• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.151-161
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• 2013

본 논문에서는 입력전압을 감지하지 않는 전류연속/임계동작모드 active power factor correction(PFC) circuit을 제안하였다. 기존의 입력전압을 감지하지 않는 PFC circuit의 경우 출력전류가 낮은 경 부하 조건에서 DCM 동작을 수행하고, 이에 따라 PF가 감소하는 문제가 발생한다. 제안한 PFC circuit은 70KHz의 주파수로 CCM 동작을 수행하고, 경 부하 조건에서 최대 200KHz까지 스위칭 주파수가 가변되는 CRM 동작을 수행하도록 하였다. 이를 통해 경 부하 조건에서 PF가 감소하는 문제를 해결하였다. PFC controller IC는 $0.35{\mu}m$ BCDMOS 공정을 이용하여 제작하였으며, 240W급 PFC prototype을 제작하여 실험하였다. 제안한 PFC circuit은 기존의 PFC circcuit 대비 최대 10%의 역률이 향상되었고, IEC 61000-3-2 Class D 규격에 따른 경 부하 조건에서는 최대 4% 역률이 향상되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.343-348
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• 2012

본 논문에서는 Digital PFC Controller에 적합한 11비트 100KS/s의 Algorithmic ADC를 설계하였다. 설계한 Algorithmic ADC는 PFC controller에 적합한 11비트 해상도를 만족하면서 반복적인 순환구조의 동작으로 인해 전체 크기를 줄일 뿐 아니라 소비 전류를 최소화 할 수 있다. 본 논문의 Algorithmic ADC는 0.18um 1Poly-3Metal의 CMOS 공정으로 제작 되었으며 100KS/s의 동작 속도에 SNDR 66.7dB, ENOB 10.78비트의 성능을 가진다. 또한 소비전류는 5V 전원 전압에서 780uA이며 설계된 ADC의 칩 면적은 $0.27mm^2$이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권3호
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• pp.337-351
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• 2023

In this paper, the shear behavior of soft filling in rectangular-hollow concrete specimens was simulated using the 2D particle flow code (PFC2D). The laboratory-measured properties were used to calibrate some PFC2D micro-properties for modeling the behavior of geo-materials. The dimensions of prepared and modeled samples were 100 mm×100 mm. Some disc type narrow bands were removed from the central part of the model and different lengths of bridge areas (i.e., the distance between internal tips of two joints) with lengths of 30 mm, 50 mm, and 70 mm were produced. Then, the middle of the rectangular hollow was filled with cement material. Three filling sizes with dimensions of 5 mm×5 mm, 10 mm×5 mm, and 15 mm×5 mm were provided for different modeled samples. The parallel bond model was used to calibrate and re-produce these modeled specimens. Therefore, totally, 9 different types of samples were designed for the shear tests in PFC2D. The shear load was gradually applied to the model under a constant loading condition of 3 MPa (σc/3). The loading was continued till shear failure occur in the modeled concrete specimens. It has been shown that both tensile and shear cracks may occur in the fillings. The shear cracks mainly initiated from the crack (joint) tips and coalesced with another one. The shear displacements and shear strengths were both increased as the filling dimensions increased (for the case of a bridge area with a particular fixed length).

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권5호
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• pp.455-466
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• 2020

This paper presents analysis of the interaction between tunnel and Qanat with a particular interest for the optimization of Qanat shape using the discrete element code, PFC2D, and the results will be compared with the FEM results of PLAXIS2D. For these concerns, using software PFC2D based on Discrete Element Method (DEM), a model with dimension of 100m ^⁎ 100 m was prepared. A circular tunnel with dimension of 9 m was situated 20 m below the ground surface. Also one Qanat was situated perpendicularly above the tunnel roof. Distance between Qanat center and ground surface was 8 m. Five different shapes for Qanat were selected i.e., square, semi-circular, vertical ellipse, circular and horizontal ellipse. Confining pressure of 5 MPa was applied to the model. The vertical displacement of balls situated in ground surface was picked up to measure the ground subsidence. Also two measuring circles were situated at the tunnel roof and at the Qanat roof to check the vertical displacements. The properties of the alluvial soil of Tehran city are: γ_dry=19 (KN/㎥), E= 750 (kg/㎠), ν=0.35, c=0.3(kg/㎠), φ=34°. In order to validate the DEM results, a comparison between the numerical results (obtained in this study) and analytical and field monitoring have been done. The PFC2D results are compared with the FEM results. The results shows that when Qanat has rectangular shape, the tensile stress concentration at the Qanat corners has maximum value while it has minimum value for vertical ellipse shape. The ground subsidence for Qanat rectangular shape has maximum value while it has minimum value for ellipse shape of Qanat. The vertical displacements at the tunnel roof for Qanat rectangular shape has maximum value while it has minimum value for ellipse shape of Qanat. Historical shape of Qante approved the finding of this research.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.54-68
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• 2004

본 연구에서는 경제성장기에 고층 구조물 시공에서 널리 사용된 철근콘크리트(RC, Reinforced Concrete) 구조물을 대상으로 발파해체 축소모형실험을 수행하고 전산실험결과와 이를 비교하였다. 발파해체 공법으로는 파괴거동을 비교적 쉽게 확인할 수 있는 점진붕괴공법을 적용하였으며, 축소모형실험은Hobbs(1969)에 의한 축소율의 개념에 따라 차원해석을 실시하여 축소된 강도특성을 계산하였다. 사용재료로는 석고, 모래, 물의 혼합액을 콘크리트 대용으로 사용하였다. 모래와 석고의 중량 비를 다양하게 변화시키면서 이에 따른 강도의 변화를 측정하고 최적의 강도 값을 갖는 배합 비를 결정하였다. 또한 연성을 가지고 있으며 축소강도로 비교할 때 철근과 유사한 특성을 지니는 땜용 납선을 철근대용 재료로 사용하였다. 수치해석 프로그램으로는 요소의 파괴거동을 육안으로 확인할 수 있는 개별 요소법(DEM Distinct Element Method)에 의해 수행되는 상용코드인 PFC2D(Particle Flow Code 2-Dimension)을 사용하였다. 모형의 제작은 실내에서 미리 양생된 부재들을 현장으로 옮겨 연결부만을 타설하여 일체화시키는 방법으로 이루어졌다. 먼저 3차원 무근 콘크리트 라멘 구조의 모형을 설계하고 그 축소 모형을 발파해체하여 그 거동을 촬영하였다. 이를 수치적인 해석과 비교하는 과정을 통해 2차원 해석이라는 한계성은 존재하지만 대체로 유사한 형태의 거동을 보임을 알 수 있었다. 사전해석의 경험과 RC 보의 실내 굴곡 실험결과를 근거로 하여 RC 구조모형의 발파해체 사전해석을 실시하였다. 시차는 200㎳로 하여 점진적으로 붕괴되도록 설계하였다. 모형실험과는 달리 2차원 해석이라는 한계에도 불구하고 900㎳까지 매우 유사한 거동을 보이며 붕괴되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권1호
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• pp.47-54
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• 2005

본 연구에서는 $PFC^{3D}$를 사용하여 시멘트 모르타르와 굵은 골재로 이루어진 콘크리트 기둥의 발파과정에서 나타나는 폭발과 파괴현상을 모사하여 보았다. 폭원모델링 과정에서는 공내입자들의 반경을 팽창/수축시키는 기법을 통해 공벽입자들에 접촉력의 형태로 폭발압력을 부여하는 방법을 사용하였다. 현장 발파실험에서는 철근콘크리트 기둥을 대상으로 초안폭약을 사용하여 발파하고 그 파괴거동을 고속카메라를 이용하여 관찰하였다. 모사과정에서는 철근의 규격과 입자요소의 크기에 따른 해석시간을 고려하여 모르타르와 굵은 골재로 이루어진 콘크리트 기둥을 대상으로 제안된 폭원모델링 기법을 적용하여 해석을 실시하였다. 해석결과 나타난 저항선의 이동속도는 $17\~24\;m/s$로서 실험치 $14\~18\; m/s$를 약간 상회하고 있으나 제안된 폭원모델링 기법을 사용한다면 암석이나 기타 재료들에 대한 발파과정에서 나타는 파괴거동을 수치적으로 보다 유사하게 모사할 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.320-334
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• 2020

본 수치해석연구에서는 국제공동연구프로젝트 DECOVALEX2019의 Task B의 일환으로 PFC3D를 기반으로한 수리역학연계모델을 개발하여 스위스 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층의 유체주입으로 인한 슬립시험을 모사하였다. 이를통해, 개발한 PFC3D 수리역학연계모델이 가진 한계점과 향후 보완할 점을 검토하고자 하였다. PFC3D를 기반으로한 3차원 입자결합모델 내 공극-유동통로모델을 생성하였으며 이를 사용하여 Mont Terri Step 2 단층내 유체주입실험을 모사하였다. 모델링결과 단층대를 따라 주입유체의 유동에 의한 단층대의 변형을 확인하였지만, 관측정에서의 시간에 따른 수압변화는 현장측정치와 부분적으로 일치하는 경향을 확인하였다. 현장측정 관측수압은 초기 유체주입 압력증가에 거의 변화를 보이지 않고 주입수압이 최대치에 도달할때쯤 급격한 증가를 보이는반면, 모델링에서는 주입압력이 증가함에 따라 관측수압도 부드럽게 증가하는 경향을 보였다. 이러한 부분적으로 일치하는 결과의 원인으로는 Mont Terri 현장의 단층을 모사하는 방법에 기인하는 것으로 판단하다. PFC3D에서는 단층을 손상대와 코어균열의 조합으로 모사하였고 단층대의 두께가 약 2 m로 주입유체가 단층대를 통해 유동하도록 모사하였기에 현장에서의 주입유체의 단층내 유동보다 그 유동범위가 크게 모사되었다고 판단한다. 또한, 현장단층에서와 같이 단층내부에 존재하는 충진물질로 인해 단층내 수리유동이 제한되어 국부적으로 과잉공급수압이 형성될 수 있는 기재를 모사하지 못한 점 또한 모델링 결과와 현장측정결과가 부분적으로 일치하는 원인일 수 있다. 단층변형의 경우는 모델링결과와 현장측정결과 유사한 수준으로 일치하는 결과를 확인하였다. 수치모델을 변형하여 단층대의 두께를 감소시키고 단층내 충진 물질의 비균질적인분포를 모사할 수 있는 방법론에 대한 후속 연구를 통해 PFC3D 수리역학연계모델의 유체주입으로 인한 단층활성화 연구로의 적용성을 향상시키는 것을 제안하고 한다.

• 지질공학
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• 제31권3호
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• pp.357-366
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• 2021

암석의 절리면 거칠기 형상에 따른 전단거동은 지반 및 암반 구조물 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 암반 구조물에 대한 설계를 효율적으로 하기 위해서는 절리에 의한 전단거동을 이해하고 정확하게 전단강도를 산정하는 것이 필요하다. 이 연구에서는 암석 절리면 거칠기의 전단거동을 알아보기 위해 Barton and Choubey(1977)가 제안한 10가지 형태의 표준 절리 프로파일 중 절리면 거칠기가 매끄러운 1번(JRC-1)과 거칠기 비교적 큰 7번(JRC-7)과 9번(JRC-9)에 대해 PFC2D를 이용한 수치전단시험을 수행하였다. 그 결과 최대 전단응력은 절리면의 거칠기 진폭이 큰 JRC-7과 JRC-9가 매끈한 JRC-1보다 약 3.2~5.0배 크게 나타났다. 최대 전단변위는 첫 번째 수직응력일 때가 두 번째일 때보다 약 4.1~5.8배 크게 나타났다. 절리면 마찰각은 절리면의 거칠기 진폭이 큰 JRC-7과 JRC-9가 매끈한 JRC-1보다 약 1.8~3.9배 크게 나타났다. 결론적으로 절리면의 거칠기가 커질수록 최대 전단응력과 절리면 마찰각은 증가하는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권5호
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• pp.505-516
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• 2018

In this paper, the effects of particle size and model scale of concrete has been investigated on the failure mechanism of PFC2D numerical models under uniaxial compressive test. For this purpose, rectangular models with same particle sizes and different model dimensions, i.e., $3mm{\times}6mm$, $6mm{\times}12mm$, $12mm{\times}24mm$, $25mm{\times}50mm$ and $54mm{\times}108mm$, were prepared. Also rectangular models with dimension of $54mm{\times}108mm$ and different particle sizes, i.e., 0.27 mm, 0.47 mm, 0.67 mm, 0.87 mm, 1.07 mm, 1.87 mm and 2.27 mm were simulated using PFC2D and tested under uniaxial compressive test. Concurrent with uniaxial test, direct shear test was performed on the numerical models. Dimension of the models were $75{\times}100mm$. Two narrow bands of particles with dimension of $37.5mm{\times}20mm$ were removed from upper and lower of the model to supply the shear test condition. The particle sizes in the models were 0.47 mm, 0.57 mm, 0.67 mm and 0.77 mm. The result shows that failure pattern was affected by model scale and particle size. The uniaxial compressive strength and shear strength were increased by increasing the model scale and particle size.

• 화약ㆍ발파
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• 제42권3호
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• pp.38-48
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• 2024

본 연구는 연납석 분말 성형을 위한 고속고압 동적 압축 기술의 적용성을 평가하기 위함이다. 이를 위하여 자체 개발한 고속고압 동적 압축 장치를 이용하여 분말 성형 시험을 수행하였으며, 그 결과를 분석하였다. 또한 PFC2D 입자유동 해석 프로그램을 이용하여 동적 압축에 따른 연납석 분말 입자의 거동 특성을 분석하였다. 시험 대상 재료인 나주세라믹광산과 부곡광산 연납석 시료에 대하여 주사현미경(SEM) 측정을 통한 정량분석, 맵 분석, 점분석을 실시한 결과, 구성 원소의 중량비는 두 광산 모두에서 산소 > 규소 > 알루미늄 순으로 나타났다. 30 kgf 하중 발사체를 1.5 m 높이에서 약 0.4초의 순간 압축력을 발생시킬 수 있는 고속고압 동적 압축 장치를 이용하여 직경 14.5 mm와 두께 3 mm 크기의 연납석 분말 성형체를 성공적으로 제작하였다. PFC2D를 이용한 연납석 분말에 대한 수치해석을 실시한 결과, 수치모델에서 압축률은 약 56%, 공극률은 16.0%에서 1.0%로 변화되어 시료 내 공극은 거의 존재하지 않은 것으로 분석되었다.