• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권5호
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• pp.738-744
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• 2018

Fuel failure due to debris is a major cause of failure in pressurized water reactors. Fuel vendors have developed various filtering devices to reduce debris-induced failure and have evaluated filtering performance with their own test facilities and methods. Because of the different test facilities and methods, it is difficult to compare filtering performances objectively. This study presents an improved filtering test and an efficiency calculation method to fairly compare fuel-filtering efficiency regardless of the vendor's filtering features. To enhance the reliability of our evaluation, we established requirements for the test method and had a facility constructed according to the requirements. This article describes the debris specimens, the amount of debris, and the replicates for the proposed test method. A calculation method of comprehensive debris-filtering efficiency using a weighted mean is proposed. The test method was verified by repeated tests, and the tests were carried out using the PLUS7 and 17ACE7 test fuels to calculate the comprehensive debris-filtering efficiencies. The evaluation results revealed that the filtering performance of PLUS7 is better than that of 17ACE7. The proposed method can be used on any kind of debris-filtering devices and is appropriate for use as a standard.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.325-331
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• 2016

본 연구에서는 홍수 시 부유물의 충돌하중을 고려하여 교량의 홍수 취약도 곡선을 도출하였다. 자연재해에 의해 불가피하게 발생하는 사회기반시설물의 손상 또는 기능 손실은 심각한 인명피해 뿐만 아니라 국가적으로 사회적, 경제적 손실을 불러올 수 있다. 따라서 국가주요시설물을 재난으로부터 효과적으로 유지관리하기 위해 취약도 곡선은 중요한 도구로 사용되고 있다. 특히 한국은 산지 지형이 많이 형성되어 있고 하절기에 강수량의 2/3이상이 집중되어, 홍수 피해 가능성이 매우 높다. 홍수 시 교량 파괴의 주원인으로는 부유물의 충돌과 하상세굴이 있는데, 부유물의 충돌은 여러 가지 불확실성으로 인하여 상대적으로 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 FERUM-ABAQUS 기반의 취약도 해석 시스템을 도입하여, 홍수시 부유물의 충돌에 대한 교량의 취약성을 평가하였다. 교량의 취약도 해석을 효과적으로 수행하기 위하여 한계상태함수, 손상도 지수, 확률변수, 유한요소모델, 취약도 해석 소프트웨어 시스템을 주로 고려하였으며, 가속도 및 변위 응답해석을 통하여 모델 상태를 확인하였다. 다음으로는 홍수 시 부유물 충돌에 발생 가능한 다양한 파라미터를 기반으로 교량의 취약도 곡선을 성공적으로 도출하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권1호
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• pp.149-165
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• 2016

Floods have been known to be one of the main causes of bridge collapse. Contrary to earthquakes, flood events tend to occur repeatedly and more frequently in rainfall areas; flood-induced damage and collapse account for a significant portion of disasters in many countries. Nevertheless, in contrast to extensive research on the seismic fragility analysis for civil infrastructure, relatively little attention has been devoted to the flood-related fragility. The present study proposes a novel methodology for deriving flood fragility curves for bridges. Fragility curves are generally derived by means of structural reliability analysis, and structural failure modes are defined as excessive demands of the displacement ductility of a bridge under increased water pressure resulting from debris accumulation and structural deterioration, which are known to be the primary causes of bridge failures during flood events. Since these bridge failure modes need to be analyzed through sophisticated structural analysis, flood fragility curve derivation that would require repeated finite element analyses may take a long time. To calculate the probability of flood-induced failure of bridges efficiently, in the proposed framework, the first order reliability method (FORM) is employed for reducing the required number of finite element analyses. In addition, two software packages specialized for reliability analysis and finite element analysis, FERUM (Finite Element Reliability Using MATLAB) and ABAQUS, are coupled so that they can exchange their inputs and outputs during structural reliability analysis, and a Python-based interface for FERUM and ABAQUS is newly developed to effectively coordinate the fragility analysis. The proposed framework of flood fragility analysis is applied to an actual reinforced concrete bridge in South Korea to demonstrate the detailed procedure of the approach.

• KSTLE International Journal
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• 제1권1호
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• pp.48-51
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• 2000

Surface damage accumulation of alumina ceramics under the cyclic stress state was analyzed. The alternating stress state in repeat pass sliding contact was simulated by a synchronized biaxial (normal and tangential) repeated indentation technique. Wear debris formation mechanism through damage accumulation and fatigue grain failure in both alumina ceramic balls and flat disks was confirmed, and the contact induced surface degradation due to fatigue cracking accumulation was quantified by measuring vertical contact displacement. Variation of structural compliance (slope of load-displacement curve) of two contacting bodies was expressed as a variation of the apparent elastic property, called pseudo-elastic constant, of the contact system.

• 터널과지하공간
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• 제16권3호
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• pp.259-276
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• 2006

큰 초기응력을 받는 암반에서의 파괴 과정은 굴착경계에 평행하게 발생하는 응력 유도 균열에 의해 지배된다. 특히 지압의 절대크기가 암반 강도의 일정 비율 이상이 되면 응력 집중에 의한 암반의 취성 파괴를 유발하고, 이러한 현상은 터널 굴착 시 발생하는 파괴음과, 굴착면에 평행한 형태로 암편이 탈락하는 취성파괴 현상을 동반한다. Mohr-Coulomb과 같은 기존의 구성 모델은 일반적으로 마찰각과 점착력을 일정한 값으로 가정하므로, 점진적인 암반의 취성파괴 현상을 모사하기 어렵다. 본 논문에서는 일반적인 수치해석 코드에서 취성파괴를 잘 모의할 수 있는 것으로 알려진 CW-FS 모델을 사용하여 유류 저장공동 주변 암반에 대한 수치해석을 실시하고, 그 결과를 선형 Mohr-Coulomb 모델의 결과와 비교하였다. 또한 마찰각과 점착력 성분의 전단 소성변형률 한계를 변화시키면서 해석을 실시하여, 유류 저장공동에서 관찰된 취성파괴와 비슷한 양상을 보이는 해석 결과를 찾아보았다. 결과적으로 CW-FS 모델은 견고한 암반에서의 취성파괴를 모의하는데 있어 적절한 해석방법이라는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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• pp.250-255
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• 2000

Damage induced by low velocity impact loading in aircraft composite laminates is the form of failure which is occurred frequently in aircraft. Low velocity impact can be caused either by maintenance accidents with tool drops or by in-flight impacts with debris. As the consequences of impact loading in composite laminates, matrix cracking, delamination and eventually fiber breakage for higher impact energies can be occurred. Even when no visible impact damage is observed, damage can exist inside of composite laminates and the carrying load of the composite laminates is considerably reduced. The reduction of strength and stiffness by impact loading occurs in compressive loading due to laminate buckling in the delaminated areas. The objective of this study is to determine inside damage of composite laminates by impact loading and to determine residual compressive strength and the damage growth mechanisms of impacted composite laminates. For this purpose a series of impact and compression after impact tests are carried out on composite laminates made of carbon fiber reinforced epoxy resin matrix with lay up pattern of $[({\pm}45)(0/90)_2]s$ and $[({\pm}45)(0)_3(90)(0)_3({\pm}45)]$. UT-C scan is used to determine impact damage characteristics and CAI(Compression After Impact) tests are carried out to evaluate quantitatively reduction of compressive strength by impact loading.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권3호
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• pp.237-246
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• 2021

기후변화로 극한강우에 의해 발생하는 얕은 비탈면 붕괴와 침식으로 토석류 유발이 잦아지고 있다. 앵커나 네일링 공법으로 보강하기 보다는 원지반을 이용하여 식생이 되는 비탈면 보강이 경제적이면서 친환경적인 공법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 충분한 식생이 가능하도록 부엽토와 한약재 찌꺼기를 활용하여 토양개량제를 개발하였다. 그리고 표면침식을 방지하기 위해 첨가제로 마이크로 시멘트와 반수석고 등을 사용하여 전단강도를 증가시켰다. 이러한 주재료와 첨가제 결정은 실내시험을 통하여 강우로 인한 지반 표층의 침식 진행을 확인하여 전단강도의 증가를 확인할 수 있었다. 원지반을 활용하는 토양개량제의 보강은 식생이 가능하고 침식에 대해 저항력이 크게 증가한다. 이러한 보강은 사면 불안정성의 주요 원인인 인장균열 발생을 방지하고 침식에 의한 토석류 유발을 막을 수 있기 때문에 다른 공법들보다 장마철 폭우에 대한 대처방안으로 효율적인 방법이라고 판단된다.

• 지질공학
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• 제27권2호
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• pp.125-132
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• 2017

우리나라는 국토의 64% 가량이 산지로 되어 있어 하절기 집중호우 및 태풍으로 인해 지속적인 산지재해(사면붕괴, 산사태, 토석류 등)가 발생하고 있다. 이러한 산지를 중심으로 사회기반시설의 개발 및 확충을 통해 산지 개발이 이루어지고 있으나 체계적인 관리는 미흡한 실정이다. 산지사면을 대상으로 임도시설의 개설은 대상 산지를 인위적으로 변화시킴에 따라 하절기에 집중적으로 산지재해 발생의 원인으로도 작용한다. 이처럼 불안정한 상태의 산지환경에서 재해에 강한 환경을 건설하기 위한 노력이 절실히 요구되는 시점이다. 본 연구는 자연산지와 산지 내 임도 개설 여부를 기준으로 극한강우 조건하에서 강우의 침투특성을 고려하여 토층심도(1~5 m) 및 산지경사($20{\sim}60^{\circ}$) 조건에 따른 산지사면의 안정성을 분석하였다. 그 결과, 산지사면의 안정성은 토층심도와 토층의 포화면적에 따라 안전율의 차이를 갖는 것으로 나타났으며, 산지 내 임도 개설에 따른 산지의 안정성이 자연산지보다 낮은 것으로 분석되었다. 특히, 강우 침투양상의 경우에는 임도 상부측 사면부에서 강우 침투수의 유출이 발생하는데 이는 토층심도가 낮을수록 유출 현상이 뚜렷이 발생하는 것으로 나타났다.