• 한국지진공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.345-352
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• 2018

It is inevitable to use the distinct element method in the analysis of structural dynamics for stacked stone pagoda system. However, the experimental verification of analytical results produced by the discrete element method is not sufficient yet, and the theory of distinct element method is not universal in Korea. This study introduces how to model the stacked stone pagoda system using the distinct element method, and draws some considerations in the seismic analysis procedures. First, the rocking mode and sliding mode are locally mixed in the seismic responses. Second, the vertical stiffness and the horizontal stiffness on the friction surface have the greatest influence on the seismic behavior. Third, the complete seismic analysis of stacked stone pagoda system requires a set of the horizontal, vertical, and rotational velocity time histories of the ground. However, earthquake data monitored in Korea are limited to acceleration and velocity signals in some areas.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.406-413
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• 1998

The distinct element method is improved to consider the charateristics of stress wave propagation in media involving the discontinuous faces. The distinct element method has many advantages to analyse the characteristics of the reflection, refraction and deflection of the waves in nonhomogeneous media. The double-suing connection system is adopted instead of the single-spring connection system because the distinct element cannot be used for analysing the contact behavior between the different materials by only one contact spring. For the verification of the improved code, the results of the numerical analysis are compared with that of the photoelastic experiments which are one or two dimensional wave propagation problem of the nonhomogeneous media including the different accoustic impendence material or voids. It is shown that the characteristics of the stress wave propagation in nonhomogeneous media can be simulated appropriately using the improved distinct element method.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권4호
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• pp.477-493
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• 2003

Masonry is not a simple material, the influence of mortar joints as a plane of weakness is a significant feature and this makes the numerical modelling of masonry very difficult especially when dynamic (seismic) analysis is involved. In order to develop a simple numerical model for masonry under earthquake load, an analytical model based on Distinct Element Method (DEM) is being developed. At the first stage, the model is applied to simulate the in-plane shear behaviour of an unreinforced masonry wall with and without opening where the testing results are available for comparison. In DEM, a solid is represented as an assembly of discrete blocks. Joints are modelled as interface between distinct bodies. It is a dynamic process and specially designed to model the behaviour of discontinuities. The numerical solutions obtained from the distinct element analysis are validated by comparing the results with those obtained from existing experiments and finite element modelling.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1996년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.210-217
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• 1996

Under strong shock loads including earthquake or blast, structures may start to crack in stress concentrated members. The continuous behavior of the structure changes to the discontinuous. In this study, numerical method analyzing continuous and discontinuous behavior of a structure is developed using a modified distinct element method. Equations of motion of each distinct element are integrated using the central difference method, one of the finite difference methods. Interactions between he elements are considered by an element and pore spring. The forces acting in the center of an element include contact stress transferred by element spring; tensile stress by pore spring; and external traction such as earthquake or blast load. To verify the proposed method, the behavior of the cantilever beam subject to the quasi-static concentrated force at the end is investigated. The failure behavior of the simply supported beam subject to the strong shock at the center is studied. The proposed method can predict the failure behavior of the structure due to the shock loading and the post-failure discontinuous behavior of the structure.

• 화약ㆍ발파
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• 제37권2호
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• pp.14-21
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• 2019

개별요소법은 절리가 발달한 불연속 암반의 모델링에 매우 유력한 수치해석적 방법이다. 또한 발파 후 큰 변위가 일어나는 단계에서의 모델링에도 효과적이다. 개별요소법에서 각 요소는 강체로 가정하고, 요소 간 약간의 중첩을 허용하여 접촉 변위로부터 상호 작용력을 계산한다. 개별요소의 경계로 정의되는 절리의 강성은 블록요소 상호 간의 거동을 결정하는 중요한 변수로서 변형의 크기와 파괴 양상에 영향을 준다. 그러나 요소 간 과도한 중첩으로 인한 수치해석적 불안정성을 방지하기 위해서 어떤 준정적인 문제에 있어서는 실제 절리 물성과 관계없이 임의로 선정된 절리 강성 값이 사용되기도 한다. 해석의 주된 관심사가 정밀도 높은 변형의 크기 예측이냐, 불연속체의 파괴 양상이나 파괴 후 파괴된 블록들의 거동 예측이냐에 따라, 절리 강성에 대한 입력 자료 값은 결과에 큰 영향을 주지 않을 수도 있고, 심각한 예측 오류를 가져올 수도 있다. 본 연구는 개별요소법을 이용한 수치해석 모델링에서 절리 강성 값이 해석 결과에 미치는 영향을 이해하고 입력자료 선정 지침에 도움을 주고자 수행되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.852-855
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• 2010

Numerical simulations for large scale triaxial tests with large diameter rockfill materials are conducted using distinct element method. For generation of compacted assembly with specific grain size distribution and initial material porosity, the clump logic method and expansion of generated particles are adapted. With micro parameters which are chosen by calibration process, discrete particle modelling of triaxial test in case of other confining stress and cyclic loading condition were conducted. Also numerical simulations of fluid injection into particulate materials were conducted to observe cavity initiation and propagation using distinct element 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.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.163-170
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• 2000

절리가 발달한 암반의 거동 특성을 효율적으로 모델링 할 수 있는 수치해석 방법으로서 널리 알려진 개별요소법은 서로 다른 알고리즘에 기초하여 개발된 두 가지 형태의 수치해석 방법으로 발전해 왔다. 본 논문에서는 Plesha 등에 의해 개발된 implicit알고리즘에 기초한 NURBM과 저자에 의해 개발된 explicit 알고리즘에 기초한 CBLOCK을 이용하여 불연속체 암반의 기초적인 거동 특성을 수치해석적으로 고찰하고 모델링상의 문제점들을 비교 분석하였다. CBLOCK 계산 결과에 의하면 절리의 수직 및 접선 강성비는 절리 분포에 따라 불연속체 암반의 안정성을 좌우하는 중요한 지수로서 사용될 수 있는 것으로 나타나고 있으나 NURBM 제산은 상이한 결과를 보였다. 또한 구조물의 안정성과 국부적인 파괴 거동의 해석에서 두 방법이 상이한 결과를 가져올 수 있는 것으로 나타났고 이는 수치해석적 모델링의 제약적 요소로 작용할 수 있음을 보여 주었다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.410-417
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• 2000

절리가 발달한 암반의 거동 특성을 효율적으로 모델링 할 수 있는 수치해석 방법으로서 널리 알려진 개별요소법은 서로 다튼 알고리즘에 기초하여 개발된 두 가지 형태의 수치해석 방법으로 발전해 왔다. 본 논문에서는 Plesha 등에 의해 개발된 implicit 알고리즘에 기초한 NURBM과 저자에 의해 개발된 explicit 알고리즘에 기초한 CBLOCK을 이용하여 불연속체 암반의 기초적인 거동 특성을 수치해석적으로 고찰하고 모델링상의 문제점들을 비교 분석하였다. CBLOCK 계산 결과에 의하면 절리의 수직 및 접선 강성비는 절리 분포에 따라 불연속체 암반의 안정성을 좌우하는 중요한 지수로서 사용될 수 있는 것으로 나타나고 있으나 NURBM 계산은 상이한 결과를 보였다. 또한 구조물의 안정성과 국부적인 파괴 거동의 해석에서 두 방법이 상이한 결과를 가져올 수 있는 것으로 나타났고 이는 수치해석적 모델링의 제약적 요소로 작용할 수 있음을 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.81-93
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• 1992

무한 및 반무한 경계조건을 가진 지하구조체에 대하여 개별요소법과 경계요소법을 조합하여 해석하는 방법을 제안하였다. 일반적으로 무한 또는 반무한 경계를 가지는 지하구조체의 문제에 있어서 응력집중부, 굴착면 혹은 불연속면이 발달되어 있는 영역을 개별요소로 모형화하고 무한 영역은 선형경계요소를 사용하여 모형화 하였다. 여기서, 선형경계요소에 의한 무한 및 반무한 영역의 고려는 Kelvin의 무한 영역, Melan의 반무한 영역에서의 해로 구성하였다. 효율적인 해석을 위하여 선형 경계요소법, 개별요소법, 개별요소와 경계요소 조합방법 등이 독립적으로 연구되었다. 연구된 각 방법에 근거하여 조합된 해석방법을 무한 및 반무한 문제에 적용하여 기존의 이론해석치와 비교하여 검증을 실시하고, 지하구조체에 적용하여 조합해석방법의 실용성을 보였다. 따라서, 지하구조체에 조합방법을 사용하면 지반의 불연속 조건과 경계조건에 따르는 구조물의 거동을 합리적으로 예측할 수 있으며, 개별요소와 경계요소의 장점을 살려 보다 합리적인 해석의 수행이 가능할 것으로 판단된다.

• 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.