• Computers and Concrete
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• 제5권4호
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• pp.329-342
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• 2008

A local behavior law, which includes elasticity, plasticity and damage, is developed in a three dimensional numerical model for concrete. The model is based on the Discrete Element Method (DEM)and the computational implementation has been carried out in the numerical Code YADE. This model was used to study the response of a concrete slab impacted by a rigid missile, and focuses on the extension of the compacted zone. To do so, the model was first used to simulate compression and hydrostatic tests. Once the local constitutive law parameters of the discrete element model were calibrated, the numerical model simulated the impact of a rigid missile used as a reference case to be compared to an experimental data set. From this reference case, simulations were carried out to show the importance of compaction during an impact and how it expands depending on the different impact conditions. Moreover, the numerical results were compared to empirical predictive formulae for penetration and perforation cases, demonstrating the importance of taking into account the local compaction process in the local interaction law between discrete elements.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.591-604
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• 2009

This paper presents some important issues in modeling rock behaviour around an underground opening at depth which characterized as stress-induced fractural failure of rock. Unlike other conventional modeling approaches, stress-induced rock failure is highly complex process due to its own heterogeneous and discrete natures. Because of this complexity, many researchers has been struggled to mimic such processes as close as possible to reality with various approaches in both analytical, and numerical approaches for past few decades. Such approaches which are based on continuum mechanics, analytical fracture mechanics, and DEM(Discrete Element Method) were explored in this paper, and fundamental shortcomings for each approaches were illustrated here. In addition, DEM approach using $PFC^{2D}$(Particle Flow Code) was also implemented and illuminated in this paper and discuss the improvement and considerations for the future research.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.232-239
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• 2016

본 연구에서는 아직까지 수치해석에서 적용할 수 없었던 식생대의 거동에 따른 파랑감쇠를 수치적으로 검토하기 위하여 파동장모델(LES-WASS-2D)과 개별요소법(DEM)의 양방향 연성해석기법을 개발하였다. 본 논문에서 적용하는 양방향 연성해석기법의 타당성 및 유효성을 확보하기 위하여 식생을 이용한 파랑감쇠 특성에 관한 수리모형실험결과와 비교 분석하였다. 식생대의 높이, 분포, 간격 및 입사파랑조건에 따른 거동 및 파랑감쇠특성을 수치적으로 분석하였으며, 식생대의 높이가 길어질수록, 분포가 늘어날수록, 간격이 좁아질수록 3~4%정도 파랑감쇠에 효과적인 것을 확인하였다. 이로써 본 연구에서 개발한 연성 수치모델이 식생대의 거동에 따른 파랑감쇠 예측에 적용 가능한 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1337-1341
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• 2007

최근의 이상기후 등에 의해 도시유역에서의 강우가 증가하게 되면, 홍수유출량의 증가를 야기하고 이로 인하여 하천이 월류하거나 제방이 붕괴되고, 배수시스템을 통한 배수가 불량하게 되어 침수피해가 발생하게 된다. 도시지역 홍수피해는 주거지역으로 확장되어 주택을 파손시키고 경우에 따라서는 인명손실을 일으키기도 한다. 특히 도시지역에서는 인구와 각종 시설들이 집중되어 있기 때문에 일단 침수가 발생하게 되면 막대한 피해가 발생한다. 이러한 도시홍수 피해를 줄이기 위해서, 홍수 범람에 대한 예측이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 Link와 Node로 구성된 개개의 요소가 해당지점을 대표하도록 구성되는 비정형 격자기반의 침수해석 모형을 개발하였고, 비정형 격자기반 침수해석모형의 적용성을 검증하기 위해 일방향 경사유역 및 DEM기반 침수해석 모형과 비교하였다. DEM기반 침수해석 모형과의 비교를 위해 SWMM 모형을 이용하여 배수시스템에서 월류되는 유량을 산정하였고, 월류된 유량이 전파되어 가는 과정을 해석하기 위하여 먼저 흐름을 수로형과 위어형 흐름으로 구분하였다. 다음으로 내부의 위상관계를 분석하여 각 Link와 Node에 고유번호를 지정하고 각 Link에 연결된 Node번호들을 지정하여 침수해석을 실시하였다. DEM기반 침수해석 모형과 비정형 격자기반 침수해석 모형을 적용한 침수해석 결과에 대하여 GIS Tool을 이용하여 대상유역에 대한 입력자료를 구축하고, 모의 결과를 도시함으로써 두 침수해석 모형의 비교 및 분석을 실시하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권6호
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• pp.435-440
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• 2010

사석 방파제와 같은 불연속 구조물의 안정 해석이 수행되었다. 파랑장의 계산에는 CADMAS-SURF를 이용하고 마운드의 변형 해석에는 개별요소법을 이용하였다. 파랑장과 구조물 변형과의 상호작용을 고려하였고, 마운드를 구성하는 요소의 다양성에서 비롯되는 물성치들을 고려하기 위해 스프링계수, 점성, 마찰계수를 몬테카를로법에 의해 랜덤하게 입력하였다. 또한 수치해석 결과를 검증하고 해석 모델의 타당성을 검토하기 위해 모형실험을 실시했다. 모형실험에서는 마운드를 구성하는 요소로써 유리구를 이용했고, 실험결과와의 비교를 위하여 요소의 크기를 수치해석의 모델요소와 일치시켰다. 그 결과 수치해석결과와 모형실험결과가 정성적으로 일치했으며, 본 해석 모델의 타당성이 검증되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.163-176
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• 2017

개별요소법(Discrete Element Method, DEM)은 토목공학 등 입자형태의 재료를 다루는 분야에서 다양하게 이용된다. 본 연구에서는 DEM 기법에 근거한 입자 역학 전용 해석 상용 소프트웨어를 사용하여 면판형 토압식 쉴드TBM 굴착성능을 평가하기 위한 수치 해석을 수행하였다. TBM에 대한 해석은 커터헤드의 회전속도가 다른 두 가지 조건에 대해 수행되었다. 해석 모델의 직경은 6.64m이며 6개의 스포크를 갖는 것으로 작성되었다. 또한, 37개의 프리커터와 98개의 스크래퍼가 각 스포크에 모델링 되었다. 해석결과를 통해, 커터헤드면과 쉴드, 절삭 도구에 작용하는 압축력과 커터헤드면에서 발생하는 저항 토크의 크기를 검토하였으며 스크루 오거를 통해 배출되는 토사량에 대해서는 각각 단위 시간당 배토량과 누적 배토량을 검토하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제13권4호
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• pp.50-66
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• 2010

본 논문에서는 보다 합리적이고 객관적인 토석류 방재대책 수립에 도움을 주기 위하여 고정밀 LiDAR DEM을 이용한 GIS 기반의 토석류 시뮬레이션 방법을 제시하였다. 매우 극단적인 산악지형 분포를 보이는 강원도 평창군 일원을 연구대상지역으로 설정하고, 유한차분법을 적용한 GIS 기반의 수치해석 프로그램을 이용하여 토석류의 발생 가능성을 시뮬레이션 하였다. 그 후 해석된 토석류 시뮬레이션 결과의 신뢰성을 검증하기 위하여 동일한 대상지역에 대하여 SINMAP 및 지형해석 방법에 의한 토석류 해석을 수행하고, 그 해석결과를 본 연구에서 제안된 GIS 기반의 토석류 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제2권3호
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• pp.161-176
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• 2010

Discrete Element Method (DEM) simulations were developed to investigate the effectiveness of geosynthetic reinforcement and the effectiveness of maintenance techniques performed on a simulated ballast bed subjected to dynamic loading. The results from four samples subjected each one to a total of 425 load cycles are presented: one unreinforced and unmaintained sample, one unmaintained but reinforced sample, one unreinforced sample subjected to maintenance in the form of stoneblowing after 200 load cycles, and one unreinforced sample subjected to maintenance in the form of tamping after 200 load cycles. The obtained values of permanent deformation as a function of the applied number of load cycles for the four cases are presented together allowing a comparison of the effectiveness of each technique. Moreover, snapshots of the simulated track sections are presented at different moments of the simulations. The simulations indicated that the geosynthetic reinforcement may not be beneficial for the analyzed case while stoneblowing was the most effective maintenance technique.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.659-665
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• 2016

풋월 비탈면 설계 시 해석시간이 짧고, 간편하여 한계평형법을 주로 이용하였으나, 쟁기형태파괴를 모사하기에는 어려움이 따른다. 따라서, 본 연구에서는 2차원 DEM (Distinct Element Method) 해석프로그램인 UDEC을 이용해 수치해석을 수행하여 풋월 비탈면에서 발생되는 쟁기형태파괴에 미치는 영향인자를 분석하였다. 매개변수분석은 암반절리(층면절리, 공액절리, 비탈면의 하단에 위치한 절리)의 구조 및 암반절리상태 등을 변경하여 수행하였으며, 비탈면의 안전율은 강도감소법(Strength Reduction Method)을 이용하여 산정하였다. 수치해석 결과를 통해 쟁기형태파괴는 공액절리(conjugate joint)의 경사각에 주로 의존하고 있음을 확인할 수 있었으며, 층리의 한계간격 및 슬래브의 한계길이가 공액절리의 경사각에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 비탈면 보강을 포함한 풋월 비탈면의 최적설계 및 시공에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.82-86
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• 2005

Numerical methods to estimate behaviors of jointed rock mass can be roughly divided into two methods : continuous and discontinuous model. Generally, distinct element method(DEM) is applied in discontinuous model, and finite element method(FDM) or finite difference method(FDM) is utilized in continuum model. To predict a behavior of discontinuous model by DEM, it is essential to understand characteristics of joints developed in rock mass through field tests. However, results of field tests can not provide full information about rock mass because field tests are conducted in limited area. In this paper, discontinuous analysis by UDEC and continuous analysis by FLAC are utilized to estimate a behavior of a tunnel in jointed rock mass. For including discontinuous analysis in continuous analysis, joints in rock mass is considered by reducing rock mass properties obtained by RMR and decreasing shear strength of rock mass. By comparing and revising two analysis results, analysis results similar with practical behavior of a tunnel can be induced and appropriate support system is decided.