• 물과 미래
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• 제21권2호
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• pp.173-182
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• 1988

St. Venant식에서 상대적으로 마찰경사항이 크고 연속적 파형이 유입하는 경우와 급격한 불연속 부위를 가진 충격파가 유입하는 경우에 유한차분 수치해의 특성을 비교하였다. 그 결과 단일 증감파에는 Keller Box 해법이 $0.5{\leq}{\theta}{\leq}1.0$, ${\theta}+{\psi}$=1로 두 매개변수를 정했을 때 정확도와 효율성, 안전성의 측면에서 가장 좋았다. 그러나 충격파에서는 Preissmann 형태의 매개변수 ${\psi}$(=0.5)를 사용하여야만 안정하였다. Lax-Wendroff, Richtmyer 해법은 Leap Frog에 비해 안정성에서, Lax-Fredrich 해법에 비해 정확성에서 더 좋은 방법임이 단일 증감파의 수치실험에서 나타났고, 충격파에서는 Lax-Fredrich가 다른 양해법들에 비해 과도한 수치적 dissipation을 Leap Frog은 느린 질량전달을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권1호
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• pp.33-42
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• 2017

We present in this paper a finite element formulation for nonlinear torsional analysis of 3D beams with arbitrary composite cross-sections. Since the proposed formulation employs a continuum mechanics based beam element with kinematics enriched by the extended St. Venant solutions, it can precisely account higher order warping effect and its 3D couplings. We propose a numerical procedure to calculate the extended St. Venant equation and the twisting center of an arbitrary composite cross-section simultaneously. The accuracy and efficiency of the proposed formulation are thoroughly investigated through representative numerical examples.

• 물과 미래
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• 제29권1호
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• pp.163-179
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• 1996

본 연구에서는 일차원 St. Venat 방정식을 이용하여 한강 하류부(고안-인도교 구간)의 홍수류 특성을 분석하였다. 유한차분 모형인 NETWORK모형을 이용하여 운동량 방정식의 각항(국부가속도항, 대류가속도항, 압력항, 중력항, 마찰항)의 절대적 크기와 상대적 크기를 비교 분석하였다. 분석결과 국부가속도항과 대류가속도항이 작게 나타나고 중력항, 압력항, 마찰항 등이 대부분의 구간에서 크게 나타나서 이 세 항이 흐름을 결정하는 주요 항임을 확인할 수 있었으며 수문곡선의 상태와 하도구간에 따라서는 국부가속도항과 대류가속도항의 상대적인 비율이 무시할 수 없을 정도로 크게 나타나서 이 구간에서는 동역학적 모형이 적절한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권8호
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• pp.761-772
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• 2008

본 연구의 목적은 수공학 분야에서 수치해석이 난해한 문제를 해결하기 위한 모형을 개발하고, 해석해가 존재하는 다양한 수치실험, 즉 하상과 하폭이 함께 변하는 점변부정류 조건에서의 검증, 하상경사가 변화하는 세가지 정상상태 조건의 문제, 그리고 해석해가 있는 마찰하상에 적용함으로써 개발된 모형의 적용성을 검증하기 위한 것이다. 모형의 지배방정식은 보존 법칙을 만족하는 Saint-Venant 적분형 방정식이며, Riemann 해법에 의한 유한체적법이 사용되었다. 질량 및 운동량의 흐름율 계산에 HLL Riemann 근사해법이 사용되었고, 시간-공간에서 2차정확도를 위하여 MUSCL-Hancock 기법이 사용되었다. 본 연구에서는 비선형의 흐름율과 생성항과의 균형을 위하여, 중력과 흐름방향 하폭의 변화로 인한 정수압력에 의한 생성항을 차분하는 새롭고 간편한 기법을 소개하였다. 수치실험 모의결과는 개발된 모형이 생성항을 포함한 다양한 흐름조건에서 정확하고, 견고하며, 매우 안정적임을 보여주고, 또한 수공학 분야에서 일차원 적용에 적합한 모형임을 보여준다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.404-410
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• 2011

1차원 개수로 부정류의 수치 해석을 위하여 Taylor-Galerkin 기법의 유한요소법을 St. Venant 방정식의 차분에 적용하였다. 단일 수로에서 수문의 닫힘에 의한 배수문제와 3개 이상 하도가 만나는 합류점을 포함하는 수지상(dendritic) 하천 네트워크에 적용하고 그 결과를 기존에 제시된 유한차분법, 유한요소법 등의 수치기법과 비교하였으며 매우 잘 일치함을 확인하였다. 본 연구에서 적용한 기법은 연속방정식과 운동량방정식을 순차적으로 해석해 나가기 때문에 적용이 간편하며, 최종적으로 삼대각 행렬과 합류점의 적합조건을 위한 최소한의 요소를 포함하기 때문에 삼대각 행렬의 연산 방법을 적용할 수 있어 계산 측면에서 빠르고 안정적이다. 또한, 행렬의 저장을 위한 메모리 측면에서 경제적이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.465-475
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• 2010

곡선교량시스템에서 거더는 편심하중이 없어도 교량이 가지는 곡률 자체로 인하여 휨 및 비틀림 거동을 하게 된다. 휨과 비틀림을 동시에 받는 강/콘크리트 합성 박스거더는 St. Venant 비틀림에 의해 콘크리트 바닥판에 발생하는 사인장 응력에 의해 그 극한강도가 제한된다. 합성 박스거더의 극한강도를 얻기 위하여 유한요소해석 패키지 프로그램 ABAQUS을 이용하여 재료 및 기하 비선형성뿐 아니라 콘크리트 균열후 거동 등이 고려된 비선형해석을 수행하였다. 또한 구조해석 이론에 근거한 해석적 방법론으로 합성 박스거더의 휨과 비틀림에 대한 극한강도 상호 작용이 고려된 수식을 유도하여 수치해석 결과와 비교하였다. 휨 거동에 의해 정모멘트 구간 박스거더 상부에 발생하는 종방향 압축응력은 바닥판 콘크리트의 전단강도를 일정부분 향상시켜 결과적으로 전체 박스거더의 비틀림강도가 향상되는 효과가 확인되었다. 유한요소해석 및 구조해석 이론 전개의 결과에 근거하여 강합성 박스거더의 극한강도 상호작용을 예측하는 간편한 형태의 수식이 제안되었다.

• 물과 미래
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• 제28권4호
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• pp.185-194
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• 1995

강우-유출모형의 유도와 적용에 고려되야할 규모문제를 검토하여 모형의 지형매개변수와 해상도간의 관계를 분석하고자 한다. 일반적으로 지형인자들의 측정과 계산은 주어진 정보의 해상도에 의존하며 또한 민감하다. 따라서 지형인자를 적용하는 강우-유출 모형은 분석에 이용한 해상도의 영향을 반영할 수 있어야 한다. 본 연구에서 유도된 강우-유출모형은 규모문제가 고려될 수 있는 GIUH 모형으로 이 모형은 유역의 수문응답을 하도망응답과 사면응답으로 분리하여 모의한다. 하도망응답의 계산은 선형화된 St. Venant 식으로부터 유도한 확산근사법을 이용하였고 사면응답은 2모수 gamma 분포식을 사용하였다. 하도망의 지형적 특성과 응답의 초기분포는 폭함수에 의하여 나타내어진다. 본 연구에서는 규모문제를 고려하여 Fractal 이론 및 Melton의 지형법식을 이용하여 폭함수를 유도한국였고 이를 유원위치함수를 이용하여 가중치를 부가하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권2호
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• pp.221-238
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• 2016

One of the objectives of this study is to implement the direct calculation of the torsional moment of inertia for non-circular cross-sections, which is based on the St. Venant torsion formulation and the finite element method. Recently the proposed method provides a unique calculation of the torsional rigidity of simply and multiply connected cross-sections. Next, free vibration analyses of cylindrical and non-cylindrical helices with non-circular cross-sections are solved by a curved two-nodded mixed finite element based on the Timoshenko beam theory. Some thin-thick closed or open sections are handled and the natural frequencies of cylindrical and non-cylindrical helices are compared with the literature and the commercial finite element program SAP2000.

• 한국농공학회지
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• 제36권3호
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• pp.60-66
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• 1994

This paper is to validate the proposed models for the real-time forecasting for the Keum river estuary dam such as tidal-level forecasting model, one-dimensional unsteady flood routing model, and Kalman filter models. The tidal-level forecasting model was based on semi-range and phase lag of four tidal constituents. The dynamic wave routing model was based on an implicit finite difference solution of the complete one-dimensional St. Venant equations of unsteady flow. The Kalman filter model was composed of a processing equation and adaptive filtering algorithm. The processng equations are second ordpr autoregressive model and autoregressive moving average model. Simulated results of the models were compared with field data and were reviewed.

• 한국농공학회지
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• 제36권3호
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• pp.67-73
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• 1994

This paper is to validate the proposed models for the real-time forecasting for the Keum river estuary dam such as tidal-level forecasting model, one-dimensional unsteady flood routing model, and Kalman filter models. The tidal-level forecasting model was based on semi-range and phase lag of four tidal constituents. The dynamic wave routing model was based on an implicit finite difference solution of the complete one-dimensional St. Venant equations of unsteady flow. The Kalman filter model was composed of a processing equation and adaptive filtering algorithm. The processng equations are second ordpr autoregressive model and autoregressive moving average model. Simulated results of the models were compared with field data and were reviewed.