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pp.40-49
본 연구는 수소 저장 용기의 지진 취약도 분석 시 요구되는 막대한 계산 자원 문제를 해결하고자, 기하학적 대칭성을 활용한 1/4 대칭 유한요소 모델(Quarter Model)을 개발하고 그 타당성을 검증하였다. 표준화된 AC 156 인공지진을 이용한 비선형 시간 이력 해석을 통해 Full Model과 응답을 비교한 결과, Quarter Model의 해석 시간을 Full Model의 20%를 가지고 해석을 완료하였으 며, 이에 따른 신뢰성 확보를 위해 최상단 변위를 통해 이를 검증하였을 때 0.13%의 미미한 오차를 보이며 변위 시간 이력 양상 역시 동일한 거동을 보이며 효율성 확보라는 연구 목표를 달성했다. 또한, 고유진동수, 강재와 콘크리트 주요부의 최대 응력에서 모두 높은 수준의 일치도를 보여 정량적 신뢰도를 입증하였다. 이를 통해 제안된 모델은 해석 정확도를 유지하면서 계산 비용을 획기적으로 절감 하는 효율적인 방법론임을 확인하였다. 다만 이는 균질 등방성 재료인 강재에 한정된 대칭 모델이며, 그 외의 재료 사용 시 추가적인 연구를 통한 모델 구축이 필요할 것으로 판단된다.
In this study, a quarter-scale finite element model (quarter model), utilizing geometric symmetry, was proposed and validated to address the substantial computational costs associated with seismic fragility analysis of hydrogen storage tanks. Through comparative nonlinear time history analysis against a full-scale model (full model) using the standardized AC 156 artificial earthquake, the quarter model enhanced efficiency by completing the analysis in only 20% of the time required by the full model. In verifying its reliability, the tank top displacement was compared, revealing a negligible error of 0.13% and an identical displacement time-history behavior. Furthermore, the quantitative accuracy of the model was determined through a high degree of correlation in natural frequencies and maximum stress at key steel and concrete components. These results indicate that the proposed model can remarkably reduce computational expenses while maintaining analytical accuracy. However, this symmetry model is validated for homogeneous and isotropic materials such as steel, and the use of other materials would require the development of a new model through additional research.
1. 서 론
2. 수치해석
2.1 모델링 개요
2.2 모델 부분화 이론적 배경
2.3 경계조건
2.4 재료 모델 및 적용 물성
2.5 하중 조건
3. 해석 결과
3.1 요소망 최적화
3.2 고유진동수 해석 및 비교
3.3 해석 효율성 비교
3.4 해석 결과 및 적용 타당성 평가
4. 결 론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES
국문초록
