• 지질공학
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• 제19권2호
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• pp.205-215
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• 2009

지표하 다공성매체에서 비정상상태의 유동을 해석하기 위한 종래의 수치적 모형들은 초기 건조한 토양으로의 강우로 인한 침투와 같은 한계적인 유입경계조건인 경우에 국지적 유동영역으로 인해 수치적 진동 및 불안정성을 초래한다. 이러한 경우 주로 공간적으로 세분된 격자와 작은 계산시간 간격을 요구하는데 이는 계산의 효율성을 떨어뜨린다. 따라서 본 연구에서는 유입 경계조건을 포함하는 비정상 상태의 지표하 유동해석을 위해 입자추적 알고리즘을 적용하여 불연속영역에서의 수치적 불안정성을 제거하고자 하였다. 즉, 수치적 안정성이 개선된 혼합 LE 유한요소기법을 제시하였다. 제시된 모형의 수치적 검증을 위해 비정상 균일 유동장과 불균일 유동장의 가상예제에 적용한 결과 해석해와 유사한 결과를 얻을 수 있었고 이를 토대로 함양 및 양수에 대한 3차원 가상유역 모의에 적용되었다. 본 연구에서 제시한 입자추적 알고리즘은 포화 및 불포화 다공성 매체의 유동을 보다 실질적으로 모의할 수 있으며 계산의 정확성 및 안정성에 크게 기여할 것으로 판단되었다.

• 한국음향학회지
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• 제34권3호
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• pp.219-226
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• 2015

본 논문은 단면이 정사각형인 임피던스 튜브 내에 고정된 평판의 STL(Sound Transmission Loss)을 해석적으로 구하는 방법을 다루었다. 평판의 진동과 튜브 내의 음장의 연성거동(coupled motion)을 고려하였는데 평판의 진동과 튜브 음장을 무한 급수의 합으로 전개하였으며 평면파 가정을 이용하여 처음 몇 개의 모드만 고려하여도 충분히 정확한 결과를 얻음을 보였다. 평판은 클램프(clamp) 지지로 가정하였는데 진동 모드는 단면의 가로 및 세로방향 보(beam) 진동 모드의 곱으로 전개하였고 고유진동수는 Rayleigh-Ritz 방법을 이용하여 구하였다. 평판의 STL은 가장 낮은 고유진동수에서 골(dip)을 가지며 주파수가 이보다 작아지면 STL은 커짐을 보였다. 기존 논문의 측정 및 FEM(Finite Element Method) 해석결과와 비교한 결과 잘 일치함을 확인하였다.

• Computers and Concrete
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• 제10권2호
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• pp.135-147
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• 2012

At mesoscale, concrete is considered as a three-phase composite material consisting of the aggregate particles, the cement matrix and the interfacial transition zone (ITZ). The reconstruction of the internal structures for concrete composites requires the identification of the boundary of the aggregate particles and the cement matrix using digital imaging technology followed by post-processing through MATLAB. A parameter study covers the subsection transformation, median filter, and open and close operation of the digital image sample to obtain the optimal parameter for performing the image processing technology. The subsection transformation is performed using a grey histogram of the digital image samples with a threshold value of [120, 210] followed by median filtering with a $16{\times}16$ square module based on the dimensions of the aggregate particles and their internal impurity. We then select a "disk" tectonic structure with a specific radius, which performs open and close operations on the images. The edges of the aggregate particles (similar to the original digital images) are obtained using the canny edge detection method. The finite element model at mesoscale can be established using the proposed image processing technology. The location of the crack determined through the numerical method is identical to the experimental result, and the load-displacement curve determined through the numerical method is in close agreement with the experimental results. Comparisons of the numerical and experimental results show that the proposed image processing technology is highly effective in reconstructing the internal structures of concrete composites.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권11호
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• pp.983-989
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• 2007

위그선(WIG: Wing In Ground effect)은 해수면상의 저고도에서 운영되기 때문에 조류충돌에 쉽게 노출될 수 있으며 특히 리딩에지(Leading Edge)는 충돌가능성이 높기 때문에 조류충돌에 대한 구조적 안정성 검증과정이 반드시 필요하다. 이러한 항공기에 대한 조류충돌은 매우 복잡한 현상중의 하나로 다양하고 불확실한 파라메터들이 존재한다. 조류충돌에 대한 해석과정에 있어서 불확실성이 존재하는 파라메터들이 충돌 해석결과에 미치는 영향력을 분석하기 위해 퍼지이론을 적용한 유한요소 해석을 수행하였다. 불확실한 파라메터들이 갖는 조류충돌에 대한 영향력은 비선형 충돌해석 프로그램인 LS-DYNA 3D를 사용하여 해석하였으며 조류충돌 현상에 존재하는 다양하고 불확실한 파라메터들은 퍼지숫자(Fuzzy number)와 멤버십 함수(Membership function)로 표현하여 퍼지연산 및 변환기법(Transformation method)을 통해 해석과정에 적용하였다. 결론적으로 불확실성이 존재하는 파라메터들이 조류충돌 현상에 미치는 영향력을 퍼지 연산을 통해 수치적으로 평가하였다.

• 한국음향학회지
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• 제41권4호
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• pp.375-388
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• 2022

본 논문은 다층 다공성 흡음재가 채워진 원통형 소음기의 음향투과손실을 구하는 과정을 다루었다. 다층다공성 흡음재 내부에서 전파되는 파동을 다루기 위해 Biot모델과 Johnson-Champoux-Allard-Lafarge(JCAL) 모델을 이용했다. 소음기 해석에 필요한 경계조건들을 얻었고 그것들을 토대로 수치적으로 모드를 구하는 과정을 설명했다. 얻은 모드들을 이용하여 2층 소음기에 대해 수치적인 실험을 진행했으며 처음 12개의 모드만으로도 음향투과손실이 수렴함을 보였다. 마지막으로 흡음재의 종류를 바꿔가면서 음향투과손실을 계산했고 이를 유한요소법을 이용한 결과와 비교함으로써 본 연구에서 제시한 모드 매칭법의 유효성을 검증했다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.82-89
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• 2016

본 연구에서는 국내 여수항만에 길이 500미터, 폭 200미터, 두께 2미터인 폰툰형 VLFS타입의 해상부두를 제안하였다. 이 구조물은 해상에서 오랫동안 파랑하중을 견뎌야하므로 파랑응답해석이 필수적이다. 유체-구조부 해석에는 직접법을 사용하였고, 연성운동방정식을 수치해석하여 응답 결과를 구하였다. 구조부는 유한요소법을 이용하여 계산하였으며, 유체부는 경계요소법을 사용하여 분석하였다. 탄성변형과 강체운동으로 인한 동적응답을 수치적으로 분석하였으며, 파장, 수심, 파향, 구조물의 강성 요소를 고려하여 규칙파에 대한 응답을 해석하였다. 연구의 결과, $L/{\lambda}$ 1.5를 기준으로 응답이 변화하였고, 입사파의 방향에 따라 비틀림 현상이 나타났다. $L/{\lambda}=8.0$의 경우 수심이 증가할수록 입사측에서의 응답이 증가하는 경향이 나타났고, 강성의 변화에 따라 수직변위진폭의 피크점이 좌우로 이동하였다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.90-99
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• 1994

수리전도도의 대수값이 정규 분포를 갖고 또 공간적 상관관계를 갖는 무작위 변수라는 가정하에 지하수 유동영역 안에서 불균질한 수리전도도를 발생시켰다. 발생된 수리전도도의 거리에 따른 공분산값의 변화는 이론적으로 제시되는 변화와 잘 일치된다. 지하수위와 수리전도도는 확률론적으로 작용하는 무작위 변수들로 보고 수리 전도도와 지하수위에 대한 확률 통계적 분석을 위해 몬테카를로 시뮬레이션 방법과 유한요소법을 이용하였다. 지하수위와 수리전도도의 분산값은 지하수 유동영역의 점원, 경계조건, 수위구배, 흐름방향 및 상관 거리에 따라 특징적인 분포를 보인다. 특히 수위와 수리전도도간의 공분산값이 음수인 영역은 유동 시스템의 변화에 영향을 거의 받지 않는 영역으로 볼 수 있어서 영향권의 도출과 관계시킬 수 있다.

• Tribology and Lubricants
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• 제32권1호
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• pp.1-8
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• 2016

This paper focuses on the thermal deformation induced preload change in the tilting pad journal bearing, using a three-dimensional (3D) thermo-hydro-dynamic (THD) approach. Preload is considered as a critical factor in designing the tilting pad journal bearing. The initial preload measured under nil external load and nil thermal gradient is influenced by two factors, namely, the thermal deformation and elastic deformation. Thermal deformation is due to a temperature distribution in the bearing pads, whereas the elastic deformation is due to fluid forces acting on the pads. This study focuses on the changes induced in preload and film clearance due to thermal deformation. The generalized Reynolds equation is used to evaluate the force of the fluid and the 3D energy equation is used to calculate the temperature of the lubricant. The abovementioned equations are combined by establishing a relationship between viscosity and temperature. The heat transfer within the bearing pads, the lubricant, and the spinning journal is calculated using the heat flux boundary condition. The 3D Finite Element Method (FEM) is used in modeling the (1) heat conduction in the spinning journal and bearing pads, (2) thermal gradient induced thermal distortion of the spinning journal and pads, and (3) viscous shearing, and heat conduction and convection in a thin film. This evaluation method has an increased fidelity, and it can prove to be a cost-effective tool that can be used by designers to predict the dynamic behavior of a bearing.

• 한국농공학회지
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• 제38권1호
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• pp.116-127
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• 1996

This paper dealt with FEM analysis of foundation improved with pack drain. The theory on pack drain was scrutinized and observed values in the field were compared with numerical results. Work site of Kwangyang container pier was selected as a ease study in which measurement of settlement and pore water pressure was accurately carried out. Biot's consolidation equation was selected as governing One, coupled with modified Camclay model as constitutive one. Christian and Boehmer's numerical technique was adopted. Behavior of foundation with pack drain is not simple but very complicated. Discontinuity resulted from rigidity difference between adjacent materials, smear effect and complicated boundary conditions should be considered in the behavior analysis of foundation behavior. The results of numerical analysis were influenced by smear zone. In relevant to this effect, finite element analysis was carried out using the reduced horizontal coefficient of permeability in the smear zone; The numerical results were compared with observed values in surface settlement. including pore water pressure. However only lateral di5plaoement by numerical ana1Ysis was shown since its measurement was not performed in the field. The predication of settlement to be developed later can be effectively employed for the obtimization of construction. The predication of residual settlement using the data measured in the field was made by Hoshino, Asaoka and hyperbolic method. Among them, the hyperbolic method proved best one. Settlements accorded well between numsrical and observed values while pore pressure showed a slight difference. Lateral displacement showed largest values at constant distance from ground surface. The validation of foundation analysis improved with pack drain by computer program employed in this study selecting modified Cam-clay model was satisfactorily secured.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.155-162
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• 2004

초기재령 콘크리트의 탄성계수 변화와 크리프 및 건조수축 현상을 고려하는 강 합성 거더의 시간종속적 처짐해석을 수행하였다. 초기재령 콘크리트의 탄성계수 발현과정을 고려한 구성관계는 총 응력-변형률 관계를 Taylor의 선형급수 확장을 이용하여 기준시간에 관하여 확장함으로써 시간종속적 증분형태로 유도하였다. 강 박스거더의 단면형상 변화 위치와 지점부를 기준하여 거더를 분할하고 분할된 구간에서 단면해석을 통해 곡률을 구하여 2차 다항식으로 가정한 처짐곡선에 경계조건을 적용함으로써 처짐곡선의 증분관계식을 유도하였다. 부모멘트 구간의 강 박스 하단에 콘크리트를 타설한 이중합성 박스거더의 초기재령 거동해석을 수행하였으며, 강 박스 하단의 콘크리트 타설두께가 거더의 거동에 주는 영향을 수치해석 결과를 통해 분석하였다. 끝으로, 보 요소를 이용한 유한요소해석 결과와 개발된 단면해석법을 이용한 해석 결과를 비교함으로써 정확성을 검증하였다.