된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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• pp.63-69
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• 2000

Korea Institute of Geology Mining and Materials(KIGAM) cooperating with Southern Methodist University(SMU) has been operating seismo-acoustic array in Chul-Won area to discriminate man-made explosions from natural earthquakes since at the end of July 1999. In order to characterize propagation parameters of detected seismo-acoustic signal and to associate these signals as a blast event accompanying seismic and acoustic signals simultaneously it is necessary to understand infrasound wave propagation in the atmosphere. Two comparable Effective Sound Velocity Structures(ESVS) in atmosphere were constructed by using empirical model (MSISE90 and HWM93) and by aerological observation data of Korea Meteorological Administration (KMA) at O-San area. Infrasound propagation path computed by empirical model resulted in rare arival of refracted waves on ground less than 200km from source region. On the other hand Propagation paths by KMA more realistic data had various arrivals at near source region and well agreement with analyzed seismo-acoustic signals from Chul-Won data. And infrasound propagation in specific direction was very influenced by horizontal wind component in that direction. Linear travel time curve drawn up by 9 days data of the KMA in autumn season showed 335.6m/s apparent sound velocity in near source region. The propagation characteristics will be used to associate seismo-acoustic signals and to calculate propagation parameters of infrasound wave front.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.86-89
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• 2005

2단식 경가스총으로 부터 발사된 발사체의 공기역학적 특성을 연구하기 위해 이동 경계 수치계산법을 축대칭 비정상 압축성 오일러 방정식에 적용하였다. 본 연구로 얻어진 결과는 초음속으로 발사된 발사체로 인한 충격파와 폭발파사이 간섭현상, 와류와 barrel 충격파사이의 간섭현상, 정상 부족팽창 제트을 관찰할 수 있었으며, 발사체 질량 변화에 따른 발사체의 속도, 가속도, 항력 선도를 예측하였다.

• 터널과지하공간
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• 제16권6호
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• pp.476-485
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• 2006

발파에 의한 암반의 손상이나 파쇄는 폭약의 폭굉 과정에서 발생하는 충격파와 가스팽창의 영향에 의해 야기된다. 발파에 의한 파괴 메커니즘을 완전히 이해하기 위해서는 두 메커니즘을 같이 연구해야한다. 본 연구에서는 개별 요소법에 기초한 수치해석 프로그램인 PFC2D를 이용하여 발파공 벽면에 작용하는 폭굉압과 가스압을 동시에 모델링 할 수 있고 이에 따른 암반 내 균열 발생을 확인할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 또한 시멘트-모르타르 블록에서의 모형 발파시험을 수치해석을 수행함으로써, 개발된 알고리즘을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권10호
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• pp.649-657
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• 2017

고압의 파이프 파단 시 파이프 내에 있던 유체가 고속으로 대기로 분출될 때 압축성유동을 동반하는 초음속제트가 발생한다. 이러한 초음속제트는 일반적으로 복잡한 비정상거동을 보여줄 수 있다. 본 연구는 이러한 고압파이프에서 분출되는 초음속제트에 의해 생성되는 압축성유동을 고찰하기 위하여 전산유체역학 해석이 수행되었다. 분출기체의 종류 및 파이프직경 변화에 따른 비정상유동 특성을 해석하기 위해 SST $k-{\omega}$ 난류모델이 채택되었다. 전산해석 시 기본 경계조건은 파이프직경 10 cm, 제트 압력비 5, 기체온도 300 K로 가정하였다. 그 해석결과로 초음속제트로 인해 생성되는 충격파의 거동이 관찰되었고, 간접적인 영향으로 폭풍파도 발생됨을 알 수 있었다. 기체의 분자량이 가장 작은 $H_2$의 압력파 특성은 안전영역까지의 거리가 가장 짧았으며, 분자량이 비슷한 $N_2$, 공기 및 $O_2$는 큰 차이가 없었다. 또한 파이프직경이 커져 제트에 의한 영향범위도 더욱 증대됨을 알 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권4호
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• pp.68-74
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• 2014

This computational study features the transient compressible and inviscid flow analysis on a metallic plasma discharge from the opposing composite electrodes which is subjected to pulsed electric power. The computations have been performed using the flux corrected transport algorithm on the axisymmetric two-dimensional domain of electrode gap and outer space along with the calculation of plasma compositions and thermophysical properties such as plasma electrical conductivity. The mass ablation from aluminum electrode surfaces are modeled with radiative flux from plasma column experiencing intense Joule heating. The computational results shows the highly ionized and highly under-expanded supersonic plasma discharge with strong shock structure of Mach disk and blast wave propagation, which is very similar to muzzle blast or axial plasma jet flows. Also, the geometrical effects of composite electrodes are investigated to compare the amount of mass ablation and penetration depth of plasma discharge.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.59-68
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• 2000

현재까지 진동이 양생중인 콘크리트에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행된 대부분의 연구에서는 콘크리트 공시체나 콘크리트 블록에 대해 100Hz 미만의 주주파수를 가지는 충격진동이나 진동테이블을 이용한 진동을 가한 후 콘크리트의 강도 변화를 평가하는 방법이 사용되었다. 이 연구에서는 발파진동이 양생중인 라이닝 콘크리트에 미치는 영향을 알아보기 우해 실험실 충격진동 시험과 터널 현장에서의 발파진동 시험을 수행하였다. 터널발파진동과 유사한 100~300Hz의 주주파수를 가지 충격진동을 각각 재령 3, 7, 12 시간에 다한 실험실 시험결과 2cm/sec의 진동속도는 모르타르 라이닝의 P파속도를 증가시키지만, 5 cm/sec, 10cm/sec의진동의 모르타르 라이닝의 P파 속도를 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 양생기간동안 2.5 cm/sec 이하의 발파진동이 가해진 양생중인 라이닝 콘크리트는 진동을 가하지 않고 양생시킨 콘크리트 공시체에 비해 압축강도가 더 큰 값을 나타내었다. 재령 5시간에 콘크리트 라이닝애 대한 소규모 시험발파로 발파진동을 가한 콘크리트 시료와 진동을 가하지 않고 터널 내에서 양생시킨 공시체에 대해 압축강도를 비교한 결과 콘크리트의 강도 및 탄성파 속도를 저하시킬 수 있는 진동수준은 3~4cm/sec 인 것 으로 나타났다.로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권1호
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• pp.47-54
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• 2005

본 연구에서는 $PFC^{3D}$를 사용하여 시멘트 모르타르와 굵은 골재로 이루어진 콘크리트 기둥의 발파과정에서 나타나는 폭발과 파괴현상을 모사하여 보았다. 폭원모델링 과정에서는 공내입자들의 반경을 팽창/수축시키는 기법을 통해 공벽입자들에 접촉력의 형태로 폭발압력을 부여하는 방법을 사용하였다. 현장 발파실험에서는 철근콘크리트 기둥을 대상으로 초안폭약을 사용하여 발파하고 그 파괴거동을 고속카메라를 이용하여 관찰하였다. 모사과정에서는 철근의 규격과 입자요소의 크기에 따른 해석시간을 고려하여 모르타르와 굵은 골재로 이루어진 콘크리트 기둥을 대상으로 제안된 폭원모델링 기법을 적용하여 해석을 실시하였다. 해석결과 나타난 저항선의 이동속도는 $17\~24\;m/s$로서 실험치 $14\~18\; m/s$를 약간 상회하고 있으나 제안된 폭원모델링 기법을 사용한다면 암석이나 기타 재료들에 대한 발파과정에서 나타는 파괴거동을 수치적으로 보다 유사하게 모사할 수 있을 것으로 판단된다.