본 연구는 각종 매설관의 경계조건에 따른 동적 거동에 대한 연구이다. 축방향 및 축직각방향에 대한 거동을 조사하였다. 매설관은 탄성기초 위에 놓인 보요소로 모형화하였고, 지진파는 정현파 형태의 지반 변위로 적용하였다. 매설관의 고유진동수와 모드 형태 그리고 매개변수의 영향을 조사하기 위해 자유 진동에 대한 해석을 수행했다. 그리고 지반진동에 대한 거동을 조사하기 위해 자유진동 해석을 통해 얻어진 고유진동수와 모드 형태를 이용하여 강제 진동에 대한수식을 유도하였다. 자유 진동시 매설관의 고유진동수에 가장 큰 영향을 미치는 것은 지반 강성과 매설관의 길이였다. 지반진동의 전파방향과 전파속도 그리고 진동수에 대한 콘크리트관, 강관, FRP관의 동적거동을 연구하였고 그 결과를 비교하였으며 다양한 단부경계조건에 대한 동적거동해석을 통해 매설관의 종류와 단부경계조건에 따른 최대 변형률 발생지점을 산정하였다.

지반의 동적 변형 특성인 전단파 속도(V_s), 압축파 속도(V_p), 그리고 그에 따른 포아송 비(v)는 내진 설계나 내진 성능 평가 외에도 구조물의 거동 평가에 필요한 매우 중요한 지반 정수이다. 지난 수십 년 동안 이러한 지반 정수를 효율적이고 정밀하게 측정하기 위하여, 여러 가지 공내 탄성파 시험 기법들이 개발 및 적용되어 왔다. 본 연구에서는 가장 신뢰성이 높은 현장 탄성파 기법인 크로스홀 탄성파 시험을 지반 동적 물성 획득 기법으로 선정하였다. 지하수위 존재 여부에 관계 없이 토사뿐만 아니라 암반을 대상으로 크로스홀 시험을 성공적으로 수행할 수 있도록, 연직 시추공 안에서 지반을 대상으로 횡방향 가진이 가능한 스프링식 발진 장치를 개발하고, 두 곳의 기존 항만 부두 부지와 신규 LNG 저장 시설 두 부지로 구성된 국내 세 지역을 대상으로 크로스홀 탄성파 시험을 실시하였다. 대상 부지에서의 개발 발진 장치 적용을 통한 크로스홀 시험으로부터 지표 부근 토사부터 하부 공학적 기반암 및 지진학적 기반암으로 구성된 암반까지의 깊이별 V_s,\;V_p 및 v와 같은 지반 동적 특성을 매우 효율적으로 결정하였으며, 적용 대상 시설물인 기존 항만 부두 시설물의 내진 성능 평가 그리고 신규 LNG 저장 시설물의 내진 설계를 위한 근본 자료로 제시하였다.

위상 최적화 문제는 다양한 밀도 분포를 가지는 설계영역에서 목적함수와 요소단위의 설계 민감도의 반복적인 계산을 요구한다. 최근 제안된 2단계 축소기법은 축소 시스템을 구축하는데 매우 효과적이며 고유치 문제와 동적 문제의 해석에 정확도와 효율성을 동시에 제공한다. 본 논문에서는 구조 위상 최적화 문제에서 해석 부분과 민감도 계산 부분에 2단계 동적 축소기법을 사용한다. 축소시스템에 대한 위상 최적화 결과는 축소되지 않은 전체 시스템에 대한 최적화 결과와 비교하여도 공학적으로 요구되는 정확도 범위 내에서 2단계 축소기법이 높은 정확도와 계산 효율을 보장하는 것을 보여준다.

일반적으로 구조물이 지진하중에 저항하기 위해서는 충분한 강성과 연성을 확보하여야 한다. 본 연구에서는 대공간 구조시스템의 지붕 구조와 하부 구조 사이에 면진 장치를 도입하는 방법을 사용하여 동적 거동 특성을 규명한다. 하부 구조의 강성과 질량의 크기에 대한 영향을 고려한 대공간 구조 시스템의 동적 거동 특성 규명 및 해석 과정 단순화를 위해 병렬 다질점계 등가모델을 도입한 본 논문은 향후 대공간 구조물의 성능 설계를 위한 기초적인 연구가 될 것이다.

고층건물에 작용하는 풍압은 시간과 공간적으로 불규칙적이며, 일반적으로 사용되는 통계적 수법(저차 모멘트 등) 및 퓨리어 해석 등으로는 이러한 복잡한 현상을 이해하기에 적합하지 않다. 본 연구에서는 고유직교함수전개법(Proper Orthogonal Decomposition)을 고층 연돌에 작용하는 변동압력에 적용하여, 변동 풍압 및 풍력의 숨어진 구조를 찾아내고 해석하였다. 이 연구로부터 풍방향과 풍직각 방향의 변동풍력은 극히 소수의 POD모드를 통하여 얻어짐을 알 수 있었다. 또한, 이 연구를 통하여 고층 연돌에 작용하는 주요한 대칭 및 비대칭 POD 모드의 물리적 의미를 파악할 수 있었다.

비보강 조적조는 비균일 재료로 이루어진 합성재료에 가까우므로 그 거동이 하중종류와 구조물의 손상 정도에 따라서 매우 달라지게 된다. 본 연구에서는 여러 차례의 모의 지진을 받는 구조물의 손상거동이 어떻게 전개되어 가는지 살펴보는 간단한 방법을 제시한다. 특히, 시간영역 자료를 여러 구간으로 나누어서 주파수가 어떻게 변화해 가는지 살펴보는 부분 FFT방법을 이용하였다. 또한, 주파수와 강도와의 관계식을 이용하여 단자유도계의 이선형모델도 유도하였다. 본 연구에서 제시하는 이러한 방법들을 이용하여 비보강 조적조의 비탄성 성질들을 합리적으로 구할 수 있었다.

교도소 내 수형자들의 고발사태로 근무하기 어렵다는 교정공무원들의 불평이 늘어 가고 있다. 이런 현상은 수형자들의 인권신장에 관심이 높아지면서 나타난 결과들이다. 이런 즈음에 수형자와 교도관들의 심리-역동적 관계를 규명해서 양자의 상호 영향을 검토하는 것은 교도행정에 많은 도움을 줄 수 있다고 기대된다. 수형자들을 통제, 지시하는 교정공무원과 그런 힘의 영향을 받는 수형자들은 모두가 재 사회화라는 공동목표를 향해 가고 있다. 그러나 한편은 힘을 행사하고 다른 한편은 힘을 받아 들어야 한다. 그래서 양자 사이에 힘이 존재하지 않는다면, 교도행정은 비효과적일 수밖에 없다. 힘은 보상, 강압, 합법, 참조, 전문성이라는 5 가지 출처에서 비롯된다. 그러나 현재 교정행정체계에서 보면, 교정공무원이 수형자들에게 영향을 미칠 수 있는 힘은 참조적 힘 밖에 없다. 수형자들에게 모범이 되는 교정공무원을 참조해서 자신을 뒤돌아보는 수형자들만이 그 힘의 영향을 받게 된다. 이런 맥락에서 보면, 수형자들의 재사회화는 전적으로 수형자 자신들에게 달려 있는 셈이다. 이런 이유에서 교정공무원이 힘을 가진 양 하며 수형자들에게 영향을 주려 하는 경우에 이들은 노여움과 혐오감을 가지고 공격적으로 대하게 된다. 교도 행정은 수형자들의 재사회화를 위해서 지금까지 수행 해 오던 근본적 틀을 전환해야 한다. 즉, 상과 벌에 의한 교도행정 보다는 인본주의에 의한 행정을 실시할 경우에 효과적인 결과를 얻을 수 있다.

Recently, in spindle motors for hard disk drive (HDD) devices, fluid dynamic bearings (FDB) with herringbone grooves have come to be used instead of ball bearings due to the demand for high density recording of the devices etc. In this study, a 5-lobe bearing with high bearing stiffness using a sintered material was developed, and the bearing performance was examined by simulated calculations and experiments. As a result, it was clarified that the 5-lobe bearing had the required performance for practical use in the spindle motor for HDD

자유도 수가 많은 고층 구조물의 해석하기 위해 모든 층에 sensors를 설치하는 것은 비 실용적이다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 "reduced-order control" 방법이 소개되었다. 본 논문은 동적압축법(dynamic condensation method)이 제안되었다. 이 압축법은 반복법으로 "Guyan condensation"의 initial approximation을 적용하였다. 본 논문에서 제시된 동적압축법(dynamic condensation)은 원하는 값을 얻을 때까지 지속적으로 updated가 되며, 결과는 기존의 "Guyan condensation"보다 정확한 결과를 나타내었다. 또한 "eigenvalue shifting technique"을 적용하여 iteration으로 계산되는 시간을 크게 단축하였다. "Reduced-order system"을 도입하기 위한 두가지 schemes이 토의되었다. 제시된 동적압축법 효과의 증명을 위해 능동 동조질량감쇠 고층빌딩의 수치 해석이 토의되었고, 단지 두 번의 반복(iterations)을 통한 결과는 매우 정확한 것으로 나타났다.

휠트랙킹 시험으로 얻어지는 동적안정도는 아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성을 나타내는 기본 척도로서 사용된다. 일반적으로 아스팔트 혼합물의 침하깊이가 클수록 동적안정도는 작고 반면에 침하깊이가 얕을수록 높은 동적안정도를 얻는다. 그러나 기존의 동적안정도의 산출방법은 단지 침하깊이-주기 곡선의 마지막 단계의 기울기에 근거하여 결정하기 때문에 항상 이와 같지는 않다. 특히 초기 단계에 깊게 침하되었어도 마지막 단계에서 완만한 기울기의 곡선을 보이는 혼합물의 동적 안정도는 최종적으로는 침하가 덜 깊으나 점진적으로 균등하게 침하되는 혼합물보다 더 높은 동적안정도가 산출되어 더 좋은 혼합물로 계산되는 모순이 있다. 즉, 기존 방법은 침하깊이-주기 곡선에서 마지막 부분의 기울기보다 완만하면, 최종 침하깊이가 큰 혼합물의 동적안정도가 얕은 혼합물의 동적안정도보다 더 큰 것으로 산출된다. 따라서 합리적인 동적안정도의 산출 방법의 확립이 필요하다. 본 연구에서는 합리적인 동적안정도를 결정하기 위하여 침하깊이의 초기, 중기, 마지막 단계를 고려한 몇 가지의 동적안정도의 산출 방법을 제시하였다. 제시된 새로운 산출 방법이 변형강도와 좋은 상관성 및 아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성을 잘 나타냈다. 또한 새로운 방법은 계산이 비교적 쉽고 간단하다.

시험도로에서 포장구조진단기(FWD)를 사용하여 48시간 동안 연속적으로 온도구배에 따른 콘크리트 포장의 거동을 조사하였다. 포장슬래브의 중앙부에서 측정한 최대 처짐의 경향은 대기온도 및 온도구배와 유사하였으며 오전 8시에서 12시 사이에 매우 급격한 변화를 나타내었다. 동적지지력과 줄눈의 처짐은 대기온도 및 온도구배와 반대되는 경향을 나타내었으며, 동적지지력은 값이 커질수록 온도구배의 영향을 심하게 받는 것으로 판단되었다. 탄성계수의 변화양상을 AREA법과 MET을 사용하여 조사하였다. 역계산된 탄성계수는 동적지지력이 시간에 따라 나타내는 변화와 같은 경향을 나타내었다. 줄눈에서의 하중전달율은 다우웰 바의 잠김 작용으로 인하여 아침에 최대값을 나타내었으며 이와 관련하여 향후 정밀한 조사가 필요한 것으로 판단되었다.

This paper describes dynamic characteristics of a power transmission tower consisting of lots of power lines and insulators. A numerical 3D modeling for the static, dynamic and buckling analyses of the power transmission tower is presented considering the case when the power lines are cut. Eigenvalue analysis indicates that the transmission tower shows different behavior comparing to usual structures governed by several low modes. The transmission tower is governed by lots of modes. It is verified that the transmission tower is structurally safe against the static wind and buckling loads. But the structural and buckling safety is not guaranteed when all power lines are cut, which comes to collapse the transmission tower. Further study is in need to overcome such case. Wind dynantic analysis shows that fluctuating wind loads increase the response of the tower.

본 논문에서는 동적하중 재하 시 공간 강뼈대 구조물의 비선형 시간이력 해석에 대한 간편하고 효율적인 수치해석 기법을 제시하였다. 뼈대의 강성행렬에 안정함수를 적용함으로서 기하학적 비선형성 즉 및 효과를 고려하였다. 접선계수 개념 및 New Orbison 완전 소성면에 기초한 연화소성힌지를 적용하여 축방항력에 의한 부재의 점진적 항복 및 휨에 의한 부재의 부분 소성화를 고려하였다. 증분형태로 정식화된 뼈대 구조의 동적평형방정식의 해를 수치적으로 구하기 위하여 적분형태의 평균가속도법을 사용하여 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 검증 예제에 대하여 보요소 모델을 사용한 ABAQUS 및 개발된 프로그램에 의한 해석결과를 비교함으로서 개발된 프로그램의 정밀도와 해석시간에 대한 효율성을 입증하였다.

본 논문에서는 기하학적으로 비선형인 유연한 Timoshenko 보의 대변위 운동방정식에 유한요소를 사용하여 정식화하였다. 비선형 구속방정식은 라그랑지 상수를 이용하여 운동방정식에 통합되었다. 정식화하는 과정과 수치해석에서 선형과 비선형 영향을 파악하였고, 코리올리스(Coriolis)힘과 회전자(Gyroscopic)힘의 효과는 관성력과 감쇠력과는 달리 일반적인 외력으로 간주하여 해석할 수 있었다. Newmark의 시간적분과 Newton-Raphson 반복법을 사용한 수치예제를 통해 정식화의 효용성을 보여주었다.

다양한 분야에서 방사선물질을 수송하기 위해 사용되고 있는 수송용기(cask)는 국내 원자력안전규정 및 IAEA 운반규정에서 정한 9m 자유낙하충격의 가상사고조건을 만족시켜야 된다. 현재까지 수송용기의 낙하충격력은 주로 복잡한 계산과정을 갖는 유한요소해석에 의해 수행되어 왔다. 본 논문에서는 수송용기 본체의 동적충격응답에 대해 모드중첩기법을 이용하여 해석하고 그 해법방법을 제시하였다. 해석결과는 이전에 실시되었던 시험결과와 유한요소해석과 비교를 통하여 그 타당성을 입증하였다. 본 해석방법은 유한요소 해석과 비교하여 간단한 방법으로서 수송용기에 대한 대체적인 동적응답을 예측할 수 있다.

본 저자의 이전연구(김문영 등, 2004)에서는 2차원 차량 모형과 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 현수교요소와의 상호작용을 고려한 2차원 수직응답에 대한 동적해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 효과와 편심차량의 효과를 알아보는데 목적을 두었다. 이를 위하여 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 3차원 현수교의 수직, 비틂에 대한 고유진동수와 모드형상, 그리고 교량-차량 에너지로부터 라그랑지안식을 이용하여 상호작용을 고려할 수 있는 3차원 운동방정식을 유도한다. 이후 모드중칩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 Newmark method를 사용하여 동적해석을 수행한다. 마지막으로 본 연구에서 제시한 이론을 따라 수치해석예제를 수행하여 차량의 동적거동을 분석한다.

본 연구의 목적은 인장으로만 저항하는 경사진 스트랩과 기둥으로 구성된 조립식 스틸 (CFS) 전단 패널의 지진하중에 대한 비선형 거동을 조사하는 것이며, 이를 위해 실제 크기의 2층 건물을 설계한 후 진동대 실험을 수행하였다. CFS 전단 패널은 연성이 큰 경사진 스트랩이 주 횡 저항 시스템으로 작용하며, 중력 저항 부재인 기둥은 'ㄷ'자 형태의 스터드를 용접한 것으로서 비콤펙트단면을 가지며 국부 좌굴로 인해 자신의 최대 모멘트 강도를 발휘하지 못한다. 진동대 실험을 통하여 스트랩이 대부분의 에너지를 인장측만으로 핀칭 형태를 가지며 소산하며, 기둥은 국부 좌굴로 인해 기둥은 자신의 최대 강도를 발휘하지 못하나 전체 에너지 소산에 공헌을 하고 있음을 보여주었다. 본 연구 결과, 비록 구조물이 단순할지라도 지진 시 실제 비선형 거동을 진동대 실험으로 조사하는 것은 매우 중요한 과정임을 확인하였다.

비보존력(non-conservative force)을 받는 외팔기둥의 동적 안정성 거동특성을 조사하기 위하여, 전단변형 및 감쇠효과가 고려된 Hamilton의 원리를 적용하고 무차원화 된 운동방정식 및 유한요소 정식화 과정을 제시한다. 유도된 행렬운동방정식을 이용하여 외팔보(Beck's column)의 고유치해석에 의한 정적좌굴(divergence) 및 동적 좌굴하중(flutter load)을 산정하고 Newmark-{\beta}법에 의해서 시간응답해석을 실시한다. 이러한 해석법을 이용한 매개변수연구를 통하여 전단변형 및 회전관성효과, 비보존력의 방향파라미터에 대한 임계하중의 영향, 그리고 내적 및 외적 감쇠하중의 영향이 비보존력계의 동적 안정성에 미치는 영향을 분석한다.