• 제목/요약/키워드: Spacing factor

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파동방정식 수치해의 일관성에 관한 연구 (A Study on Consistency of Numerical Solutions for Wave Equation)

  • 편석준;박윤희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제19권3호
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    • pp.136-144
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    • 2016
  • 탄성파 자료의 역산은 파동방정식에 기초하고 있으므로 파동방정식의 해를 정확하게 구하는 것이 가장 중요하다. 특히, 전파형역산은 파동장 전체를 이용하기 때문에 정문제에 해당하는 모델링이 정확하게 이루어져야 신뢰할 수 있는 결과를 얻게 된다. 파동방정식의 수치해를 구하는 대표적인 기법인 유한차분법과 유한요소법은 해의 수렴성을 보장할 수 있어야 하는데, 해의 수렴성은 이론적으로 일반화된 증명이 되어 있으나 실제 문제에 적용할 경우 일관성과 안정성을 분석해야 한다. 모델링 결과의 일관성은 송신원 함수의 구현이 매우 중요한 부분인데, 유한차분법은 디랙 델타 함수(Dirac delta function)를 나타낼 때 격자 간격으로 표준화된 싱크 함수(sinc function)를 사용해야 하는 반면 유한요소법은 격자 간격에 관계없이 기저함수 값을 사용하면 된다. 주파수 영역 파동방정식을 사용할 경우 송신 파형 함수의 스펙트럼을 정확하게 표현하기 위해 샘플링 이론으로 정의되는 시간 간격보다 더 조밀한 샘플링 간격을 사용하고 나이퀴스트(Nyquist) 주파수보다 더 높은 주파수를 최대 주파수로 사용해야 한다. 또한, 복소 각주파수를 사용하는 경우 감쇠 파동방정식을 만족하기 위해서는 송신 파형 함수를 먼저 감쇠한 후 사용해야 한다. 이러한 요건들이 모두 만족되었을 때 신뢰할 수 있는 역산 알고리즘 개발이 가능하다.

회수 가능 CANDU 사용후핵연료 처분터널에 대한 열 해석 (Thermal Analysis of a Retrievable CANDU Spent Fuel Disposal Tunnel)

  • 차정훈;이종열;최희주;조동건;김상녕;윤범수;지준석
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.119-128
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    • 2008
  • 본 연구에서는 사용후핵연료 회수성과 처분밀도를 향상시킨 새로운 CANDU 사용후핵 연료처분시스템의 열해석을 수행하였다. 제안된 CANDU 사용후핵연료 처분방식 에서는 사용후핵연료의 회수성을 향상시키기 위해 일정 기간 동안 터널에 자연대류를 이용하여 저장하며, 처분밀도 향상을 위해 개선된 CAHDU 사용후핵연료 처분용기를 이용하고 있다. 제안된 CANDU 사용후핵연료 처분방식의 열적 안전성을 검토하고자 ANSYS 10.0 CFX 코드를 사용하여 시스템 전체의 정상상태 열 해석을 2단계로 나누어 수행하였다. 1단계에서는 터널간격이 처분터널 내부 온도에 미치는 영향을 분석하기 위해 터널 간격에 따른 처분터널 내벽온도 변화를 계산하였다. 계산 결과 99%의 붕괴열이 대류에 의해 냉각되는 것을 확인하였고, 이로 인해 터널 간격은 처분터널 내부 온도에 거의 영향을 주지 않았다. 2단계 계산에서는 터널간격 60 m에서 환기 설비를 고려한 처분터널의 내벽온도를 계산하였고, 이 결과는 처분터널 내부 처분용기의 표면온도를 구하기 위해 사용되었다. 계산결과, 처분용기의 표면온도는 최대 $119^{\circ}C$, 평균 $79.9^{\circ}C$로 계산되었다. 처분용기 최대온도에 따른 처분용기 내부 바스켓 피복재 최대온도는 $140.9^{\circ}C$로 계산하였으며, 이는 피복재 열적 특성을 고려하였을 때 충분한 열적 안전성을 가지고 있다고 판단되었다.

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멀티로터형 비행체의 후류 상호작용을 고려한 공력 및 공력소음 해석 연구 (Study for Aerodynamic and Aeroacoustic Characteristics of Multirotor Configurations Considering the Wake Interaction Effect)

  • 고정우;김동욱;이수갑
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권7호
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    • pp.469-478
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    • 2019
  • 수직이착륙기(VTOL) 및 도심 항공 모빌리티와 같은 멀티로터형 비행체는 높은 기동성을 바탕으로 오늘날 널리 활용되고 있다. 멀티로터는 다수의 로터로 구성되어 후류 상호작용이 활발히 발생하고, 이로 인해 멀티로터의 공기역학 및 공력음향학적 특성이 단일 로터와 큰 차이를 보인다. 본 연구에서는 자유 후류 격자 기법 해석자를 활용하여 멀티로터의 후류 상호작용 효과를 규명하고자 하였다. 다양한 비행체와 운용조건의 비교를 위하여, 제자리 비행에서 로터 간격에 따른 효과와 전진 비행에서 전진비 및 전진 방향에 따른 효과를 확인하였다. 제자리 비행 시 후류 및 로터 사이의 상호작용으로 비정상 하중이 발생하였으며, 로터 사이 간격이 줄어들수록 하중 변화폭이 증가하였다. 이는 비정상 하중 소음을 발생시키고 소음 지향성에 변화를 가져온다. 전진 비행 시, 비행 방향에 따라서 비정상 하중 및 소음 특성에서 차이를 보인다. 단일 로터 해석 결과와 비교하였을 때, 멀티로터의 각각의 로터는 상대적 위치에 따라서 하중 소음의 크기와 지향성이 다르다. 결론적으로 후류 상호작용 효과에 대한 분석은 다양한 멀티로터 형상과 운용조건의 공력 및 공력소음 해석에 필수적이다.

한글꼴의 속공간 넓이가 가독성에 미치는 영향: 외부 속공간을 중심으로 (The Effect on Legibility of the Inner Space Width of Hangeul Characters: Focusing on the Outer Space Width)

  • 전은선;김성계
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제22권7호
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    • pp.498-510
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    • 2022
  • 한글은 창제된 이후 다양한 글꼴과 만나면서 아름답고 풍부한 미감을 형성해 왔고, 문자의 형태가 주는 심리적인 기제는 정보 전달에 중요한 요인이 된다. 이에 글꼴을 형성하는 여러 요인 중에 속공간을 조사하면서 "속공간 넓이"라는 새로운 한글 글꼴 용어의 개념을 개발하고, 이를 적용한 글꼴의 변화가 가독성에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. [실험1] 본문 중에서 한글꼴의 외부 속공간 넓이가 가독성에 어떤 영향을 미치는가에 대한 실증적 분석을 시도했다. 문단을 이루는 요인중 글자 크기, 글자의 장평, 글줄 사이, 글자 사이, 글자 모양에 의한 외부 속공간 넓이는 윤명조 110~160으로 구성되었고, 윤명조110의 속공간 넓이가 26.83%로 가장 넓게 나타났다. 이는 외부 속공간 넓이가 넓으면 가볍고, 밝고, 후퇴하는 느낌으로 나타나고 여백과 혼합되어 전체적으로 "밝은 회색 톤"을 형성하는 요인으로 작용했다. 외부 속공간 넓이가 좁으면 무겁고, 어둡고, 진출하는 느낌으로 나타나고 여백을 압도하여 전체적으로 '어두운 덩어리'를 형성하는 요인으로 작용했다. [실험2] 속공간을 구성하는 요인과 평가 지표를 도출하기 위하여 전문가 심층 인터뷰를 실시하였다. 이에 속공간 넓이는 선호도와 피로도에 영향을 주며, 이해도와 속도에 연관이 되는 복합적인 요소라고 평가했다. 본 연구는 한글꼴의 속공간에 대한 기존 연구가 부재한 현실에서 "속공간 넓이"의 개념을 이용한 가독성에 미치는 영향을 실증적으로 검토하였고, 향후 글꼴 개발에 적극적으로 활용되기를 기대한다.

3차원 절리계 모사를 통한 대규모 암반비탈면 파괴블록크기 추정방법 (Estimation Method of Key Block Size on a Large Scale Rock Slope by Simulation of 3-D Rock Joint System)

  • 김동휘;정혁일;김석기;이우진;류동우
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권10호
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    • pp.97-107
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    • 2007
  • 대규모 암반비탈면은 소규모 암반비탈면과 달리 파괴블록의 크기를 사면전체로 가정했을 경우 비합리적인 안정성 평가가 이루어질 가능성이 매우 크다. 즉, 파괴블록의 크기에 따라서 안전율, 절리면 강도정수 등이 변하기 때문에 대규모 비탈면의 경우에는 공학적인 방법으로 파괴 가능 블록크기 평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 연구대상 부지의 절리조사자료를 이용하여 절리의 방향성(joint orientation) 및 절리간격(joint spacing) 통계분석, 3차원 절리발생 강도(joint intensity)분석 등의 과정을 거쳐 3차원 절리계를 생성한 후, 이를 이용하여 파괴가능 블록(failure block) 크기를 분석하였다. 분석결과 파괴유발이 우려되는 블록은 33개가 관찰되었으며, 최소크기 1.4m, 최대크기 38.7m, 평균크기 15.2m로 나타났다. 또한, 3차원 절리계 생성과정에서 발생되는 절리자료를 활용하여 확률론적해석, 2, 3차원 불연속체해석 등에 직접적으로 활용할 수 있었다.

유효횡구속압력 감소계수를 사용한 RC 기둥의 횡보강근량 평가 (The Volumetric Ratio of Transverse Reinforcement of R/C Columns Considering Effective Lateral Confining Reduction Factor)

  • 김종근;안종문;신성우
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.311-318
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    • 2009
  • 본 연구는 고축력과 반복횡력을 받는 초고강도 RC 띠철근 기둥의 실험적 연구를 수행하였다. 콘크리트 압축강도 100 MPa 초고강도 RC 띠철근 기둥의 횡보강근의 양을 제안하는 것이다. 철근콘크리트 구조물의 실제 보를 스터브로 이상화한 1/2개 층의 기둥 실험체를 계획하여 1/3 크기의 19개 실험체를 제작하였다. 주요 변수는 축력비, 횡보강근의 형상 및 체적비로 하였다. 실험 결과, 띠철근 기둥의 강도와 연성은 횡보강근의 형상과 체적비의 영향을 받는 것으로 나타났으나, 무엇보다 축력비에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타나 초고강도 콘크리트 기둥의 횡보강근량 설계를 위해서는 축력비에 따른 적절한 횡보강근의 형상으로 보다 합리적인 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 또한, 초고강도 철근콘크리트 기둥의 충분한 연성확보를 위하여 최소한의 변위연성능력 4이상을 확보할 수 있도록 설계식을 제안하였다. 따라서 이는 축력비와 함께 횡보강근의 형상, 간격 및 주근의 개수 등을 고려한 유효횡구속감소계수 (${\lambda}^c$)를 적용한 것이므로 횡보강근량 산정시 보다 합리적일 것으로 판단된다.

목재수확계획을 위한 집재거리 계산방법중 포인트그리드방법과 버퍼링방법의 비교분석 (Comparison of a Point-Grid-Method and a Buffering-Method to Calculate Skidding Distance for Timber Harvest Planning)

  • 박수규;강건우
    • 한국산림과학회지
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    • 제97권6호
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    • pp.611-616
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    • 2008
  • 본 연구는 목재수확작업에서 GIS를 이용하여 실제 평균집재거리를 산출하기 위한 과정으로 최단 평균집재거리 계산방법 중에서 포인트그리드방법과 버퍼링방법을 비교분석하기 위하여 국립산림과학원 산림생산기술연구소의 시험림을 대상으로 조사하였다. 조사면적은 264.9 ha, 임도밀도는 32.67 m, 임도간격은 306.1 m였으며, 양방향집재일 경우 임도망보정계수(Kn)는 1.53이고, 이론적인 평균집재거리는 72.52 m로 조사되었다. 포인트그리드방법을 이용한 최단평균집재거리는 149.57 m, 버퍼링방법을 이용한 최단평균집재거리는 139.68 m이며, 집재거리보정계수(Kr)는 2.15, 전체보정계수(Kg)는 3.29이고, 실제평균집재거리는 251.51 m로 산출되었다. 경사도 55% 이하의 완 중경사지에 동양트랙터를 투입할 경우 집재경비는 경사도 25% 이하에서는 11,808원, 25~55%에서는 12,336원으로 계산되었으며, 급경사지역인 경사도 55% 이상에서 Koller 303을 투입할 경우 집재경비는 10,020원으로 계산되었다.

무근콘크리트 해체시 무소음화학팽창제의 최소요구팽창압 예측 (Prediction of the Minimum Required Pressure of Soundless Chemical Demolition Agents for Plain Concrete Demolition)

  • 김경진;조황기;손동우;구재현;이재하
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.251-258
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    • 2018
  • 도심지나 문화재가 인접한 지역 등의 소음, 진동 등 기존 발파해체 공법이 제한적인 조건에서 사용할 수 있는 구조물 해체공법으로 무소음화학팽창제(soundless chemical demolition agent, SCDA)를 이용한 공법이 있다. 그러나 SCDA의 사용에 대한 기준이나 가이드라인에 참고될 만한 연구는 미미한 실정이다. 이 연구에서는 실내실험을 수행하여 강관의 길이, 외부수분차단, 수화열 발산 등의 다양한 조건에 따른 SCDA의 팽창압 발현 특성을 확인하였다. 또한 SCDA의 최소요구팽창압 예측을 위한 해석모델(자유단 1면, 고정단 3면의 직사각형 모델)을 개발하고 주요변수해석(홀 간 거리, 콘크리트 압축강도)을 수행하였다. 이 연구의 해석결과를 활용하여 자유단으로부터 콘크리트 구조물의 박락을 효과적으로 유도할 수 있을 것으로 판단된다.

유한요소해석에 의한 측방이동 방지효과에 대한 연구 (A Study on the Prevention Effect of Lateral Movement by Finite Element Analysis)

  • 박춘식;노태경
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권12호
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    • pp.71-82
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    • 2018
  • 본 연구는 측방이동으로 인한 구조물의 안정성에 영향을 주는 각 인자(성토 높이, 성토부로부터 지하매설물까지의 이격 거리, 연약지반의 깊이, 연약지반의 압축지수 및 팽창지수)별에 대한 합리적이고 경제성 있는 보강길이를 제시하였다. 이러한 결과들을 토대로 각 인자들의 영향 정도를 파악하고, 어떠한 인자가 측방이동에 가장 영향을 미치는가를 파악하였다. 유한요소 해석프로그램을 이용하여 연약지반 상에 성토가 이루어지는 경우의 단면을 모델링하여 해석을 수행하였으며, 연약지반의 보강은 심층혼합공법(DCM)을 이용하였다. 그 결과 성토 높이 증가에 따른 보강길이의 증가율은 약 9~50%, 연약지반 심도 증가에 따른 보강길이의 증가율은 약 13~30%, 성토부로부터 지하 매설물의 이격 거리 감소에 따른 보강길이의 증가율은 약 7~25%, 압축지수 증가에 따른 보강길이의 증가율은 약 3~25%로 나타났다. 또한 각 인자별로 서로에 대한 영향성을 분석하였다. 그 결과 연약지반 심도의 보강길이 최대 최소 기울기비는 이격거리 변화에 큰 영향을 받았으며 이외의 인자들은 연약지반 심도의 변화에 따라 최대 최소 기울기 비가 큰 영향을 받았다. 한편 연약지반의 심도가 깊어질수록 성토높이에 따른 보강길이의 최대-최소기울기의 비는 3.75, 이격 거리에 따른 보강길이의 최대-최소기울기의 비는 4.3, 압축지수에 따른 최대-최소기울기의 비는 2.5로 나타났다. 이를 통해 세 개의 인자는 연약지반의 심도에 대한 영향을 크게 받는 것으로 확인되었다.

축소모형시험을 통한 공동이 근접터널 굴착에 미치는 영향평가 (Influence of the Existing Cavern on the Stability of Adjacent Tunnel Excavation by Small-Scale Model Tests)

  • 정민철;황정순;김종섭;김승욱;백승철
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권12호
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    • pp.117-128
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    • 2014
  • 일반적으로 기존 터널이나 공동 등에 근접하여 터널을 시공하는 경우에 기존 공동과 터널간의 간섭이 발생하며 이로 인한 영향을 최소화하기 위하여 이격거리를 터널의 폭 이상으로 유지하도록 일부시방서 등에 권고안이 제시되어 있는 상태이다. 이와같이 공동이나 구조물 등에 근접한 터널은 지반 상태 및 공동의 크기, 보조공법 등을 고려하여 결정하여야 하며, 지반이 연약한 상태에서는 근접도에 따라 민감한 반응을 나타내고 변형량도 크게 나타나므로 지반조건을 고려한 터널계획이 이루어져야 한다. 설계단계에서 공동이 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하기 위해 현장측정, 수치해석, 모형시험 등의 방법이 고려될 수 있으며, 이 중에서 모형시험(Scaled model test)은 결과를 가시적으로 나타낼 수 있을 뿐 아니라, 수치해석과 비교를 통해 거동을 보다 상세하고 현실적으로 예측 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 공동에 인접하여 터널 굴착이 이루어지는 경우, 계획단계에서 실제 거동을 예측하기 위한 모형시험 방법과 시험 시 고려사항들에 대해 고찰하고 실제 시험 결과와 수치해석 결과의 비교를 통해 제안된 기법의 적정성을 평가하였다. 또한 터널 굴착 시 터널 주변에 분포하는 공동의 이격거리에 따른 영향이 적절히 반영되는지 여부를 파악하기 위해 공동과 터널간 이격거리를 0.25D, 0.50D, 1.00D, Network 상태 분포 시로 가정한 일련의 모형시험을 수행하였으며, 공동이 없는 조건과 비교하여 제안된 방법의 적정성을 확인하였다. 추가적으로 축소모형시험 결과의 타당성 검증을 위한 목적으로 시험조건을 반영한 수치해석을 수행하였으며, 수치해석 결과와 모형시험 결과의 비교 검증을 수행하였다. 모형시험 및 수치해석 결과 이격거리 1.0D는 공동과 터널이 독립적인 거동을 보이는 한계거리로 평가되었다.