• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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• pp.1235-1241
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• 2001

Pantograph design process must be considered in terms of stability of aerodynamics and reduction of aeroacoustics. Furthermore Pantograph needs to be insensible to severe circumstance condition like typhoon, tunnel, a change of season. In this paper, robust design of panhead sections is conducted based on the Taguchi's design of experiment method. In the aeroacoustic noise analysis, an acoustic analogy using the Ffowcs Williams and Hawkings (FW-H) equation is used to calculate the flow induced sound pressure level. From the near-field CFD analysis data, the far-field noise is predicted at the positions of 25m away from panhead contact strips. Based on aerodynamic (CFD) and aeroacoustic (FW-H) analysis data, the optimal sizing and positioning ofpanhead elements are determined using robust design optimization method. Design parameters such as thickness, length and radius are controllable factors, while outdoor air temperature and atmospheric pressure are considered as uncontrollable factors in the context of Taguchi's approach. A number of CFD simulation and aeroacoustic analysis are performed based on orthogonal arrays. Using a parameter design procedure associated with signal-to-noise (SIN) ratio and sensitivity analysis, an optimal level of design parameters are extracted to minimize the disconnection ratio between contact strips and catenary system, and reduce the far-field aeroacoustic noise.

• 터널과지하공간
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• 제19권3호
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• pp.203-212
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• 2009

지하고준위 방사성폐기물 처분장 근계영역에서의 거동을 예측하는 것은 처분장 설계나 안전성 평가에 중요하다. 본 연구에서는 3차원 유한차분 코드를 이용하여 처분장 설계인자 및 재료물성으로 구성되는 7가지 인자에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 민감도 분석 결과 처분공 간격, 터널 간격, 냉각시간과 암반의 열전도도가 다른 인자에 비해 영향이 큰 것으로 나타났다. 처분장 주변의 암반과 완충재 온도의 통계적인 분포를 구하기 위해 backpropagation 인공신경망 기법이 적용되었다. 학습된 인공신경망의 적합성을 평가하기 위해 무작위로 선정된 입력 인자에 대한 예측이 실시되었다. 인자 값의 변화가 ${\pm}10%$ 인 경우, 신경망은 1% 오차로 신뢰할 수 있는 예측 결과를 보임을 알 수 있었다. 이렇게 학습된 신경망은 다양한 경우에 대한 신속한 온도 예측에 활용할 수 있었다. 완충재와 암반의 온도는 각각 평균 $98^{\circ}C$, $83.9^{\circ}C$ 표준편차는 $3.82^{\circ}C$ 와 $3.67^{\circ}C$로 나타났다. 인공신경망을 이용함으로써 암반과 완충재 온도를 $1^{\circ}C$ 변화시키기 위해 필요한 설계 인자의 조정 범위를 추정할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.643-654
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• 2018

Tunnel excavation leads to a disturbance on the initial stress balance of surrounding soils, which causes convergences around the tunnel and settlements at the ground surface. Considering the effective impact of settlements on the structures at the surface, it is necessary to estimate them, especially in urban areas. In the present study, ground settlements due to the excavation of East-West Line 7 of the Tehran Metro (EWL7) and the Abuzar tunnels are evaluated and the effect of the lateral earth pressure coefficient ($K_0$) on their extension is investigated. The excavation of the tunnels was performed by TBMs (Tunnel Boring Machines). The coefficient of lateral earth pressure ($K_0$) is one of the most important geotechnical parameters for tunnel design and is greatly influenced by the geological characteristics of the surrounding soil mass along the tunnel route. The real (in-situ) settlements of the ground surface were measured experimentally using leveling methods along the studied tunnels and the results were compared with evaluated settlements obtained from both semi-empirical and numerical methods (using the finite difference software FLAC3D). The comparisons permitted to show that the adopted numerical models can effectively be used to predict settlements induced by a tunnel excavation. Then a numerical parametric study was conducted to show the influence of the $K_0$ values on the ground settlements. Numerical investigations also showed that the shapes of settlement trough of the studied tunnels, in a transverse section, are not similar because of their different diameters and depths of the tunnels.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권4호
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• pp.325-336
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• 2022

This paper analyzes the ground surface settlements induced by side-by-side twin shield tunnels bored in sedimentary soils, which primarily consist of sand with clay strata above the tunnel crown. The measurements were obtained during the construction of twin tunnels underneath the Incheon International Airport (IIA) located in Korea. The measured surface settlement troughs are approximated with Gaussian functions. The trough width parameters i and K of the settlement troughs produced by the first and second tunnel passings are determined, along with those for the total settlement trough. The surface settlement troughs produced by the first shield passing are reasonably represented by a symmetric Gaussian curve. The surface settlement troughs induced by the second shield tunnel display marginal asymmetric shapes at selected sections. The total settlement troughs are fitted both with a shifted symmetric Gaussian function and the superposition method utilizing an asymmetric function for the incremental trough produced by the second tunnel. It is revealed that the superposition method does not always produce better fits with the total settlement. Instead, the shifted symmetric Gaussian function is overall demonstrated to provide more favorable agreements with the recordings. Therefore, the shifted symmetric Gaussian function is recommended to be used in the design for the prediction of the settlement in clays caused by twin tunneling considering the simplicity of the procedure compared with the superposition method. The amount of increase in the width parameter K for the twin tunnel relative to that for the single tunnel is quantified, which can be used for a preliminary estimate of the surface settlement in clay induced by twin shield tunnels.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.109-120
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• 2007

대형 대단면 터널의 시공시 지반 변형을 억제시키고 지반의 강성을 증가시키며 차수 및 지수를 확보하기 위해 다양한 사전 보강공법들이 굴착전 막장 천단부 전방에 적용되고 있으나 물성치 결정 및 시공단계 해석에 있어서 여러 오류를 안고 있다. 본 연구에서는 탄성파를 이용하여 사전보강영역의 시간 의존적 강도 및 강성 특성을 분석하는 기법을 제시하였다. 실내실험을 통해 획득한 탄성파속도와 전단강도는 경화시간에 따라 증가하며, 전단강도와 전단강도정수는 탄성파 속도와 일정한 관계를 갖는 것으로 분석된다. 재령에 따른 탄성계수와 점착력을 터널의 시공단계에 따른 시뮬레이션에 적용하여 경시효과가 터널 변위 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과 $1{\sim}2$일 강도 및 강성을 적용한 결과가 경시효과를 고려한 경우와 갱구부에서 유사한 거동을 하며, 특히 초기 시공부분 및 갱구부에서 터널의 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 분석된다. 본 연구에서 제안된 기법을 통해 향후 사전보강영역의 경시효과를 고려한 터널 거동해석을 위해 실내실험과 수치해석을 병용하여 신뢰성 있는 터널 해석 및 설계를 수행하는 것이 바람직 할 것이다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2007년도 특별심포지엄 논문집
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• pp.63-79
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• 2007

Several remedial works were attempted to stabilize the collapsed area of the inlet slopes of diversion tunnel, but prevention of any further movement was being only carried out at beginning stage by filling the area with aggregates and rock debris, after several cracks had been initiated and developed around the area. The extra specialty developed folding zone is consisted with highly weathered Greywacke and Black shale. The suggested solution is to improve the properties of the rock mass of failed area by choosing the optimum level of reinforcement through the increment of slope rock support design so as to control the movement of slopes during the re-excavation. The Bakun hydroelectric project includes the construction of a hydroelectric power plant with an installed capacity of 2,520MW and a power transmission system connecting to the existing transmission networks in Sarawak and Western Malaysia. The power station will consist of a 210m height Concrete Faced Rockfill Dam. During the construction of the dam and the power facilities the Balui River has to be diverted of the tunnels is 12m and the tunnel width is 16m at the portal area. This paper describes the stability analysis and design methods for the open cut rock slopes in the inlet area of the diversion tunnels. The geotechnical parameters employed in stability calculations were given as a function of four defined Rock Mass Type (RMT) which were based on RMR system from Bieniawski. The stability calculations procedure of the rock slopes are divided into two stages. In the first stage, it is calculated for the stability of each "global" slope without any rock support and shotcrete system. In the second stage, it is calculated for each "local" slope stability with berms and supported with rock bolts and shotcrete. The monitoring instrumentation was performed continuously and some of the design modification was carried out in order to increase the safety of failed area based on the unforeseen geological risks during the open cut excavation.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권10호
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• pp.955-965
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• 2010

초소형 무인기 추진용 MH-75 프로펠러는 자유와 설계기법을 이용하여 설계변수인 허브팁 비, 비틀림각 분포, 최대 캠버의 위치와 크기 그리고 시위 길이를 변화시키며 설계 요구조건을 만족하도록 공력설계 되었다. MH-75 프로펠러는 주파수영역 패널법을 이용하여 설계요구조건을 만족시키고, 다양한 초소형 무인기에 적용이 가능하도록 정지추력 특성과 비행속도 및 회전수 변화에 따른 성능 특성을 예측하였다. 그리고 MH-75 프로펠러의 공력해석 결과를 검증하기 위해 프로펠러의 추력특성에 대한 풍동시험을 수행하였다. MH-75 프로펠러의 추력 성능은 설계요구조건을 만족하였으며, 저레이놀즈 수 영향을 고려하기 위한 2차원 익형 해석용 XFOIL 프로그램에 비해 3차원 효과를 고려하는 주파수영역 패널법을 이용하는 것이 비교적 풍동시험 결과와의 오차가 적음을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제5권2호
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• pp.31-42
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• 1991

남극건물의 기능을 현저히 저하시키는 큰요인의 하나인 극설현상에 관한 연구는 건물로 인한 남극환경에 미치는 인간의 영향을 최소화시키기 위한 기본적인 연구라고할 수 있다. 남극에 건설될 새로운 건물을 대상으로한 극설현상의 현지조사나 실물실험은 여러모로 보아 비경제적이고 비현실적이기 때문에 풍동실험의 필요성이 절실해진다. 본 연구는 극설현상의 풍동실험을 위해 필요한 similitude parameters 의 중요성및 각각의 상관성을 분석하였으며 고상식 및 지상식의 직사각형의 단독형 및 group형 건물들 주위에 쌓인 극설의 형태와 극설량을 풍동실험을 통해 조사분석햐여 남극건물의 극설현상에 대한 설계지침(design guideline)을 제시하였다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.85-92
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• 1997

An axial flow fan design system has been made by integrating the self-developed programs and I-DEAS. By using the system, an axial flow fan was designed, manufactured and verified through the wind tunnel experiments in coorperation with a refrigerator appliance division. It has been shown that the optimal design without the ambiguity of the design parameters can be possible by the three-dimensional flow simulations using a self-developed CID code, FANS-3D. (Flow Analysis code using Navier Stokes aguations in Three-Dimensional curvilinear coordinates). By virtue of the fluency of the data flow, an optimally designed fan which satisfies design conditions can be selected in a short time and less cost. The manufacturing processes of a Mock-up and an injection molding die have been automated through the self-made interface programs which connnect from the start to the end. It has been shown that the newly developed fan by this system has a superior performance characteristics to an existing fan.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.81-98
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• 1999

도심지 터널 건설에 있어서 중요한 고려 사항중 하나가 지상 건물에 대한 터널 굴착의 영향을 평가하는 문제이다. 일반적으로 터널 굴착에 의한 지표침하로 인접구조물이 영향을 받기도 하지만 기존 인접구조물이 터널 굴착에 따른 지표침하에 영향을 미치기도 한다. 이러한 터널 굴착에 의한 기존 인접구조물의 침하억제 효과와 구조물 손상 평가인자의 감소효과를 규명하기 위해서 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 터널 굴착에 기인한 지반침하가 인접구조물에 미치는 영향과 인접구조물이 지표침하에 미치는 영향을 규명하기 위해서 총 162개의 2차원 탄소성 유한요소 모델을 설정하고, 매개변수 변환연구를 수행하였다. 본 연구에서는 구조물의 폭과 구조물의 축강성 및 휨강성, 구조물의 위치, 터널 심도 등을 고려하였다. 그리고, 구조물과 지반침하의 상호작용을 표현하기 위해서 구조물의 손상평가 인자인 뒤틈각(angular distortion), 처짐비(deflection ratio), 건물의 최대침하량, 부등침하량 및 수평변형률 등의 변화를 관찰하였다. 한편, 지반의 강성과 구조물의 축, 휨강성을 대표할 수 있는 상대 강성비를 도입함으로써 터널 설계자가 활용할 수 있는 도표를 제시하였고, 구조물을 고려하지 않은 상태에서의 greenfield 지표침하 트라프를 수정할 수 있는 보정계수(modification factor) 개념을 도입하였다. 본 연구에서는 구조물과 지표침하와의 상호 간섭효과에 의한 지표침하의 억제와 인접구조물 손상평가 인자들의 감소효과를 고려할 수 있도록 하기 위해서 설계 단계에서 보정계수를 활용한 인접구조물의 합리적인 손상평가방법을 제안하였다.