• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권2호
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• pp.141-153
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• 2019

The effect of galleries on the earthquake behavior of dams should be investigated to obtain more realistic results. Therefore, a roller compacted concrete (RCC) dam with and without galleries are examined under ground motion effects. For this purpose, Cine RCC dam constructed in Aydın, Turkey, is selected in applications. The optimal mesh around galleries is investigated to obtain the most realistic results. Two-dimensional finite element models of Cine RCC dam with and without galleries are prepared by using ANSYS software. Empty and full reservoir conditions were taken into account in the time-history analyses. Hydrodynamic effect of the reservoir water was taken into account considering two-dimensional fluid finite elements based on the Lagrangian approach. It is examined that how principle stresses and displacements change by height and during earthquake. The dam-foundation-reservoir interaction was taken into consideration with contact-target element pairs. The displacements and principle stress components obtained from the linear analyses are compared each other for various cases of reservoir water and galleries. According to numerical analyses, the effect of galleries is clear on the response of RCC dam. Besides, hydrodynamic water effect obviously increases the principle stress components and horizontal displacements of the dam.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권11호
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• pp.855-864
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• 2013

능동 탭은 BVI 소음 저감을 위한 능동제어 기술 중 하나이며, 이를 이용한 소음 저감효과에 대한 해석은 기술 개발에 있어서 매우 중요한 과정의 하나이다. 능동 탭의 소음저감 성능 분석을 위하여 모델 로터시스템에 대한 구조 설계를 수행하고 CFD 해석을 통해 에어포일 공력 데이터를 생성하였으며, 이를 이용하여 통합해석 프로그램인 CAMRAD II 모델을 구성하였다. 하강 비행 상태에서 능동 탭을 HHC 방법으로 작동할 경우 로터에서 발생되는 공력 하중을 CAMRAD II를 이용하여 계산하고, 이에 따른 BVI 소음 변화를 자체 소음해석 프로그램으로 계산하였다. 능동 탭의 작동 길이 및 제어 위상의 변화에 따른 소음해석 결과 최대 -3.3dB의 BVI 소음 저감 효과를 얻을 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권3호
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• pp.411-421
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• 2018

Although a rubber isolation cushion can reduce the dynamic response of a structure itself, it has little influence on the height of a sloshing wave and even may induce magnification action. Vertical baffles are set into a base-isolated Concrete Rectangular Liquid Storage Structure (CRLSS), and baffles are opened as holes to increase the energy dissipation of the damping. Problems of liquid nonlinear motion caused by baffles are described using the Navier-Stokes equation, and the space model of CRLSS is established considering the Fluid-Solid Interaction (FSI) based on the Finite Element Method (FEM). The dynamic response of an isolated CRLSS with various baffles under an earthquake is analyzed, and the results are compared. The results show that when the baffle number is certain, the greater the number of holes in baffles, the worse the damping effects; when a single baffle with holes is set in juxtaposition and double baffles with holes are formed, although some of the dynamic response will slightly increase, the wallboard strain and the height of the sloshing wave evidently decrease. A configuration with fewer holes in the baffles and a greater number of baffles is more helpful to prevent the occurrence of two failure modes: wallboard leakage and excessive sloshing height.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.353-360
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• 2014

본 논문에서는 국내 선박해양플랜트연구소에 구축된 빙해수조의 빙특성 중에서 모형빙의 두께와 유효탄성계수 산출과정이 소개되었다. 수조에서 결빙되는 빙판은 크기가 가로 세로각각 30 m 정도에 두께는 40mm정도이다. 모형선의 실험결과를 쇄빙선 설계에 사용하기 위하여 빙 특성 정보가 필요하다. 사람이 빙판을 일부 절개하고 일일이 손으로 두께를 측정하는 것을 지양하기 위하여 초음파 기기를 사용하였는데 저주파 장비를 사용하여 작은 샘플 모형빙에 대한 두께는 계측되었다. 하지만 완벽한 계측을 위해서는 송수신 일체형 저주파 센서나 정확한 위치가 설정된 분리형 센서 혹은 고가의 특수 장치가 필요함을 확인하게 되었다. 한편 빙판의 처짐량을 간이식 LVDT로 계측하고 이를 탄성체 위에 놓인 무한 판의 특성길이 관계식에 대입하여 빙의 유효탄성계수를 산출하였는데 외국의 결과와 유사함이 입증되었다.

• Wind and Structures
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• 제23권2호
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• pp.157-169
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• 2016

The structural integrity of tube bundles represents a major concern when dealing with high risk industries, such as nuclear steam generators, where the rupture of a tube or tubes will lead to the undesired mixing of the primary and secondary fluids. Flow-induced vibration is one of the major concerns that could compromise the structural integrity. The vibration is caused by fluid flow excitation. While there are several excitation mechanisms that could contribute to these vibrations, fluidelastic instability is generally regarded as the most severe. When this mechanism prevails, it could cause serious damage to tube arrays in a very short period of time. The tubes are therefore stiffened by means of supports to avoid these vibrations. To accommodate the thermal expansion of the tube, as well as to facilitate the installation of these tube bundles, clearances are allowed between the tubes and their supports. Progressive tube wear and chemical cleaning gradually increases the clearances between the tubes and their supports, which can lead to more frequent and severe tube/support impact and rubbing. These increased impacts can lead to tube damage due to fatigue and/or wear at the support locations. This paper presents simulations of a loosely supported multi-span U-bend tube subjected to turbulence and fluidelastic instability forces. The mathematical model for the loosely-supported tubes and the fluidelastic instability model is presented. The model is then utilized to simulate the nonlinear response of a U-bend tube with flat bar supports subjected to cross-flow. The effect of the support clearance as well as the support offset are investigated. Special attention is given to the tube/support interaction parameters that affect wear, such as impact and normal work rate.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.223-230
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• 2014

본 논문에서는 FSI해석을 이용하여 비정형 초고층 빌딩의 풍응답 특성을 연구하였다. 해석모델은 Twist모델이며, 뒤틀림 각도와 풍가속도의 상관관계에 대해 연구 중점을 두었다. 먼저 단방향 해석을 수행하여 100년 재현주기 풍속에 대한 최대 횡 변위를 구하고, 제한조건을 만족하는 탄성계수를 산출한다. 그리고 양방향 해석을 수행, 시간이력해석을 통해 산출된 탄성계수와 임의의 밀도를 가지는 풍가속도를 예측하게 된다. 정방형 모델은 높이 400m, 변장비 1:1, 세장비 8로 설정, 뒤틀림 모델은 0도에서 90도까지 15도 간격으로, 90도에서 360도까지 90도 간격으로 비틀어 회전시켰다. 형상에 따른 풍가속도 예측 결과, 정방형 모델이 뒤틀림 모델보다 크게 산출되어 풍진동 영향에 더 민감한 것을 검증하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권4호
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• pp.218-226
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• 2007

본 연구는 생존성 측면에서 잠수함의 내충격 설계시 고려해야 하는 수중폭발 충격응답해석 기법에 관하여 고찰하였다. 생존성을 고려하는 것은 현대의 모든 함정설계에 필수요건이며, 특히 잠수함의 수중폭발에 대한 내충격 설계는 반드시 고려되어야 할 사항이다. 기존의 수중함에 대한 내충격 설계는 가정된 이론에 의한 충격가속도를 정적해석의 결과를 통하여 단순하게 적용하였으나 본 연구에서는 직접해석법에 수중폭발 충격응답해석을 수행함으로써 기존의 방법보다 매우 합리적이고 신뢰성 높은 결과를 제시하였다. 특히 본 연구에서는 직접해석법 중에서 기존 수상함에서 널리 사용하고 있는 LS-DYNA/USA code일 적용보다 LS-DYNA code만으로 사용자가 보다 손쉽게 접근할 수 있는 ALE기법을 이용하여 잠수함 액화산소탱크를 대상으로 수중폭발해석 방식을 제안하고자 하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권1호
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• pp.33-41
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• 2019

Estimating fatigue damage is a very important issue in the design of ships. The springing and whipping response, which is the hydro-elastic response of the ship, can increase the fatigue damage of the ship. So, these phenomena should be considered in the design stage. However, the current studies on the the application of springing and whipping responses at the design stage are not sufficient. So, in this study, a prediction method was developed using fluid-structural interaction analysis to assess of the fatigue damage induced by springing and whipping. The stress transfer function (Stress RAO) was obtained by using the 3D FE model in the frequency domain, and the fatigue damage, including linear springing, was estimated by using the wide band damage model. We also used the 1D beam model to develop a method to estimate the fatigue damage, including nonlinear springing and whipping by the vertical bending moment in the short-term sea state. This method can be applied to structural members where fatigue strength is weak to vertical bending moments, such as longitudinal stiffeners. The methodology we developed was applied to 325K VLOC, and we analyzed the effect of the springing and whipping phenomena on the existing design.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권5호
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• pp.627-644
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• 2022

In past major earthquakes (1994 Northridge, 1995 Kobe, Chi-Chi 1999, Kocaeli 1999), significant damages occurred in the liquid storage tanks. The basic failure patterns were observed to be the buckling of the tank wall and uplift of the anchorage system. The damages in the industrial facilities and nuclear power plants have caused the spread of toxic substances to the environment and significant fires. Seismic isolation can be used in liquid storage tanks to decouple the structure and decrease the structural demand in the superstructure in case of ground shaking. Previous studies on the use of seismic isolation systems on liquid storage tanks show that an isolation system reduces the impulsive response but might slightly increase the convective one. There is still a lack of understanding of the seismic response of seismically isolated liquid storage tanks considering the fluid-structure interaction. In this study, one broad tank, one medium tank, and one slender tank are selected and designed. Two- and three-dimensional elastomeric bearings are used as seismic isolation systems. The seismic performance of the tanks is then investigated through nonlinear dynamic time-history analyses. The effectiveness of each seismic isolation system on tanks' performance was investigated. Isolator tension forces, modal analysis results, hydrodynamic stresses, strains, sloshing heights and base shear forces of the tanks are compared. The results show that the total base shear is lower in 3D-isolators compared to 2D-isolators. Even though the tank wall stresses, and strains are slightly higher in 3D-isolators, they are more efficient to prevent the tension problem.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권5호
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• pp.361-366
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• 2017

컴퓨팅 아키텍처와 응용 소프트웨어 기술의 발달로 최근에는 근사가 아닌 실제 물리계 모사라는 컴퓨터 시뮬레이션의 궁극 목표가 현실 이슈로 대두되고 있다. 본 논문에서는 미국 정부 주도 슈퍼컴퓨팅 기반 다물리 시뮬레이션 사업의 결과물로 나온 일리노이 대학의 일리노이 록스타라는 유체-구조-연소 연성 해석툴을 활용하여 충격파관 내의 금속판의 미소 시간 운동을 전산모사하고 기존 실험, 해석들과 비교하는 연구를 수행하였다. 전산유동해석은 정렬격자를 기반으로 하였고 구조해석은 대변형 선형탄성을 가정하였다. 또한 강한 연계 시간적분법이 적용된 알고리즘의 고도화로 인해 충격파 내 금속패널에 관한 높은 수준의 실험-계산 상관성을 보였다. 본 연구의 제한적인 검증연구를 확장하여 해석환경 내 추가 모듈들의 검증작업들과 코드개선을 통해 오픈소스 기반 연구개발 도구로서 활용할 예정이다.