• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.57-65
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• 2011

본 연구에서는 3차원 개별요소해석 코드인 Particle Flow Code, $PFC^{3D}$(Itasca)를 이용, 조립재료의 실내 삼축압축시험에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행하였으며, 해석 모델과 개별요소를 대상으로 다양한 상사 조건에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행, 그 결과를 통해 각각의 스케일 조건이 최종 수치 모델링 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 3차원 개별요소 수치 모델링은 기존 2차원 모델링 대비 별도의 간극률 환산 없이 정확한 초기 조건 구현이 가능했으며, 응력-변형 및 체적변화 거동, 강도정수등에 있어 실내시험 결과와 유사한 수치 해석적 예측이 가능하였다. 해석 모델과 개별요소에 대한 다양한 상사비 조건별 수치 모델링 결과, 3차원 해석 시의 안정적 예측결과 도출 및 수치 시험실 활용에 대한 적정성을 확보하되, 해석시간 단축 및 해석 효율성 확보를 위해서는 해석 모델과 개별요소에 대한 적정 상사비 결정이 필요함을 알 수 있었다. 해석 모델의 크기와 개별요소의 입경크기를 변화시켜 개별요소 수치모델링을 수행한 결과, 대부분의 경우 전체적인 응력-변형 거동에 차이가 발생하였지만, 점착력과 내부 마찰각의 강도정수는 $D_{mod}/D_{gmax}$ < 10 조건에 유사한 결과를 보였으며, 개별요소 방법이 수치 시험실 기법을 이용한 강도정수 산정에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.67-75
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• 2008

개별요소방법은 재료의 미시적 거동 및 불연속적 거동과 관련하여 지반공학 분야에서 그 활용이 증가하고 있으나, 기존 개별요소 방법들은 입자형태의 재료들간 상호작용을 위주로 연구되었으며, 이는 지반공학 분야에 개별요소 방법을 제한적으로 적용하는 주요 원인이 되었다. 최근 기존 개별요소 방법에 흙, 암반 및 투수성 매질에서의 물 흐름을 고려한 수리연동 기법의 적용연구(Kawaguchi et al., 2003; Shimizu, 2004)가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 개별요소방법에 수리연동 기법을 적용하여 수압조건별 지반의 공동생성 및 확장에 대한 수치해석을 실시하였다. 직사각형 해석요소에 입자크기와 초기 간극률 조건에 대한 개별요소 및 경계면 생성 후, 서보 제어방법을 통한 경계면 응력조건을 구현하였다. 수리거동의 고려는 연속방정식과 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 압력과 속도를 구한 후, 입자와 유수간의 상호작용을 풀어가는 방식(Tsuji, 1993)으로 수행하였다. 구속압 조건($0.1MP{\alpha},\;0.5MP{\alpha}$)에 대하여 해석모델 중앙지점에 7단계로 증가되는 수평방향 유속을 재하하고, 재하지점 인근의 개별요소 이동 및 지점별 유량, 유속, 압력, 경계면 응력변화 등을 분석하였으며, 해석조건에 따라 개별요소와 수리 영향의 상호거동을 통한 공동생성 및 확장, 한계압력 발생 등을 확인하였다.

• 대한수학회지
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• 제40권5호
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• pp.757-768
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• 2003

In 1967, as an answer to the question of P. Erdos on a set of integers having distinct subset sums, J. Conway and R. Guy constructed an interesting sequence of sets of integers. They conjectured that these sets have distinct subset sums and that they are close to the best possible with respect to the largest element. About 30 years later (in 1996), T. Bohman could prove that sets from the Conway-Guy sequence actually have distinct subset sums. In this paper, we generalize the concept of subset-sum-distinctness to k-SSD, the k-fold version. The classical subset-sum-distinct sets would be 1-SSD in our definition. We prove that similarly derived sequences as the Conway-Guy sequence are k-SSD.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.243-254
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• 2014

본 연구에서는 GBM-UDEC(grain based model combined with Universal Distinct Element Code) 모델을 통해 암석의 역학적 거동을 모사하기 위한 수치해석기법을 소개하였다. 이를 적용하여 암석의 광물학적 구조를 다각형 입자의 집합체로 표현하고, 압축하중 하에서 암석의 파괴 특성 및 인장균열의 전파 양상를 살펴보았다. 제시된 수치해석모델은 단축압축강도시험 및 간접인장강도시험을 통해 관찰되는 암석의 역학적 거동 특성을 합리적으로 모사할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.676-679
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• 2008

Numerical simulations of fluid injection into particulate materials were conducted to observe cavity initiation and propagation using distinct element method. After generation of initial particles and wall elements, confining stress was applied by servo-control method. The fluid scheme solves the continuity and Navior-Stokes equations numerically, then derives pressure and velocity vectors for fixed grid by considering the existence of particles within the fluid cell. Fluid was injected as 7-step into the assembly in the x-direction from the inlet located at the center of the left boundary under confining stress condition, 0.1MPa and 0.5MPa, respectively. For each simulation, movement of particles, flow rate, fluid velocity, pressure history, wall stress including cavity initiation and propagation by interaction of flulid-paricles were analyzed.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.215-219
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• 2010

본 연구에서는 제방 축조재료로 사용되는 낙동강 모래의 응력-변형 거동특성 파악을 위하여, 삼축압축시험 등을 포함한 실내시험을 실시하였고, 조립재료의 거동 표현에 적합한 개별요소방법을 적용한 수치 모델링을 실시하였다. 개별요소해석은 삼축압축시험 과정을 모델링하였으며, 이때 이용된 미시물성치는 물성치 보정과정을 통해 산정 되었다. 특정 구속압조건을 만족시키는 미시 물성치의 산정이 가능하다면, 이 미시물성치의 이용을 통해 다른 구속압조건 및 응력재하 조건에서의 거동예측에 있어, 개별요소방법이 매우 효과적으로 이용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.232-239
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• 1997

The phenomenology of shock loading effects in brittle mass has been of interest to researchers and engineers. The shock loading as blasting causes strong stress waves in the structures. Discontinuous faces due to shock waves interrupt the tensile stress wave propagation and reflect the stress wave propagation. To predict the fracturing behavior of brittle mass, it is required for the numerical method that can analyze the colliding and slipping behavior of discontinuous faces and the wave propagation in the mass, simultaneously In this study, the wave propagation in the brittle materials is analyzed using the modified distinct element method to be able to predict the behavior of discontinuous structures. The behavior of an unsupported bar subjected to loading at the end is analyzed to verify the rigid body motion of a bar and the relative displacement in the bar. The colliding behavior of two bars is analyzed to investigate the propagation of stress waves in the bar. The fracturing behavior of a bar due to impact loading is analyzed to investigate the propagation of stress waves in the bar with and without the discontinuous faces. The applicability of the modified distinct element method to the wave propagation problems is investigated.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.593-609
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• 2021

본 연구에서는 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 결정질 암석 내 포함된 균열의 열-역학적 거동을 평가할 수 있는 수치해석기법을 제시하고 열에 의한 균열의 미끄러짐 거동을 해석하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 일환으로 수행된 벤치마크 모델링 연구로, Task G는 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 여기에서는 Voronoi diagram을 이용하여 다면체 개별입자의 집합체로서 해석모델을 생성하고, 입자 및 입자간 접촉에서 발생하는 열-역학적 거동을 개별요소프로그램인 3DEC을 통해 해석하였다. 암석 시험편의 탄성거동을 재현하기 위하여 등가연속체 개념을 적용하여 입자와 접촉의 미시물성을 산정하였으며, 균열에 상응하는 접촉에는 Coulomb slip model을 부여하여 인장강도와 전단강도를 갖는 불연속면을 모사하였다. 경계응력과 열응력에 의한 균열의 거동을 수치적으로 모델링하였으며, 경계조건에 따라 균열의 미끄러짐이 발생하는 열-역학적 메커니즘을 정량적으로 분석하였다. 해석 결과, 본 연구에서 제시한 해석모델이 암석 내 열팽창과 열응력의 증가, 균열 응력과 변위, 경계조건의 영향 등을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 실내실험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.3-12
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• 2001

본 논문은 절리암반 터널의 안정성 해석을 위한 2차원 개별요소모델링방법에 대한 개선방안을 제안하였다. 먼저, 절리군과 터널의 상대방위를 고려하여 터널단면상에서 불연속거동이 가능한 절리군을 구별하는 기준을 제시하였다. 이 기준에 따라 불연속거동이 가능한 절리군은 개별요소(암석블록)의 변이 되도록 하고 그 외 절리군은 암석블록의 탄성특성을 보정하는 방법을 제시하였다. 또한, 주어진 절리의 기하학적 특성에 대해서 절리의 방위편차와 유한길이를 고려한 복잡한 모델과 절리의 평균방위와 무한길이를 고려한 단순한 모델의 특성을 분석하였다. 그 결과, 후자의 모델이 일관성 있는 터널의 국부적 파괴양상과 명료한 암반의 불연속거동을 보여줌으로써 터널설계목적에 적절함을 확인하였다.

• Computers and Concrete
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• 제19권4호
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• pp.365-374
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• 2017

With the continuous evolution of the numerical methods and the availability of advanced constitutive models, it became a common practice to use complex physical and geometrical nonlinear numerical analyses to estimate the structural behavior of reinforced concrete elements. Such simulations may yield the complete time history of the structural behavior, from the first moment the load is applied until the total collapse of the structure. However, the evolution of the cracking pattern in geometrical discontinuous zones of reinforced concrete elements and the associated failure modes are relatively complex phenomena and their numerical simulation is considerably challenging. The objective of the present paper is to assess the applicability of the Applied Element Method in simulating the development of distinct failure modes in reinforced concrete walls subjected to monotonic loading obtained in experimental tests. A pushover test was simulated numerically on three distinct RC shear walls, all presenting an opening that guarantee a geometrical discontinuity zone and, consequently, a relatively complex cracking pattern. The presence of different reinforcement solutions in each wall enables the assessment of the reliability of the computational model for distinct failure modes. Comparison with available experimental tests allows concluding on the advantages and the limitations of the Applied Element Method when used to estimate the behavior of reinforced concrete elements subjected to monotonic loading.