• 제목/요약/키워드: PFC-3D

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3차원 입자 결합 모델에서 콘크리트의 일축압축실험 모사 적용성 연구 (A Study for the Adaptation of Simulation of Uniaxial Compressive Strength Test for Concrete in 3-Dimensional Particle Bonded Model)

  • 이희광;전석원
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.147-156
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    • 2008
  • 콘크리트의 일축압축실험에서 축하중이 발생함에 따라 새로운 균열이 발생하고 이 균열의 확장이 파괴의 주된 원인이 되는 경우가 대부분인데 이는 입자 결합 모델에서 입자간의 결합이 파괴되어 해석 대상체의 균열 모사와 유사하게 해석될 수 있어 콘크리트의 표준 공시체에 대하여 일축압축실험의 모사 가능성을 연구하였다. 그러나 입자 결합 모델은 해석 대상체를 입자간의 집합체로 모사하기 때문에 입자간의 결합을 결정하는 미시변수에 의해서 해석 대상의 거시물성이 변하게 되어 이들 변수간의 정량적인 관계를 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서 사용된 접촉 결합 모델에서는 총 8개의 미시변수가 있어 이들 변수와 일축압축실험결과 나오는 거시물성-탄성계수, 일축압축강도, 포아송비-와 콘크리트의 압축파괴거동에 관련이 있는 균열 개시 응력과 일축압축강도와의 비로서 5개의 거시물성에 대하여 부분배치법 및 회귀분석을 통하여 이들 간의 정량적인 관계를 도출하였고 그 결과 일축압축강도를 가정한 가상시료 및 조사 자료로부터 얻은 일축압축강도를 비교적 잘 모사할 수 있었다. 또한 해석을 수행한 공시체의 응력-변형률 곡선이나 응력 수준별 균열 발생의 빈도 및 파괴거동을 관찰한 결과 일반적인 콘크리트의 일축압축하중 하에서의 파괴거동과 상당부분 유사함을 보여 입자 결합 모델을 이용하여 콘크리트 공시체에 대한 일축압축실험을 잘 모사할 수 있다고 본다.

Analysis and Design of a DC-Side Symmetrical Class-D ZCS Rectifier for the PFC of Lighting Applications

  • Ekkaravarodome, Chainarin;Thounthong, Phatiphat;Jirasereeamornkul, Kamon;Higuchi, Kohji
    • Journal of Power Electronics
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    • 제15권3호
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    • pp.621-633
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    • 2015
  • This paper proposes the analysis and design of a DC-side symmetrical zero-current-switching (ZCS) Class-D current-source driven resonant rectifier to improve the low power-factor and high line current harmonic distortion of lighting applications. An analysis of the junction capacitance effect of Class-D ZCS rectifier diodes, which has a significant impact on line current harmonic distortion, is discussed in this paper. The design procedure is based on the principle of the symmetrical Class-D ZCS rectifier, which ensures more accurate results and provides a more systematic and feasible analysis methodology. Improvement in the power quality is achieved by using the output characteristics of the DC-side Class-D ZCS rectifier, which is inserted between the front-end bridge-rectifier and the bulk-filter capacitor. By using this symmetrical topology, the conduction angle of the bridge-rectifier diode current is increased and the low line harmonic distortion and power-factor near unity were naturally achieved. The peak and ripple values of the line current are also reduced, which allows for a reduced filter-inductor volume of the electromagnetic interference (EMI) filter. In addition, low-cost standard-recovery diodes can be employed as a bridge-rectifier. The validity of the theoretical analysis is confirmed by simulation and experimental results.

절리면의 방향, 절리선 길이 및 광주 형상비가 광주 강도에 미치는 영향 분석 (The Change of Pillar Strength due to Joint Dip Angles, Total Trace Length and Width-to-Height ratio of a Pillar)

  • 최지원;이용기;송재준
    • 터널과지하공간
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    • 제30권3호
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    • pp.226-241
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    • 2020
  • 지하 광산 공동의 안전성은 광주의 강도와 밀접한 관계가 있다. 광주의 강도를 알고 있다면 광주의 위험성을 판단할 수 있고 그에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다. 광주의 강도는 광주 내에 존재하는 불연속면의 특성과 광주의 형상에 영향을 받는다. 본 연구에서는 광주를 관통하는 불연속면과 광주의 종횡비, 광주 내부에 존재하는 소규모의 내포 절리에 따른 강도 변화를 PFC 3D를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 광주의 강도는 불연속면의 경사각에 영향을 받으며, 광주의 폭이 넓어질수록 강도가 증가하고 내포 절리의 수가 증가할수록 강도가 감소함을 확인하였다. 내포 절리로 인해 광주 표면에 나타나는 절리선 길이의 총합과 광주 강도와의 관계를 지수 함수로 회귀한 결과, 두 인자 사이의 높은 상관계수를 얻었다. 따라서 하나의 절리군이 존재할 때, 지수 함수식을 통해 절리선 길이의 총합으로부터 광주의 강도를 예측할 수 있다. 마지막으로 경사각이 60°, 30°인 두 절리군이 존재할 때 절리선 길이의 총합으로부터 광주 강도를 추정할 수 있는 식을 제시하였다.

플라즈마 발파의 폭력과 지반진동특성 (Analysis of Energy and Ground Vibration of Plasma Blasting)

  • 이경운;박철환;신중호;류창하
    • 터널과지하공간
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    • 제7권4호
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    • pp.267-273
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    • 1997
  • Rock fragmentation with plasma blasting technique has advantageous properties in contrast to the conventional blasting method in controlling of flying rocks and ground vibrations, when residents are complaining or surrounding structures stay in protection from blasting operations. The experiences show in urban construction works that the plasma blasting is the most possible method to prevent damages and minimize adverse environmnetal impacts. The fragmentation energy level is evaluated by numerical simulation using PFC-2D for various drill hole pattern and tested accordingly to get the feasibility. The energy output of plasma blasting system has been improved to a level of 1 MJ, which can break a 2~3 ㎥ granite boulder or 1.5 m height bench face. Measurements are carried out to get the ground vibration level and propagation equation, so that the control of the blasting operations can be performed more precisely and safely.

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Physical and Particle Flow Modeling of Shear Behavior of Non-Persistent Joints

  • Ghazvinian, A.;Sarfarazi, V.;Nejati, H.;Hadei, M.R.
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 2011년도 추계 총회 및 창립 30주년 기념 심포지엄
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    • pp.3-21
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    • 2011
  • Laboratory experiments and numerical simulations using Particle Flow Code (PFC2D) were performed to study the effects of joint separation and joint overlapping on the full failure behavior of rock bridges under direct shear loading. Through numerical direct shear tests, the failure process is visually observed and the failure patterns are achieved with reasonable conformity with the experimental results. The simulation results clearly showed that cracks developed during the test were predominantly tension cracks. It was deduced that the failure pattern was mostly influenced by both of the joint separation and joint overlapping while the shear strength is closely related to the failure pattern and its failure mechanism. The studies revealed that shear strength of rock bridges are increased with increasing in the joint separation. Also, it was observed that for a fixed cross sectional area of rock bridges, shear strength of overlapped joints are less than the shear strength of non-overlapped joints.

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Complex analysis of rock cutting with consideration of rock-tool interaction using distinct element method (DEM)

  • Zhang, Guangzhe;Dang, Wengang;Herbst, Martin;Song, Zhengyang
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제20권5호
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    • pp.421-432
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    • 2020
  • Cutting of rocks is very common encountered in tunneling and mining during underground excavations. A deep understanding of rock-tool interaction can promote industrial applications significantly. In this paper, a distinct element method based approach, PFC3D, is adopted to simulate the rock cutting under different operation conditions (cutting velocity, depth of cut and rake angle) and with various tool geometries (tip angle, tip wear and tip shape). Simulation results showed that the cutting force and accumulated number of cracks increase with increasing cutting velocity, cut depth, tip angle and pick abrasion. The number of cracks and cutting force decrease with increasing negative rake angle and increase with increasing positive rake angle. The numerical approach can offer a better insight into the rock-tool interaction during the rock cutting process. The proposed numerical method can be used to assess the rock cuttability, to estimate the cutting performance, and to design the cutter head.

쇄석다짐말뚝에 발생하는 간극막힘 저감방안에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Prevention of Clogging in Granular Compaction Pile)

  • 정재원;이승준;박노원;천병식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.43-51
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    • 2013
  • 현재 연약지반 처리에 있어 장기침하 및 부등침하, 지지력 부족으로 인한 지반 전단파괴 및 허용 침하량 초과 등과 같은 지반공학적 문제점들을 보완하고자 연약지반의 침하 저감 및 지지력 증대, 압밀촉진을 목적으로 SCP 공법과 GCP 공법이 대표적으로 적용되고 있다. 그러나 압밀촉진효과 즉, 두 다짐말뚝의 배수능 차이에 대해서는 아직 충분히 규명되지 않을 뿐 아니라 특히 실무에서는 GCP 공법의 간극막힘 현상을 최소화시키기 위한 노력으로 소정 비율의 모래를 혼입하여 다짐말뚝을 적용하고 있지만, 이 또한 정량적으로 명확하게 규명되어 있지 않고 경험적인 방법으로 수행되고 있는 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 SCP와 GCP, GCP에 소정의 모래를 혼합한 형태의 공법에 대한 압밀촉진효과를 비교 평가하기 위하여 각각의 다짐말뚝이 적용된 복합지반에 먼저 대형직접전단시험을 수행하여 큰 지지력을 나타낼 것으로 기대되는 배합비를 산정하여, PFC3D를 활용한 개별요소법과 MIDAS GTS를 활용한 유한요소해석을 수행하여 간극막힘 현상을 저감할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 대형직접전단시험 결과, 배합비쇄석:모래가 70:30에서 가장 큰 지지력이 기대되는 것으로 추정되며 수치해석을 수행한 결과, 기존 쇄석다짐말뚝에 소정의 모래를 혼입함으로써 지지력 확보와 간극막힘 현상 저감 및 간극수를 더 빨리 배출하여 연약지반을 더 빨리 안정화할 수 있을 것으로 사료된다.

지반입도조건에 따른 지반함몰 가능성 평가 및 수치해석적 검증 (Evaluation of Land Subsidence Risk Depending on Grain Size and Verification using Numerical Analysis)

  • 이종현;진현식;백용;윤형석
    • 지질공학
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    • 제27권2호
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    • pp.133-141
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    • 2017
  • 본 연구에서는 지반함몰의 실질적 원인인 토립자 유실에 의한 함몰 가능성을 판단하기 위해 댐설계 시 활용되고 있는 코어재와 필터재의 입도 차이에 의한 필터조건을 굴착공사 주변의 지반조건에 대한 평가 조건으로 응용하였다. 이를 위해 여러 제안자들이 실험 등을 통해 제안한 필터 기준을 확인하였으며, 이 중 미공병단에서 제안한 필터조건을 이용하여 지반입도 조건에 따른 지반함몰 가능성을 판단해 보았다. 이를 통해 사용자가 지반조사 정보로부터 획득한 지반입도조건을 이용하여 빠르게 지반함몰 가능성을 판단할 수 있는 평가도표를 작성하였으며, 다양한 굴착 주변의 지층 변화에 따른 지반함몰 가능성을 쉽게 평가해 볼 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 입자유동 과정을 모사하기 위해 PFC3D 프로그램을 활용하였으며, 이것은 단순 지하수위 저하에 의한 지반침하 경향을 판단하는 것이 아니라 실질적인 토립자 유실에 의한 지반함몰 예측 및 평가가 지반입도조건을 통해 이루어질 수 있고 이를 수치해석 적으로 검증할 수 있음을 나타낸다.

담자균류의 약효 성분의 개발에 관한 연구

  • 김병각;권지연;복진우;최웅칠
    • 한국응용약물학회:학술대회논문집
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    • 한국응용약물학회 1993년도 제2회 신약개발 연구발표회 초록집
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    • pp.141-141
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    • 1993
  • 말징버섯 Calvatia craniformis의 culture broth 40 liter를 여과하여 얻은 균사채를 열수 추출하여 진한 갈색 건조분말(Fr. A) 13.1g을 분리하였다. Fr. A에 대하여 DEAE-cellulose ion chromatography를 시행하여 중성분획인 흰색 분말 (Fr. B) 2.50g을, 산성분획인 갈색 분말 (Fr. C) 3.50g을 각각 분리하였다. Fr. B 500mg에 대하여 Sepharose CL-4B gel filtration chromatography를 시행하여 흰색분말 Fr. D(Calvatan) 350mg을 분리하였다. Calvatan 350mg에 대하여 Con A-Sepharose 4B affinity chromatography를 적용하여 미흡착 분획인 Fr. F($\alpha$-form)와 흡착 분획인 Fr. E ($\beta$-form)로 정제하였다. 항암작용의 기전을 구명하고자 마우스에 대하여 면역학적 실험을 시행하였다. macrophage의 활성에 대한 영향을 조사하였던 바, 투여군의 활성화된 macrophage에 의해 유리되는 superoxide anion의 양은 대조군에 비해 1.4배 증가하였고 Calvatan 투여군의 용혈반 형성세포(PFC)는 대조군에 비해 3.1배 증가하였다. 화학 분석에 의해, Calvatan은 다당체 87.2%, 단백질 1.8% 및 hexosamine 1.3%로 구성되어 있었다. 따라서 항암성 분획들은 protein-bound polysaccharide임을 알 수 있었다. 또한 각 분획의 다당체를 구성하고 있는 단당류는 glucose, galactose, mannose 및 xylose 였으며 단백질 부분은 16종의 아미노산으로 구성되어 있었다. IR 스펙트럼은 3300-3400 $cm^{-1}$에서 0-H stretching frequency, 2900 $cm^{-1}$ 에서 C-H stretching frequency, 1630 $cm^{-1}$ 에서 C-0 stretching frequency. 1000-1100 $cm^{-1}$에서 C-H 및 C-0 bending frequency를 나타내는 다당체의 전형적인 특성을 보여주었다.을 보여주었다.

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축소모형실험과 입자결합모델 해석을 통한 철근 콘크리트 구조물의 발파해체 거동에 관한 비교 분석 (A Study on the Behavior of Blasting Demolition for a Reinforced Concrete Structure Using Sealed Model Test and Particle Flow Analysis)

  • 채희문;전석원
    • 화약ㆍ발파
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    • 제22권1호
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    • pp.33-43
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    • 2004
  • 본 연구에서는 철근콘크리트(reinforced connote) 구조물에 대해 발파해체 축소모형실험을 수행하고 이를 전산실험결과와 비교하였다. 적용된 발파해체 공법은 파괴거동을 비교적 쉽게 확인할 수 있는 점진붕괴공법이며, 차원해석(Hobbs(1969))을 실시하여 축소모형실험에 적용될 강도특성을 계산하였다. 이에 따라 석고, 모래, 물의 혼합하여 콘크리트를 대용할 재료로 사용하였으며, 연성을 지니며 축소강도가 철근과 유사한 땜용 납선을 철근 대용 재료로 사용하였다. 이 때 모래와 석고의 중량 비를 다양하게 변화시키면서 이에 따른 강도의 변화를 측정하고 최적의 강도 값을 갖는 배합 비를 결정하여 사용하였다. 모형의 제작은 실내에서 미리 양생된 부재들을 현장으로 옮겨 연결부만을 타설하여 일체화시키는 방법으로 구조물을 축조하였다. 축소모형실험을 전산실험결과와 비교하기 위하여 요소의 파괴거동을 육안으로 확인할 수 있는 개별요소법에 의해 수행되는 상용코드인 PFC2D(Particle Flow Code 2-Dimension)를 사용하여 전산해석을 수행하였다. 먼저 3차원 무근 콘크리트 라멘 구조의 모형을 설계하고 그 축소모형을 발파해체하여 거동을 촬영하였다. 이를 전산실험결과와 비교하여 2차원 해석의 한계는 존재하나 대체로 유사한 형태의 거동을 보임을 알 수 있었다. 그리고, 무근 콘크리트 라멘 구조 해석의 경험과 철근콘크리트 보의 실내 굴곡실험결과를 근거로 하여 철근콘크리트 구조모형의 발파해체 사전해석을 실시하였다. 그 결과, 2차원 해석이라는 한계에도 불구하고 900ms 까지는 거의 유사한 거동을 보이며 붕괴됨을 확인하였다.