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매개변수 민감도 분석을 통한 토양의 이산요소모델 개발 KCI 등재

Development of Discrete Element Model of Soil through Parameter Sensitivity Analysis

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/432154
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농업생명과학연구 (Journal of Agriculture & Life Science)
경상대학교 농업생명과학연구원 (Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University)
초록

신뢰성 있는 토양의 이산요소모델을 개발하기 위해서는 토양의 특성을 고려하여 매개변수를 교정해야 한다. 본 연구에서는 이산요소모델을 구성하는 각 매개변수가 토양 입자의 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 분석된 결과를 이용하여 토양의 이산요소모델을 개발하였다. 민감도 분석의 대상이 되는 매개변수는 전단 계수, 마찰 계수, 표면 에너지 등으로 선정하였으며, 교정의 기준이 되는 토양의 특성은 가비중, 안식각, 점착력 및 내부마찰각으로 선정하였다. 또한, 토성이 서로 다른 해안가, 논 및 밭을 구성하는 토양을 대상으로 연구를 수행하여 다양한 토성에 대한 적용성을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 수행한 민감도 분석 결과를 이용하여 각 토양의 거동을 모사할 수 있는 이산요소모델을 교정하였으며, 시험 결과와의 비교를 통해 교정된 이산요소모델을 검증하였다.

To develop a reliable soil discrete element model, parameters must be calibrated considering soil properties. In this study, the effect of each parameter constituting the discrete element model on the behavior of soil particles was analyzed, and developed a discrete element model of soil using analyzed results. The parameters for sensitivity analysis were selected as shear modulus, friction coefficient, and surface energy, and the soil properties that as the basis for calibration were bulk density, angle of repose, cohesion, and angle of internal friction. In addition, research was conducted on soils that make up coastal, paddy fields, and upland with different soil textures, confirming applicability to various soil textures. As a result, a discrete element model capable of simulating the behavior of each soil was calibrated using the sensitivity analysis results performed in this study, and the calibrated discrete element model was validated through comparison with the test results.

목차
서론
재료 및 방법
    1. 대상 토양
    2. 가비중
    3. 안식각
    4. 점착력 및 내부마찰각
    5. 마찰 계수
    6. 이산요소법 및 접촉 모델
결과 및 고찰
    1. 이산요소모델의 교정
    2. 이산요소모델의 검증
감사의 글
References
저자
  • 김지태(서울대학교 바이오시스템공학과 대학원생, 서울대학교 융합전공 글로벌 스마트팜 대학원생) | Ji Tae Kim (Graduate student, Department of Biosystems Engineering, Convergence Major in Global Smart Farm, Seoul National University, Seoul, 08826, Korea)
  • 이호섭(서울대학교 농업생명과학연구원 연구원) | Ho Seop Lee (Researcher, Research Institute of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University, Seoul, 08826, Korea)
  • 황희수(서울대학교 바이오시스템공학과 대학원생) | Hui Su Hwang (Graduate student, Department of Biosystems Engineering, Seoul National University, Seoul, 08826, Korea)
  • 조승제(한국생산기술연구원 특수목적로봇그룹 선임연구원) | Seung Je Cho (Senior Researcher, Specialized Machinery and Robotics Group, Korea Institute of Industrial Technology, Gimje, 54325, Korea)
  • 김정길(한국생산기술연구원 특수목적로봇그룹 선임연구원) | Jeong Gil Kim (Senior Researcher, Specialized Machinery and Robotics Group, Korea Institute of Industrial Technology, Gimje, 54325, Korea)
  • 김영주(한국생산기술연구원 특수목적로봇그룹 수석연구원) | Young Joo Kim (Chief Researcher, Specialized Machinery and Robotics Group, Korea Institute of Industrial Technology, Gimje, 54325, Korea)
  • 박영준(서울대학교 바이오시스템공학과 부교수 / 서울대학교 융합전공 글로벌 스마트팜 겸무교수, 서울대학교 농업생명과학연구원 겸무 연구원) | Young Jun Park (Associate Professor, Department of Biosystems Engineering, Adjunct Professor, Convergence Major in Global Smart Farm, Adjunct Researchers, Research Institute of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University, Seoul, 08826, Korea) Corresponding author