• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.261-268
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• 2018

본 연구에서는 홍수총량을 시간에 따라 분포시키는 단순홍수범람해석 모형인 SIMOD(Simplified Inundation MODel)를 이용하여 도심지 침수분석을 실시하고자 하였다. 기존의 침수분석 모형들은 입력자료 구축이 어렵고, 분석시간이 오래 걸리는 등의 단점을 가지고 있다. SIMOD는 다중흐름방향법(Multi Direction Method, MDM)과 평수가정법(Flat-Water Assumption, FWA)의 두 흐름 방정식으로 홍수흐름을 단순화시킨 모형으로, 대상지역의 지형자료와 유입 홍수량 등 간단한 수문자료만을 이용하여 홍수범람에 의한 침수경로 분석이 가능하여 신속한 모델링으로 빠른 의사결정을 할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 SIMOD 모형을 이용하여 도심지 침수분석을 실행한 뒤, 기존의 침수분석 모형인 FLO-2D 모형분석결과와 비교를 시행하여 모형의 적용성을 분석하였다. 대상지역은 도심지 지역의 제방 월류-파제 시나리오를 적용하기 위해 하천이 인접해 있고, 충분한 높이의 제방이 있는 금호강 하류에 위치한 성서제를 대상지역으로 선정하였으며, 지형자료는 기존의 침수분석에 사용하는 DEM지형자료와 도심지 건물군, 도로 분포 등을 표출할 수 있는 DSM지형자료를 이용하였다. 입력 홍수량은 200년 빈도계획홍수위를 기준으로 제방파제시나리오를 적용 사각웨어식을 적용하여 산정하였으며, 1~24시간의 모의시간과 침수면적을 비교 분석하였다. SIMOD의 경우 24시간 모의시간이 7분 안으로 나타났으며 면적차이는 FLO-2D와 비교했을 때 20% 내외로 나타났다. 또한 DSM을 이용하여 분석한 결과 도로나 건물의 영향이 반영되어 앞으로 도심지에서 DSM을 이용한 지형자료의 필요성을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.503-508
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• 2010

최근 사용자의 위치를 파악할 수 있는 기기가 보편화 되어감에 따라 사용자의 이동 경로를 이용한 다양한 서비스가 제공되고 있다. 이러한 서비스들은 사용자의 위치정보를 수집하여 각각의 요구사항에 맞게 가공하여 사용하고 있다. 그러나 이동경로를 나타내기 위해 수집되는 GPS등의 위치정보는 일반적으로 매우 방대하며, 이로 인해 경로 간 유사도 비교 시에 큰 연산 비용이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 의미 있는 장소를 정의하고 장소간의 이동으로 모델링하여 이동 경로를 단순화하는 방법이 연구되고 있으나, 기존 연구들은 체류 시간과 거리만을 고려하여 이를 정의하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 체류 시간과 거리, 상호작용 정보를 이용하여 특정 사용자의 의미 있는 장소 추출하는 방법을 제안한다. 또한 추출된 의미 있는 장소를 이용하여 경로를 단순화하여, 이동 경로 유사도 비교 시 드는 연산 비용을 줄일 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해, GPS를 통한 위치정보와 타인과의 상호작용 정보(통화, 문자 메시지 송수신등)를 이용하여 사용자와 친밀도가 높은 사람들을 정의하고 체류 시간과 거리, 주변에 있었던 사람의 정보를 기반으로 의미 있는 장소를 정의한다. 제안하는 방법을 검증하기 위해, 스마트폰 사용자로부터 실제 정보를 수집하였으며, 이를 이용하여 의미 있는 장소를 추출하고, 설문조사를 통해, 추출된 의미 있는 장소의 정확성을 확인하였다. 또한 의미 있는 장소로 단순화 한 이동경로를 이용하여 이동 경로 예측을 수행할 경우의 예측 정확도를 파악하기 위해 기존 방법과의 비교 실험을 진행하였으며, 연산에 소모되는 비용을 비교하여 제안하는 방법의 유용성을 검증하였다.

• 한국조경학회지
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• 제52권2호
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• pp.51-63
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• 2024

건설분야의 전면 BIM 도입을 위한 정부정책이 실행 중인 가운데, 조경 BIM 모델의 구축 및 활용은 아직까지 저작도구의 한계, 자연소재 모델링의 어려움, 라이브러리 등 BIM 콘텐츠 부족 등의 문제로 어려움을 겪고 있다. 특히 수목은 조경분야의 전문성을 대표하는 설계요소로서 BIM 모델 제작시 반드시 포함되어야 하지만 모델링 과정에서 종종 생략되거나 필요한 정보가 포함되지 않아 BIM 데이터 품질을 저하시킨다. 이에 본 연구에서는 BIM 표준을 준수하고 조경실무에서 상용화할 수 있는 수목 라이브러리를 개발함으로써 조경 BIM 모델의 구축과 활용에 도움을 주고자 하였다. 이를 위해 Revit을 기반으로 수목의 3D 형상과 속성정보 항목을 선정하여 교목과 관목의 라이브러리를 개발하였다. 형상정보는 수종 고유의 특징을 표현하되 단순화하여 LOD200, LOD300, LOD350 수준으로 작성하였고, 속성정보는 수목의 품명, 규격, 물량산출에 필요한 정보 외에도 생태적 속성정보와 환경성능 정보를 포함하여 총 24개의 항목을 포함시켰다. 파일은 객체명만으로도 조경분야의 객체로서 위계가 드러나고 수목의 구분이 이루어지도록 명칭을 부여하였다. 이렇게 개발한 수목 라이브러리를 활용하여 공동주택단지의 조경 BIM 모델을 작성하고 사용성을 검토하였다. 그 결과, 수목 라이브러리를 사용하여 조경 BIM 모델을 효과적으로 구축할 수 있었으며 도면 작성, 물량 산출, 디자인 검토 등 BIM 모델의 기본적인 활용방안에서 적절히 운용되는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 라이브러리에는 지피초화류가 제외되었으며, 수목의 환경성능 등 다양한 데이터베이스가 아직 구축되지 않아 속성정보에 변수들이 탑재되지 않았다는 한계가 있다. 앞으로 자연소재에 대한 BIM 모델링 도구 및 기술 개발, 다양한 데이터베이스 구축에 대한 노력이 필요하며, 라이브러리의 제작, 관리, 보급 및 유통을 담당할 주체와 시스템을 마련해 나가야 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.833-846
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• 2004

포스트-노스리지 연결부를 사용하는 강재 보의 탄성거동을 모델하기 위한 부등 단면 보 요소가 제안된다. 감소 단면 (RBS) 연결부를 갖는 부등단면 부재에 대한 탄성 강성 매트릭스는 수치적분이 필요치 않는 수식으로 표현되고 전단 효과를 포함하고 있다. 또한 균일 단면 보 요소를 사용하여 RBS 연결부를 갖는 보를 모델 하는 간략 방법이 제안된다. 이 방법의 장점은 기존의 보 요소를 사용하여 RBS 연결부를 사용하는 강재 모멘트 골조의 최대 층간 상대 변위 비를 상당히 정확하게 예측할 수 있다는데 있다. 강재 모멘트 골조의 탄성 강성에 감소 단면 연결부가 미치는 영향이 조사되었고, 절점에서의 변형을 고려하기 위한 적절한 모델 선정이 골조의 최대 층간 상대변위 비를 정확히 예측하는데 감소 단면 연결부보다 중요한 역할을 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.349-360
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• 2008

본 논문에서는 탄소성 유한요소해석 알고리즘과 연계한 확률장 생성기법과 근접터널 조건에서의 파괴확률을 분석하였다. 유한요소 해석을 위한 이산 확률장의 생성은 빠르고 정확하며 랜덤변수의 해상도를 자유롭게 조절할 수 있는 local average subdivision 기법을 사용하였으며 터널모델링을 위해 유한요소 크기와 형상 변화 등을 적절히 고려하여 지반물성치를 적용하는 방안을 제안하였다. 예제해석 조건에 대해 강도정수의 분산정도 및 공간상관길이에 따른 파괴확률을 파악하였으며 결정론적 안정성 해석결과 및 단일랜덤변수 해석결과와 비교하였다. 강도정수의 분산특성에 따라 강도감소기법에 의한 안전율과 단일랜덤변수 해석에 의한 파괴확률의 관계를 규명하였으며 확률유한요소 해석을 통해 공간상관길이가 파괴확률에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 강도감소기법에 의한 안전율과 분산계수로부터 단일랜덤변수에 의한 파괴확률을 도출할 수 있었으며 단일랜덤변수 해석결과가 근접터널의 실제적인 파괴확률을 과소평가 할 수 있음을 파악하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권2호
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• pp.459-470
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• 2014

During ship design, welding-induced distortions are roughly estimated as a function of the size of the component as well as the welding process and residual stresses are assumed to be locally in the range of the yield stress. Existing welding simulation methods are very complex and time-consuming and therefore not applicable to large structures like ships. Simplified methods for the estimation of welding effects were and still are subject of several research projects, but mostly concerning smaller structures. The main goal of this paper is the application of a multi-layer welding simulation to the block joint of a ship structure. When welding block joints, high constraints occur due to the ship structure which are assumed to result in accordingly high residual stresses. Constraints measured during construction were realized in a test plant for small-scale welding specimens in order to investigate their and other effects on the residual stresses. Associated welding simulations were successfully performed with fine-mesh finite element models. Further analyses showed that a courser mesh was also able to reproduce the welding-induced reaction forces and hence the residual stresses after some calibration. Based on the coarse modeling it was possible to perform the welding simulation at a block joint in order to investigate the influence of the resulting residual stresses on the behavior of the real structure, showing quite interesting stress distributions. Finally it is discussed whether smaller and idealized models of definite areas of the block joint can be used to achieve the same results offering possibilities to consider residual stresses in the design process.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.101-113
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• 2013

반복적인 하중을 받는 볼트 연결부의 비선형적인 거동을 예측할 수 있는 역학적 고등해석 모델을 개발하는 데 주된 초점을 두어 본 연구를 수행하였다. 또한 대표적인 접합부 형태인 T-stub 접합부의 연결 컴포넌트에 대한 실제의 하중 재하 실험값을 활용한 해석으로 얻어진 거동에 대한 예측의 정확성 및 모형화의 타당성을 입증하였다. 연결부를 이루고 있는 구성요소들의 거동은 볼트의 인장변형, T-stub 플랜지의 휨변형, T-stub 몸체의 신장, 전단볼트의 지압 및 미끄러짐을 포함하며 접합부내에서 개별적인 힘-변위 메커니즘으로부터 정의된 다중 선형의 강성모델에 의하여 재현된다. 이러한 구성요소들은 그들의 거동특성을 지닌 비선형 스프링으로 모형화되어 역학적 해석 모델에 설치되어 연결부 전체의 거동을 수치해석적인 방법으로 예측하도록 한다. 해석 모델에 의한 예측값은 강성, 강도 및 변형 측면에서 실험값과 비교하여 정확성을 평가하였으며 이를 근거로 본 연구에서 제안된 역학적 해석 모델이 볼트 연결부의 거동과 성능을 만족하며 예측 가능하다는 결론을 내렸다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권5호통권39호
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• pp.55-64
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• 2004

본 연구의 목적은 건축구조물의 지진응답제어를 위한 MR 감쇠기의 크기, 개수 및 최적위치를 결정하는 설계절차를 제안하는 것이다. 기존의 연구에서 제안된 MR 감쇠기의 모델링 방법들의 특성과 차이점을 진동제어효과의 관점에서 분석하였으며, 이 모델 중 해석이 간단하고 이력특성을 모사할 수 있는 이력 이점성 모델을 사용하여 MR 감쇠기의 변수연구를 수행하였다. 건축구조물의 층간에 설치되는MR 감쇠장치의 용량은 지진응답의 경우 구조물의 주기와 감쇠비에 따라 층전단력이 다르게 됨을 고려하여, 20개의 지진하중에 대한 해석으로부터 구한 응답스펙트럼을 이용하여 결정하였으며, 설치 갯수에 따른 제어경향을 분석하였다. MR 감쇠기의 크기, 개수, 그리고 최적위치를 결정하기 위한 방법이 제안되었으며, 기존의 점성감쇠기 설계시 이용되는 층간변위 혹은 층간속도가 가장 큰 층에 순차적으로 설치하는 방법과의 비교를 통해 유효성을 검증하였다. 수치해석결과는 제안된 방법을 사용하여 MR 감쇠기의 크기, 개수, 그리고 위치를 합리적으로 결정할 수 있음을 보여준다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권3호
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• pp.311-328
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• 2017

The characteristics of boundary layers have significant effects on the aerodynamic forces and vibration of the wind turbine blade. The incorporation of active trailing edge flaps (ATEF) into wind turbine blades has been proven as an effective control approach for alleviation of load and vibration. This paper is aimed at investigating the effects of external trailing edge flaps on the flow pattern and velocity distribution within a boundary layer of a NREL 5MW reference wind turbine, as well as designing a new type of velocity sensors for future validation measurements. An aeroelastic-aerodynamic simulation with FAST-AeroDyn code was conducted on the entire wind turbine structure and the modifications were made on turbine blade sections with ATEF. The results of aeroelastic-aerodynamic simulations were combined with the results of two-dimensional computational fluid dynamic simulations. From these, the velocity profile of the boundary layer as well as the thickness variation with time under the influence of a simplified load case was calculated for four different blade-flap combinations (without flap, with $-5^{\circ}$, $0^{\circ}$, and $+5^{\circ}$ flap). In conjunction with the computational modeling of the characteristics of boundary layers, a bio-inspired hair flow sensor was designed for sensing the boundary flow field surrounding the turbine blades, which ultimately aims to provide real time data to design the control scheme of the flap structure. The sensor element design and performance were analyzed using both theoretical model and finite element method. A prototype sensor element with desired bio-mimicry responses was fabricated and validated, which will be further refined for integration with the turbine blade structures.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권3호
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• pp.363-377
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• 2018

The proper functioning of critical points on transport infrastructure is decisive for the entire network. Tunnels and bridges certainly belong to the critical points of the surface transport network, both road and rail. Risk management should be a holistic and dynamic process throughout the entire life cycle. However, the level of risk is usually determined only during the design stage mainly due to the fact that it is a time-consuming and costly process. This paper presents a simplified quantitative risk analysis method that can be used any time during the decades of a tunnel's lifetime and can estimate the changing risks on a continuous basis and thus uncover hidden safety threats. The presented method is a decision support system for tunnel managers designed to preserve or even increase tunnel safety. The CAPITA method is a deterministic scenario-oriented risk analysis approach for assessment of mortality risks in road tunnels in case of the most dangerous situation - a fire. It is implemented through an advanced risk analysis CAPITA SW. Both, the method as well as the resulting software were developed by the authors' team. Unlike existing analyzes requiring specialized microsimulation tools for traffic flow, smoke propagation and evacuation modeling, the CAPITA contains comprehensive database with the results of thousands of simulations performed in advance for various combinations of variables. This approach significantly simplifies the overall complexity and thus enhances the usability of the resulting risk analysis. Additionally, it provides the decision makers with holistic view by providing not only on the expected risk but also on the risk's sensitivity to different variables. This allows the tunnel manager or another decision maker to estimate the primary change of risk whenever traffic conditions in the tunnel change and to see the dependencies to particular input variables.