• 한국해안해양공학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.418-428
• /
• 2007

Boussinesq 방정식에 의한 파랑전파의 계산과정 중 파랑의 비선형 상호작용 및 쇄파발생에 의하여 수치잡음이 흔히 발생하며 이 잡음을 적절히 제어하지 않을 경우 해가 급속히 발산하게 된다. 본 연구에서는 계산 중간과정에 주기적으로 적용하여 수치잡음을 제거하기 위한 세가지 형태의 저파수통과 필터(FFT 필터, 가우스 필터, 그리고 Shapiro 필터)의 특성에 대하여 고찰하였다. 경사면 파동장에 대한 기존의 수리실험 결과와 본 수치해석 결과를 비교하고 각 필터의 잡음 제거효과, 주 시그널의 보존성, 그리고 계산 소요시간에 대하여 검토하였다. 그 결과, Shapiro 필터의 매개변수(필터 요소수와 통과수, 그리고 필터적용주기)를 적절히 설정함으로써 계산의 정확성과 효율성을 잘 달성할 수 있는 것으로 나타났다. 적정한 매개변수 선정을 위해서는 다소의 시행착오적 계산이 요구되나 대체적으로 필터 요소수 4에 대하여 50이내의 필터 통과수와 $100{\sim}200$ 시간스텝 정도의 적용주기가 타당한 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
• /
• pp.603-608
• /
• 2004

The paper analyzes a scheme of decontamination of radionuclides from concrete structures, in which rapid microwave heating is used to spall off a thin contaminated surface layer. The analysis is split in two parts: (1) The hygrothermal part of the problem, which consists in calculating the evolution of the temperature and pore pressure fields, and (2) the fracturing part, which consists in predicting the stresses, deformations and fracturing. The rate of the distributed source of heat due to microwaves in concrete is calculated on the basis of the standing wave normally incident to the concrete wall with averaging over both the time period and the wavelength because of the very short time period of microwaves compared to the period of temperature waves and the heterogeneity of concrete. The reinforcing bars parallel to the surface arc treated as a smeared steel layer. The microplane model M4 is used as the constitutive model for nonlinear deformation and distributed fracturing of concrete. The aim of this study is to determine the required microwave power and predict whether and when the contaminated surface layer of concrete spalls off. The effects of wall thickness, reinforcing bars, microwave frequencies and power are studied numerically. As a byproduct of this analysis, the mechanism of spalling of rapidly heated concrete is clarified.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제13권6호
• /
• pp.573-588
• /
• 2017

The earthquake input is required when the soil-structure interaction (SSI) analysis is performed by the direct finite element method. In this paper, the earthquake is considered as the obliquely incident plane body wave arising from the truncated linearly elastic layered half space. An earthquake input method is developed for the time-domain three-dimensional SSI analysis. It consists of a new site response analysis method for free field and the viscous-spring artificial boundary condition for scattered field. The proposed earthquake input method can be implemented in the process of building finite element model of commercial software. It can result in the highly accurate solution by using a relatively small SSI model. The initial condition is considered for the nonlinear SSI analysis. The Daikai subway station is analyzed as an example. The effectiveness of the proposed earthquake input method is verified. The effect of the obliquely incident earthquake is studied.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.1330-1336
• /
• 2007

본 연구는 미기압파 해석에 필요한 각종계수의 도출 및 해석결과의 신뢰성을 검증하기 위한 목적이 있다. 본 실험에 사용된 터널 주행 열차모형 실험 장치는 1/60축척으로 제작 되었으며, 열차는 KTX 차량 모델의 제원에 맞추어 10량 1편성으로 제작된 모형을 사용하였다. 터널의 다면적은 $107.9m^3$ 와 $95.1m^3$를 적용하고, 터널연장은 1km, 0.78km, 0.5km를 적용하였고, 열차속도는 275, 300, 325, 350km/h로 변화시켜 실험 하였다. 실험 장치는 유압발사 시스템으로 열차모델 유압 발사기터널모델 제동장치로 구성된다. 모형열차의 속도는 터널입구 전방 및 출구 부 갱구에서 각각 1.2m지점에서 설치한 속도 감지기에 의해서 측정되며, 터널 내부의 압력변동은 압력센서를 터널의 입구, 중앙, 출구부에 설치하여 연속적으로 측정 하였다. 측정결과 터널입구에서 발생한 압력파의 압력기울기는 터널을 전파하면서 비선형효과에 의해서 증가하거나 확산작용에 의해서 압력기울기가 감소하는 것을 알 수 있었고, 미기압파 저감 대책을 위해 터널입구에 종류별 각각 설치하여 출구부에서 발생되는 미기압파를 비교분석하여보았다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.331-340
• /
• 2000

본 연구의 목적은 하천에서의 실시간 범람위험도 해석을 위해서 DAMBRK 모형과 Kalman filter를 연계한 수치모형을 개발하는데 있다. 본 모형은 1차원 동역학 방정식의 비선형 유한차분 근사해인 음해법을 기본으로 하고 있다. 추계학적 추정법으로서 최적의 갱신 예측치를 얻기 위해 확장된 Kalman filter 기법을 사용하였다. 이 과정은 확정론적 모형에 의한 예측치를 Kalman filter gain factor에 의해 보정된 실시간 관측치와 조합함으로써 수행되었다. 홍수범람위험도는 하도단면의 기하형상과 Manning 조도계수의 변동성을 고려하여 Monte Carlo 모의를 적용하여 예측되었다. 본 모형은 1990년 9월과 1995년 8월의 남한강 홍수에 적용하여 검증하였다. Kalman filter에 의한 해석은 이 기간 동안에 확정론적 해석결과와 비교하여 실측자료와 잘 일치되는 양상이 나타났으며, 이에 따라 제방의 월류위험도를 모의된 홍수위와 제방고를 비교함으로써 얻을 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.34-42
• /
• 2011

지구온난화로 인한 태풍 강도 증가와 장기해수면 상승에 대처하기 위하여 호안 및 방파제의 마루높이를 고정식으로 증가시키는 것이 일반적이다. 그러나 이와 같은 대처방식은 월파저지에는 효과적이나 수변공간의 바다 조망권을 저하시키는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 황천 시에 전개시키고 평상 시 격납하여 월파저지와 조망권 확보 기능을 동시에 달성할 수 있는 일종의 동적 가변형 구조물인 고무막체 파라펫의 개발을 시도하였다. 본 구조물은 순전히 공기의 주입 및 배출에 의하여 제어되는 무인 작동 구조물로서 해황에 따라 원격제어가 가능하다. 고무막체 파라펫의 여러 최적형상이 도출되었으며 비선형 유한요소 프로그램을 사용한 수치해석 및 수리모형실험을 통하여 이들 파라펫들의 전개 및 격납 과정, 그리고 월파발생시의 거동 및 구조적 안정성을 검토하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.313-325
• /
• 2011

황해 조석모의를 위한 유한요소 격자체계가 h-상세화에 의해 구축되어 이전연구(서, 1999b) 14 K 절점에 비해 210 K로 연안지역 해상이 특별하게 고려되었다. 격자생성시 인접절점간 수심변화, 무차원 조석파장비가 고려되어 전체절점의 약 1/4이 수심 5 m 내외 연안역에 집중적으로 분포되었다. 수심에 ETOPO1 및 30초 정밀자료가 적용되었고 개방경계에 FES2004로부터 자동추출된 8대분조가 정의되었다. 조석모의에는 비선형 3차원 조화모형이 수립되었으며, 연직난류와 바닥마찰계수의 변화에 따른 서해연안의 조석확폭이 모의되었고, 8대분조 및 $M_4,$ $MS_4$ 등 비선형 천해조석과 $M_f$ 및 $M_{sf}$의 장주기 등이 재현되었다. 천문조뿐만 아니라 비선형 항의 반복에 의해 계산되는 천해조 해석결과에 마찰계수의 공간적변화가 미치는 영향이 지대하여, 조석 주기별로 다른 값을 적용하는 것이 제시되었다. 조석 비대칭성 분포를 파악하고자 진폭비 $M_4/M_2$와 위상차 $2g(M_2)-g(M_4)$를 계산하였는데, 우리나라 서해연안에 조석왜곡 비율이 0.2에 다다르는 등 천해역 특성이 뚜렷하며 목포해역 전면에 폭넓은 낙조우세가 재현되었다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양공학회 2003년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.204-212
• /
• 2003

As the first step to investigate the nonlinear interactions between turbulence and marine structures inside a viscous NWT, a LES technique was applied to the turbulent channel flow for $Re_{T}=150$, in this paper. The employed models were 4 types, such as the Smagorinsky model, the Dynamic SGS model, the Structure Function model and the Generalized Normal Stress model. The simulated data in time-series for the LESs were averaged in both time and space and performed statistical analysis. And results of the LESs were compared with those of a DNS developed in the present study and two spectral methods by Yoon et al.(2003) & Kim et al.(1987). It seems to be quite difficult to evaluate their performances to the present problem, but is seen that the accuracy of LESs are still related to the number of grids(or fine grid size).

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제32권3호
• /
• pp.237-246
• /
• 1999

자유수면 흐름의 모의를 위한 유한요소모형이 동수역학적 흐름방정식과 collocation 유한요소법에 의해 모의하였다. collocation 기법은 Hermite 다항식을 가진 접합점에서 적용이 되며, 메크릭스 방정식은 skyline 기법에 의해 해석하였다. 본 연구 모형은 마찰이 없는 수평수로에서의 정상도수, 비선형 표면전파 그리고 댐 파괴해석에 적용하였다. 계산결과 Bubnov-Galerkin 과 Petrov-Galerkin 기법과 비교하였다. 실제하천에 대한 적용성을 검토하기 위해서 북한강 유역에 적용하여 해석하였는데, 계산결과는 유량수문곡선에 있어서 기존의 DWOPER 모형의 결과와 일치하였다. Collocation 기법은 개수로 흐름에서의 점변 및 급변 부정류흐름을 모의하기 위해서 적절한 기법임을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.41-46
• /
• 2005

본 연구에서는 자유수면 위를 고속으로 항주하는 트랜섬 선미를 채택한 선박에 의하여 발생되는 선박주위 및 트랜섬 선미 끝단에서의 비선형 자유수면 경계조건을 만족하는 자유수면에서의 유동 및 파형을 해석하는 수치해석기법에 대하여 연구하고 포텐셜 유동해석기법인 랜킨소오스 패널법을 사용하여 선체주위 유동해석 프로그램을 개발하였다. 개발된 수치해석 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 고속선인 Athena선형, KCS(KRISO container ship)선형에 대하여 수치해석을 수행하였으며, 그 결과를 모형시험에 의하여 계측된 실험결과와 서로 비교하였다.