• 한국해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.16-25
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• 2005

The effect of vertical riser support system on the dynamic behaviour of a classical spar platform is investigated. Spar platform generally uses buoyancy-can riser support system, but as water depth gets deeper the alternative riser support system is required due to safety and cost issues. The alternative riser support system is to hang risers off the spar platform using pneumatic cylinders rather than the buoyancy-can. The existing numerical model for hull/mooring/riser coupled dynamics analysis treats riser as an elastic rod truncated at the keel (truncated riser model), thus, in this model, the effect of riser support system can not be modeled correctly. Due to this reason, the truncated riser model tends to overestimate the spar pitch and heave motion. To evaluate more realistic global spar motion, mechanical coupling among risers, guide frames and support cylinders inside of spar moon-pool should be modeled. In the newly developed model, the risers are extended through the moon-pool by using nonlinear finite element methods with realistic boundary condition at multiple guide frames. In the simulation, the vertical tension from pneumatic cylinders is modeled by using ideal-gas equation and the vertical tension from buoyancy-cans is modeled as constant top tension. The different dynamic characteristics between buoyancy-can riser support system and pneumatic riser support system are extensively studied. The alternative riser support system tends to increase spar heave motion and needs damper system to reduce the spar heave motion.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.4274-4281
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• 2023

Blanket is of vital importance for engineering application of the fusion reactor. Nuclear heat deposition in materials is the main heat source in blanket structure. In this paper, the three-dimensional method for thermal-hydraulics/neutronics coupling analysis is developed and applied for the full-scale module of the helium-cooled ceramic breeder tritium breeding blanket (HCCB TBB) designed for China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR). The explicit coupling scheme is used to support data transfer for coupling analysis based on cell-to-cell mapping method. The coupling algorithm is realized by the user-defined function compiled in Fluent. The three-dimensional model is established, and then the coupling analysis is performed using the paralleled Coupling Analysis of Thermal-hydraulics and Neutronics Interface Code (CATNIC). The results reveal the relatively small influence of the coupling analysis compared to the traditional method using the radial fitting function of internal heat source. However, the coupling analysis method is quite important considering the nonuniform distribution of the neutron wall loading (NWL) along the poloidal direction. Finally, the structure optimization of the blanket is carried out using the coupling method to satisfy the thermal requirement of all materials. The nonlinear effect between thermal-hydraulics and neutronics is found during the blanket structure optimization, and the tritium production performance is slightly reduced after optimization. Such an adverse effect should be thoroughly evaluated in the future work.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.627-634
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• 2004

이 연구에서는 벽식 구조 아파트 건물을 대상으로 장변 방향 내력벽 시스템의 내진 성능을 평가하기 위하여 1/3 축소모형시험체를 제작하여 정적반복가력실험을 실시하였으며, 실험결과와 비선형 해석결과로부터 내력벽 시스템의 거동 특성과 내진성능에 대한 평가 결과 및 논의를 다루고 있다 일반적으로 내력벽구조시스템은 초기강성 및 항복강도는 매우 크지만, 변형능력이 부족한 것으로 인식되고 있지만 실험결과에 의하면 지붕층 부재각 $2.0\%$까지 급격한 강도 저하를 보이지 않고 안정된 이력거동을 보여주고 있다. IDARC 5.0을 사용하여 수행한 비선형 해석결과는 시험체의 하중-변위 관계를 양호하게 예측할 수 있는 수준이라고 판단하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.36-41
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• 2016

본 논문에서는 다중재난하중을 받는 인접건물의 동적응답에 대한 연결제어기법의 제어성능을 수치해석적인 방법을 사용하여 검토하였다. 이를 위하여 강진지역인 LA 지역의 지진하중과 강풍지역인 찰스턴 지역의 풍하중을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 인공 지진하중과 풍하중은 ASCE 7-10을 바탕으로 생성하였고 인공지진하중은 SIMQKE을 사용하여 작성하였으며 인공풍하중은 Kaimal Spectrum을 이용하여 작성하였다. 10층 및 20층의 인접구조물을 예제구조물로 사용하였고 비선형 이력댐퍼를 이용하여 연결제어를 하였다. 비선형 이력댐퍼를 간편하게 모형화하기 위하여 주로 MR 감쇠기를 모형화 할 때 사용하는 Bouc-Wen 모델을 사용하였다. 비선형 이력댐퍼는 10층에만 설치한 경우와 1층에서 10층까지 모든 층에 설치한 경우에 대해서 고려하였다. 각 층에 사용하는 댐퍼의 개수를 증가시킨 파라메터 스터디를 수행하였고 지진하중 및 풍하중에 대한 최적의 성능을 보이는 설계안을 검토하였다. 수치해석결과 비선형 이력댐퍼를 이용한 연결제어를 통하여 다중재난 하중에 대한 인접건물의 동적응답을 효과적으로 저감시킬 수 있었고 각각의 재난하중에 대한 최적설계결과가 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한 연결되는 감쇠기를 과도하게 사용하면 오히려 구조물의 응답을 증가시킬 수 있으므로 주의 깊은 설계과정이 필요함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권8호
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• pp.543-556
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• 2016

본 연구에서는 5 MW 급 대형 풍력터빈 절연커플링의 시험평가 장치를 자체설계 개발하였다. 3 MW 급 대형 풍력터빈용 절연커플링에 대한 공인성능시험평가를 수행하고 시험장치에 대해서는 개발요구도, 장치설계, 기능적 고려사항, 구조진동해석 및 검토 결과를 제시하였다. 본 연구에서 고려한 대형 풍력용 절연커플링 모델과 같이 필라멘트와인딩 공법으로 제작된 두꺼운 유리섬유 복합재 파이프의 경우 shell 요소 기반의 유한요소 해석기법과 두께 효과를 정확하게 모델링 할 수 있는 복합재 적층형 3D solid 모델링 기법의 비교결과를 제시하였다. 또한 다수의 판스프링이 적층된 형태로 제작된 디스크팩 구조에 대한 효과적인 비선형 유한요소 해석기법을 제시하고 시험평가 결과와 비교 검증을 수행하였다.

• Wind and Structures
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• 제25권5호
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• pp.415-432
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• 2017

The nonlinear aerodynamic instability of a tensioned plane orthotropic membrane structure is theoretically investigated in this paper. The interaction governing equation of wind-structure coupling is established by the Von $K\acute{a}rm\acute{a}n's$ large amplitude theory and the D'Alembert's principle. The aerodynamic force is determined by the potential flow theory of fluid mechanics and the thin airfoil theory of aerodynamics. Then the interaction governing equation is transformed into a second order nonlinear differential equation with constant coefficients by the Bubnov-Galerkin method. The critical wind velocity is obtained by judging the stability of the second order nonlinear differential equation. From the analysis of examples, we can conclude that it's of great significance to consider the orthotropy and geometrical nonlinearity to prevent the aerodynamic instability of plane membrane structures; we should comprehensively consider the effects of various factors on the design of plane membrane structures; and the formula of critical wind velocity obtained in this paper provides a more accurate theoretical solution for the aerodynamic stability of the plane membrane structures than the previous studies.

• 한국해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.111-121
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• 1997

The spectral energy balance model is composed and the nonlinear interaction is approximated by the discrete interaction parameterization as in WAM model. The numerical results of durational limited growth test agree very well with those of the exact model, EXACT-NL. The response of a wave spectrum to a change in wind direction is investigated numerically for a sequence of direction changes 30$^{\circ}$ , 45$^{\circ}$ , 60$^{\circ}$ , 90$^{\circ}$ . The high frequency components relax more repidly to the new wind direction than the low frequency components and the relaxation process also depends on the wave age. For wind direction changes less than 60$^{\circ}$ , the coupling by nonlinear interaction is so strong that the secondary peak in input source distribution is counteracted by the negative lobe of the nonlinear interaction. For wind direction changes grater than 60$^{\circ}$ , a second independent wind-sea spectrum is generated in the new wind direction, while the old spectrum gradually decays as swell.

• Coupled systems mechanics
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• 제3권2호
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• pp.195-211
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• 2014

When strong seismic forces act on reinforced concrete structures, their beam-column connections are very susceptible to damage during the earthquake event. The aim of this numerical work is to evaluate the influence of the internal steel reinforcement array on the nonlinear response of a RC beam-column connection when it is subjected to strong cyclic loading -as a seismic load. For this, two specimens (extracted from an experimental test of 12 RC beam-column connections reported in literature) were modeled in the Finite Element code FEAP considering different stirrup's arrays. In order to evaluate the nonlinear response of the RC beam-column connection, the 2D model takes into account the nonlinear thermodynamic behavior of each component: for concrete, a damage model is used; for steel reinforcement, it is adopted a classical plasticity model; in the case of the steel-concrete bonding, this one is considered perfect without degradation. At the end, we show a comparison between the experimental test's responses and the numerical results, which includes the distribution of shear stresses and damage inside the concrete core of the beam-column connection; in the other hand, the effects on the connection of a low and high state of confinement are analyzed for all cases.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.505-517
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• 2008

휨지배 거동을 나타내는 세장한 이중강판합성벽의 비탄성 거동을 예측하기 위하여 비선형 수치해석 모델이 연구되었다. 수치해석의 편리를 위하여, 제안된 모델은 비교적 단순한 모델을 가지고 비탄성 거동을 근사적으로 예측할 수 있는 거시적 모델로 개발되었다. 휨지배 거동을 나타내는 벽체에 대해서는 다중평행요소 모델이 사용되었으며, 깊은 연결보의 전단거동을 위하여 X형 대각요소 모델이 사용되었다. 각 요소의 주기거동을 예측하기 위하여 콘크리트 및 강판 요소에 대한 간략화된 일축의 주기모델을 제안하였다. 제안된 해석모델은 1자형 및 T형 단일벽과 병렬벽에 적용하였으며, 그 결과는 기존의 실험결과와 비교되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.577-585
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• 2006

본 연구에서는 비선형 전단변형을 고려할 수 있는 Timoshenko보 이론을 정식화 하였다. 제안된 모델은 전단변형을 고려하므로서 짧은 기둥이나 전단 지배 기둥에서 일반적인 Bernoulli보 이론 보다 합리적인 결과를 보여준다. 단면은 층상화 모델을 이용하였으며, 층상화 단면 모델은 단면을 분활하여 소성화 진행과정을 관찰할 수 있으며 축력과 모멘트의 상호작용을 알 수 있다. 정식화한 요소는 일반적인 철근 콘크리트 부재의 해석을 위해 유한요소 프로그램에 적용하였다. 철근콘크리트 기둥의 해석을 실험결과와 비교하였고, 철근콘크리트 기둥에 대한 거동특성을 분석하였다.