원환균열과 원주균열을 지닌 축대칭 선형 점탄성 중실축과 중공축이 외력을 받을 때 파괴역학 변수로서 응력확대계수, 에너지방출률 그리고 균열개구변위의 수치해를 유한요소해법을 이용하여 구한다. 균열선단에서는 응력의 특이성을 지닌 1/4절점 삼각형 특이요소가 사용된다. 또한 수치해를 비교 검증하기 위해 탄성-점탄성 상응원리를 이용하여 선형파괴역학의 탄성해들로부터 점탄성 이론해가 유도 제시된다. 해석에 사용되는 점탄성 물성은 체적변형은 탄성적이고 전단변형은 표준선형고체처럼 거동한다고 가정한다. 제시된 수치해법과 이론해는 축대칭 점탄성 거동 연구에 중요한 자료가 된다.

물에 잠긴 다공 원통형 쉘의 경우 물에 잠긴 상태로 유한요소해석을 하기에는 거의 불가능하므로 등가물성치를 사용하여야 한다. 다공 평판의 경우 이에 대한 등가물성치를 ASME 코드에서 제시하고 있지만, 다공 원통형 쉘의 등가물성치에 대한 연구는 아직까지 수행된 적이 없다. 따라서 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 다공 원통형 쉘의 동적 해석에 이용할 수 있는 등가물성치를 제안하였고 그 타당성을 검증하였다.

유체자유수면의 동적거동을 합리적으로 예측하기 위해서는 비선형 특성을 보이는 자유수면의 동역학적 경계조건을 고려해야할 뿐만 아니라 시간에 따라 변화하는 자유수면의 위치변화에 따른 운동학적 경계조건을 고려하여야 한다. 이러한 문제는 대상구조물이 3차원이 될 경우 더욱 복잡해지므로 3차원 비선형 유체자유수면의 해석은 이론해의 도출이 어려우며 수치해석 방법을 이용하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 수치해석 안정성이 높고 3차원 문제에서도 하나의 변수로 유체거동을 모사할 수 있는 arbitrary Lagrangian-Eulerian approach 를 경계요소에 적용하여 효율적이며 안정적인 유체 대변형 해석기법을 개발하였다. 개발된 기법은 향후 자유수면의 비선형 효과를 고려한 유체-구조물 상호작용 해석에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

침하식 가두리 시설의 안정성 평가를 위한 기초 단계로서 일방향 규칙파 중 2점 계류된 원통형 부체를 대상으로 부설 수심의 변화에 따른 부체의 동적 거동 및 계류삭에 작용하는 장력 산정에 관한 수치 계산을 수행하였다. 수치 계산 결과, 수면 상에 설치된 부체를 수면 아래의 약 1/2되는 수층까지 침하 시킨 경우 그것은 동적 거동과 파력은 초기 상태에 비해 각각 최대 50%와 77%까지 감소되어 시설물을 수중으로 침하 시키면 그것의 안정성 유지에 매우 효과적임을 확인할 수 있었다. 또한 부체의 전 후단 변위 및 계류삭에 작용하는 장력의 최대치는 부체의 고유 주기의 영향으로 인해 그것은 길이 d 에 대한 파장 λ의 비 즉, d/λ가 약 0.66에서 나타났으며, 이와 같은 현상은 기존 수리 모형실험 결과와 비교적 잘 일치하였다. 그러나 본 수치 계산의 신뢰성 확인을 위해서는 수리 모형실험을 통해 부체의 고유 주기와 작용 파고에 대한 전 후단 변위 등에 대한 충분한 검토가 요구된다.

본 연구의 목적은 축대칭 하중을 받는 원통형 펄의 엄밀해를 구하는데 있어서, 간략하면서도 엄밀한 해를 구하는 방법을 제시하고자 하는데 있다. 이는 임의 형상의 구조해석을 위한 강력한 도구이긴 하지만 여전히 근사해석인 유한요소법에 대체될 수 있을 것이다. 이를 위해 본 논문은 반복법의 일종인 인도행렬법을 이용한 절점역계의 분배방식을 사용하였다. 원통형 쉘의 분배와 전달인자는 한성지반상의 보에 대한 미분방정식으로부터 구해진 것이다. 이러한 방법을 축대칭 집중하중과 정수압을 받는 원통형 쉘에 각각 적용해 보았고, 그 결과는 BEF 이론해와 비교할 때 만족할 만 하였다.

장기선 방식의 무선부이식 3차원 수중 위치 측정 시스템을 적용하여, 유향 및 유속에 따른 정치망 원통의 체적 변화를 구명하기 위한 현장실험을 2003년 4월 10일부터 4월 23일까지 자란만의 정치망에 대해서 실시하였다. 현장 실험에서 사용한 총 7개의 핑거 중 6개는 원통의 길이 방향에 부착하였고, 나머지 1개는 해저에 고정시켰다. 그리고, 유향 및 유속을 측정하여 정치망 원통의 체적변화를 조석 주기에 따라 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 소형 가두리의 고정점에서 핑거의 x축, y축, Z축에 대한 위치오차는 0.2m, 0.4m, 0.1m로 나타났고, 평면상의 위치를 나타내는 y축 방향의 오차가 가장 크게 나타났다. 핑거의 위치가 수파기를 잇는 기선 혹은 내부에 있기 때문에 위치오차가 작았고, 따라서 체적계산에 적용한 오차도 작았다. 2. 소조기 2003년 4월 11일(음력 3월 10일) 원통 의 체적 최소, 최대는 각각 4,173m3, 4,757m3으로 나타났고, 이 때의 유향 및 유속은 99.9˚, 12.9cm/s, 104.0˚, 2.4cm/s이었다. 원통 체적의 최대 변화폭은 584m3으로 나타났다. 3. 대조기 2003년 4월 17일(음력 3월 16일) 원통의 체적 최소, 최대는 각각 2,016m3, 4,454m3으로 나타났고, 이 때의 유향 및 유속은 315.6˚, 16.1cm/s, 289.0˚, 5.7cm/s이었다. 원통 체적의 최대 변화폭은 2,438m3으로 나타났다. 4. 조석주기에 따른 원통의 최대 변화폭은 소조에서 대조로 변하는 4월 11일부터 16일(2,579m3)에 비하여 대조에서 소조로 변하는 4월 17일부터 20일 (3,552m3)이 약 1.4배 이상이었다.

서해안의 연안성 어종인 쥐노래미는 백령, 대청 근해에서 주요 어종의 하나로 주로 통발에 의해 어획되고 있다. 쥐노래미 어업이 지속적으로 유지되기 위해서, 소형어를 보호하는 효율적인 어구 사용과 현재 정해져 있는 망목크기가 적정한가를 파악하기 위하여 망목선택성 실험을 하였다. 쥐노래미 통발에 대한 망목선택성을 Kitahara의 방법에서 객관성이 있도록 선택성 곡선을 다항식이나 로지스틱 곡선식을 이용하여 구하고, 쥐노래미의 최소성숙체장에 대한 적정망목크기를 구하였다. 통발의 경우, 선택성 곡선(마스터 곡선)을 구할 때 적용한 다항식은 삼중자망에서와는 달리 어체가 큰 부분에서 보정치가 지나치게 작용하여 선택성 곡선을 신뢰할 수 없었고, 로지스틱 곡선이 보다 합리적이었으며, 그 식은 다음과 같았다. s(R) =(equation omitted) 쥐노래미의 최소성숙체장은 21.4㎝로 알려져 있으며, 이 최소성숙체장에 대해 50% 어획될 확률 (L<SUB>50</SUB>)이 되는 망목크기는 37.0㎜이었다. 현재 통발의 망목크기 제한은 35㎜로 규정되어 있는데 쥐노래미의 경우에 다소 작으나 큰 차이는 없는 것 같다.

Most Recently, with rapid development in marine industries such as marine structures and ship, there occurs much interest in the study of corrosion characteristics which play an important role in design of cooling water system like heat-exchanger. Especially, as operating environment of fresh cooling water system in vessels is acidified, this system is seriously corroded. In this study, to study on the corrosion characteristics of Al-alloy shell for cooler, the electrochemical polarization test of materials for the marine fresh water cooler such as Al-alloy, Cu and naval brass was carried out in fresh water. And thus the polarization resistance and anodic polarization behavior of Al-alloy, Cu and naval brass are investigated. Also, galvanic corrosion characteristics of Al-alloy coupled with Cu and naval brass is considered. The main results obtained are as follows ; (1) The current density of corrosion is high in order of Al-alloy > naval brass > Cu (2) As anodic potential increases, the corrosion resistance of naval brass is better than that of Cu. (3) The galvanic corrosion of Al-alloy coupled with Cu and naval brass is activated than corrosion of Al-alloy.

인장계류된 원통형실린더의 동적 거동해석에 관한 일련의 연구수행 결과는 다음과 같다. 1) 실린더형 부유체의 중심점을 인장계류시킨 새로운 개념의 부유식 구조물의 동적거동특성을 파악하였다. 2) 규칙파에서도 부유체와 테더(tether), 입사파의 상호간섭으로 인한 운동특성을 해석하였다. 3) 비선형유체력(2w, 3w)으로 인한 비선형 운동 응답 특성을 분석하였다. 4) 테더강성(tether stiffness)의 결정에 있어서 부유체와의 상호간섭 효과 뿐만 아니라 고주파수 영역에서의 공진을 충분히 고려하여 결정해야 한다. 5) 구조물의 설계시 Surge mode에서는 장주기 표류운동을 발생시키므로 Set down 등의 현상을 고려해야 한다.

본 논문의 목적은 전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성을 보다 깊이 있게 검토하는 것이다. 이를 위하여 J. Okada 등이 제안한 좌굴평가식을 사용하여 세장비에 따른 좌굴강도 평가를 수행하였다. 좌굴강도 평가 결과들로부터 세장비 L/R=3.1, 1.6, 그리고 1.0을 갖는 세가지 좌굴시험체를 결정하고 이에 대한 수치해석과 좌굴특성시험을 수행하였다. 그 결과, 세장비 L/R=3 이상인 경우 평가식에서 예측된 바와 같은 굽힘좌굴이 지배적으로 나타났으며 세장비 L/R=1.0이하로 작을 경우에는 전단좌굴이 지배적으로 나타났고, 세장비 L/R=1.6 영역에서는 전단과 굽힘좌굴이 동시에 발생하는 복합자굴 특성이 나타났다 그리고 수치해석과 평가식에 의한 좌굴특성평가 결과는 시험결과들과 잘 일치하였다.

본 연구에서는 복합재료 원통쉘의 정적 구조해석 결과를 신경회로망에 적용하여 원통쉘에 가해진 하중특성을 추론하였다. 신경회로망 알고리즘은 역전파 학습법의 학습율이 가변적으로 조정될 수 있도록 프로그램을 개발하였으며, 입력패턴은 원통쉘에 하중이 가해졌을 때, 원통쉘의 측면에서 발생하는 9지점의 변형률을 이용하였다 출력층은 가해진 하중특성으로 설정하였으며, 학습결과 원통쉘의 하중특성 추론 학습에 성공하였다. 은닉층의 층수를 1층에서 3층까지 학습결과를 비교분석하였으며, 하중특성은 0.5% 이내로 추론이 가능해졌다. 본 연구 결과 신경회로망을 이용한 복합재료 원통쉘의 역공학이 가능해졌다.

물체가 수중에 입수할 때, 원래의 운동에너지는 물체와 그 주위의 물에 부가질량 형태로 분배된다. 이러한 에너지 혹은 운동량의 전달에 기인하여 물체는 유체동력학적 충격력과 가속도를 받는다. 이러한 충격거동은 수중운동체의 공중 발사에 중요한 고려 요인이 된다. 본 논문에서는 구명정 모델을 바탕으로 원통형 물체의 입수에 대한 충격거동을 해석하는 근사기법을 제안하였다. 충격력은 von Karman의 운동량 이론으로 계산하고, 운동, 특히 가속도는 유체동력학적 힘의 평형에 의하여 유도된 운동방정식의 수치 적분으로 계산하였다. 제안된 방법은 입수충격을 받는 물체의 초기설계나 운동 해석을 위한 단순하면서도 효과적인 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

현재 국내에서 개발중인 액체금속로 원자로구조물의 내진설계 및 지진해석을 위하여 원자로내부에 존재하는 유체-구조물 상호작용을 고려한 단순지진해석 모델링 개발이 필수적이다. 이를 위하여 본 논문에서는 유체속에 잠긴 동축원통 구조물의 유체부가질량에 대한 이론적 배경을 검토하였으며 기존의 유체부가질량법을 고려하여 시간이력 지진응답해석을 수행할 수 있는 Runge-Kutta 수치해석 알고리즘을 사용한 해석코드를 개발하였다. 개발된 지진해석코드를 사용하여 유체속에 잠긴 두개의 동축원통 구조물의 진동특성과 지진응답에 대한 유체부가질량의 영향을 살펴보았다. 적용예로서 두개의 동축원통에 대한 단순지진해석모델을 가정하고 유체부가질량을 고려한 진동특성해석과 지진응답해석을 수행한 결과 유체가 채워진 동축원통 구조물은 유체와의 상호작용으로 인하여 구조물의 진동특성과 지진응답특성이 크게 영향을 받으며 지진응답해석시 연계항을 포함한 유체부가질량의 영향을 신중하게 고려할 필요가 있는 것으로 나타났다.

Because of the inherent flexibility in their design for improved material properties, composites have wide applications in aerospace vehicles and automobiles. The purpose of this study is to investigate the energy absorption characteristics of CFRf (Carbon Fiber Reinforced Plastics) tubes on static and impact tests. Static compression tests have been carried out using the static testing machine(Shin-gang buckling testing machine) and impact compression tests have been carried out using the vertical crushing testing machine. When such tubes were subjected to crushing loads, the response is complex and depends on the interaction between the different mechanisms that control the crushing process. The collapse characteristics and energy absorption were examined. Trigger and interlaminar number affect the energy absorption capability of CFRP tubes.