The effect of the change in air inflow velocity has been investigated at the opening of the malodor emission source to determine its influence on the Complex odor concentration. Both the Complex odor collection efficiency and concentrations were measured according to the change in airflow velocity. When the air inflow velocity was 0.1 m/s, it was observed that some of the generated gas streams were diffused to the outside due to low collection efficiency. In contrast, only the increased gas collection volume up to 0.5 m/s showed no substantial reduction of the Complex odor concentration, which indicates an increase in the size of the local exhaust system as well as the operation cost for the Complex odor control device. When the air inflow velocity reached 0.3 m/s, the Complex odor concentrations not only were the lowest, but the odorous gas could also be collected efficiently. The air inflow velocity at the opening of the malodor emission source was considered the key factor in determining the gas collection volume. Therefore, based on the results of this study, an optimal air inflow velocity might be suggestive to be 0.3 m/s.

소형선박 기관실 내 화재 시 개구부 유동 및 온도에 대해 FDS(Fire Dynamics Simulator)를 이용하여 화재시뮬레이션을 수행하였다. 열방출률이 10 kW 급인 경유(Diesel) 화재를 대상으로 하였고, 천장 통풍통의 위치, 측면 개구부 유·무 및 크기에 대한 영향을 파악하였다. 측면 개구부의 유·무 및 크기는 연기 거동 뿐 아니라 개구부를 통한 질량 유량 및 온도에 지대한 영향을 미쳤다. 측면 개구부가 미설치되거나 크기가 작은 경우 연기층이 기관실 내 바닥까지 도달하였고, 측면 개구부의 크기가 증가함에 따라 개구부를 통한 질량 유량이 증가하고 온도는 감소하는 경향이 나타났다. 반면, 천장 통풍통의 위치가 연기 거동, 개구부를 통한 질량 유량 및 온도에 미치는 영향은 측면 개구부 크기에 비해 상대적으로 미미한 것으로 관찰되었다. 따라서 소형선박의 기관실 내 화재 시 안전성 향상을 위해서는 천장 통풍통 위치보다 측면 개구부의 크기가 더 중요한 설계 인자인 것으로 판단된다.

본 논문에서는 초고층 건물의 철근콘크리트 아웃리거 벽체 개구부의 최적설계를 위한 수학적 최적화 프레임워크를 제시하였다. 전용 유한요소해석 프로그램을 이용하여 아웃리거 벽체를 해석하였으며 깊은 보의 스트럿-타이 거동을 고려하여 개구부를 배치하였다. 최적화를 위해 파이썬 SciPy 라이브러리 중 순차이차계획법(Sequential Quadratic Programming)을 이용하여 제약 경계 최적화를 수행 하였다. 최적화에 필요한 미분가능한 연속 함수를 얻어내기 위해 선형 보간법을 사용하였으며, 최적화 프로그램의 효율성을 위해 데이터베이스를 이용하였다. 2변수 최적화의 결과를 탐색 알고리즘의 이동 경로를 통해 살펴본 결과 알고리즘이 최적화된 결과를 효율적으로 찾아냄을 확인하였다. 그리고 개구부의 폭을 모두 같게 설정한 것이 아닌 각각의 개구부의 크기를 개별 변수로 설정하였을 경우 목적함수의 값이 최소화되어 더 우수한 최적화 결과를 도출함을 확인하였다. 또한, 최적화의 과정에 있어 데이터베이스를 이용할 경우 최적화 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 중앙 개구부를 갖는 카본나노튜브/유리섬유/폴리머 합성 복합 적층쉘을 다루었다. 수정된 Halpin-Tsai 모델과 마이크로 역학적 접근방법은 단일벽 탄소나노튜브의 합성 비율에 따른 탄성적 물성변화를 추정하기 위하여 적용되었다. 유한요소 해석을 통하여 쉘의 고유진동 및 모드 특성을 분석하였다. 탄소나노튜브의 무게 비율, 보강섬유 각도, 개구부 크기, 고 유진동수 및 고유모드의 상관관계를 규명하였다. 개구부를 갖는 경우와 갖지 않는 경우에 대하여 곡률 변화에 따른 기존 문헌 과의 비교를 통하여 본 연구결과를 검증하였다. 본 연구결과는 고유진동 특성에 영향을 미치는 탄소나노튜브 보강의 중요성을 보여준다.

본 연구에서는 적층된 중앙개구부를 갖는 CNTFPC 복합재 판에 대하여 기하학적 비선형 동적 해석을 수행하였다. Hewitt and Malherbe 멀티스케일 모델을 기반으로 MWCNT의 함유 비율과 중앙개구부의 크기 변화에 따른 영향을 분석하였다. 1차전단변형 판이론에 근거하여, Newmark 방법과 Newton-Raphson 반복기법이 비선형 동적해석을 위하여 적용되었다. 본 연구에서 제안한 방법은 기존 문헌으로부터 도출 결과와 비교 검증하였다. 수치해석 예제는 MWCNT의 적절한 함유량 및 적층된 CNTFPC 구조의 구조성능의 향상시킬 수 있는 상호 관계를 상세 규명하였다.

In this study, the structural analysis of the structural insulation panels with openings was carried out. The analytical results were compared with those of the previous structural performance tests. The structural behavior of the structural insulation panels subjected to eccentric axial load with the opening size, installation direction as parameters was analyzed through finite element analysis. Through this, we propose an optimal opening shape suitable for the structural insulation panel.

As the size of the wind turbine tower becomes larger and larger, research on assembled wind turbine tower that is advantageous for transportation and installation is continuing. Large wind turbine tower require door openings for maintenance. The opening of the tower has an irregular cross section, and an excessive stress is generated due to the door opening. The result is structural damage to the tower and many accidents. In this research, stress analysis was performed on a model with internal stiffener to prevent excessive stress. The stress was investigated around the openings where the tower was resonant and excessive stressed, and the shape of the openings was optimized. Through optimization, we confirmed that the maximum stress was reduced by about 6% with respect to the initial value.

Cylindrical steel shell sections have been applied in various engineering fields particularly in recent installations of wind turbine towers. Hence, many researchers are interested in studying cylindrical steel shell structures. However, studies on the effect of the presence or absence of openings are insufficient. Thus, the design criteria for the opening as well as the behavior of wind turbine tower are not clearly presented. Therefore, this study examines the ultimate strength and the behavior of wind tower in consideration of openings, presence of stiffeners, changes in opening width, and thickness variation of stiffeners. ABAQUS, a universal finite element analysis program, was used in to conduct this research. Finally, the results of this study can be a reference for the design and production of wind towers with openings.

As the size of the wind power becomes larger, the development of the assembly type wind power which is advantageous in transportation and installation is active. This advantage comes from the economic point of view, and the stiffener is applied to the inner side, so that the safety is high. Large wind power require door openings for maintenance. The door opening has an irregular cross-section, and an excessive stress active due to the door opening. In this paper, the stresses occurring around the door opening was analyzed. As a result, small stress values were appeared in the tower, as the number of stiffeners were increased. Also, stress values were decreased a little in the tower as the opening shape become to ellipse was closer.

In this study, nonlinear finite element analysis based on the Modified Compression Field Theory has been conducted to evaluate shear strength of RC walls with opening. On the analysis, reinforcement ratio within development length of rebars nearby the opening was reduced in the model in order to investigate the effect of opening on shear strength of RC shear walls. The nonlinear finite element analysis has been verified through comparison with the test result in literature. Through the verification, it was investigated that the analysis considering the development length of rebars well reflected the effect of an opening on shear strength of RC shear walls while current design provisions did not reasonably consider one.

The initial production scale of wind tower is very few. But recently, the production scale of wind tower structure has increased gradually because it maximizes the efficiency in green energy. Many researchers are studying the wind tower, but there is no study about the difference of allowable buckling stress of the wind tower with and without opening. Guideline of codes and standards are very limited when designing a wind tower with an opening. It is also rarely that a study considers the design of the wind tower to be a tubular shell with or without an opening. ABAQUS, a general purpose finite element program, which provides safety evaluation and economical standards for the design and behavior of the wind tower considering the effect of opening was used in the study. Finally, results from this study can serve as reference for structural engineers, manufacturers and further studies of wind turbine when designing a tubular shell wind tower with an opening.

일반상선 중 액화천연가스(LNG) 재기화 선박은 기존의 LNG 운반선에 액화된 LNG를 다시 기화할 수 있는 추가설비를 갖춘선박이다. 이 선박은 해상에서 천연가스를 해저 터미널을 통해 이송하는 수중 터렛 시스템을 보유한다. 하역작업을 완료한 선박이 운항 시에는 수중 터렛이 없음으로 인해 선수부 바닥이 열려 있는 개구부 즉, 오프닝 상태가 발생한다. 본 연구의 주 목적은 오프닝 상태로 운항 시 발생되는 속도손실을 CFD를 이용한 유동해석과 예인수조에서의 모형시험을 통하여 정확하게 파악하였다. 모형시험에서는 나선 상태와 오프닝 상태에서 저항 및 자항성능을 평가하였다. 실험에서는 터프트 법에 의한 유선조사시험을 이용하여 오프닝 내부유동의 변화를 정량적 또는 정성적으로 보다 더 상세한 조사를 하였다.

In the case of the fire to the exterior of the building through openings, the openings of the adjacent building are exposed to the risk of combustion expanding and factors that affect the combustion in the radiant heat and direct flame. Recent five years, fire of the adjacent building indicated that incidence of the 5,134(2.27%) among total 225,934 cases occurred The damage scale of fire expanded was lower than in a single building but casualties(5.46%) and property(25.0%) damage were higher. Therefore, this study provides to analyze the operating status for fire protection equipment of fire-preventing area in the Seoul and to apply measures to improve fire protection equipment according to narrow the distance between the building openings studied.

본 연구는 조적공사 중 반매(0.5B)쌓기 시멘트벽돌 시공시 개구부 상부에 시공되는 중량의 인방보용 콘크리트 구조물 대신 경량의 강재구조물을 안전하게 사용할 수 있 도록 강재구조물이 개구부 상부 시멘트벽돌 하중을 견딜 수 있는지 실험을 통해 검증 해 보기위한 것이다. 강재구조물이 시멘트벽돌을 쌓는데 방해가 되지 않도록 강재구조 물 형상을 제안하였고 휨실험을 실시하여 구조형상을 검증하였다. 실험결과를 바탕으로 강재구조물에 치올림(camber)을 두어 시멘트벽돌 반매(0.5B)쌓기 실물 재하시험을 실시 한 결과 시공성이 개선되고 공사 중 안전사고 방지에도 효과가 있는 것으로 확인되었다.

일반적으로 깊은 보의 개구부 보강을 할 경우 개구부 주변의 부족한 내력에 대해 수직, 수평, 대각, 혹은 혼합된 배근 형태를 사용하게 되는데, 경제성과 구조적 안전성을 고려하기 위해서는 각 배근 형태 및 방법에 따른 깊은 보의 거론 평가와 적절한 조합에 관한 연구가 절실히 필요하다. 이에 본 연구에서는 개구부 보강방법을 변수로 한 simulation 모델을 통해 수직, 수평 보강의 효과에 대해 해석적으로 검증을 한 후, 각 규준에서 제시하고 있는 개구부가 있는 깊은 보의 전단 내력식을 분석하고 해당 식을 보완하여 단순지지 1경간 및 연속 경간에 적용 가능한 전단 내력 산정식을 제안하고자 한다.

현재 국내에서는 벽체와 바닥판으로만 구성된 벽식 구조형식의 아파트 건물이 많이 사용되고 있다. 또한 청력에 대한 저항이 뛰어나기 때문에 전단벽 코어를 갖는 입체골조구조물이 고층 빌딩의 구조시스템으로 자주 이용된다. 기능적인 이유로 인해 이러한 구조물들의 전단벽에는 하나 또는 여러 개의 개구부가 발생하게 된다. 개구부가 있는 전단벽을 정확하게 해석하기 위해서는 여러 개의 유한요소를 사용하여 구조물을 세분모형화하는 것이 필요하다. 그러나, 전체 구조물을 유한요소로 세분하여 모형화하는 것은 막대한 해석시간과 컴퓨터 메모리를 소요하게 된다. 개구부의 수, 크기, 위치에 상관없이 적용할 수 있는 효율적인 해석기법이 본 논문에서 제안되었다. 제안된 해석기법에서는 슈퍼요소와 부분구조, 행렬응축, 가상보 등을 이용하였고 제안된 해석기법의 효율성을 검증하기 위해 벽식구조물과 전단벽 코어를 갖는 입체골조구조물의 3차원 해석이 수행되었다. 예제구조물의 해석을 통해 제안된 해석기법이 해석시간과 컴퓨터메모리를 크게 감소시키고, 정확한 해석결과를 얻을 수 있음이 확인되었다.

현재 국내에서는 벽과 슬래브으로만 이루어진 벽식 구조형식의 아파트 건물이 많이 사용되고 있다. 아파트 건물의 전단벽에는 기능적인 필요에 의하여 한 개 혹은 여러 개의 개구부가 존재할 수 있다. 이러한 개구부가 있는 전단벽의 해석에 대해서 기존에 많은 연구가 수행되어 왔으나, 적용하는데 많은 해석시간과 컴퓨터 메모리가 필요하는 등 여러 가지 제한점 때문에 실제 해석 및 설계에는 별로 적용되지 못하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존 연구의 제한점들을 개선하여 개구부 크기, 위치 및 개수에 관계없이 적용할 수 있는 해석 방법을 제안하였다. 개구부가 있는 전단벽을 정확하게 해석하기 위해서는 전단벽을 평면응력요소로 세분화하여 모형화하는 것이 필요하다. 그러나 아파트 건물 전체를 평면응력요소로 세분하여 모형화하는 것은 상당한 해석시간과 컴퓨터 메모리가 소요되므로 실무에 적용하기에는 어려운 점이 많다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하고자 슈퍼요소와 행렬응축기법, 그리고 가상보를 사용한 해석기법을 제안하였다. 제안된 해석기법의 효용성을 검증하기 위하여 다양한 크기와 위치의 개구부가 있는 예제구조물을 선택하여 정적 및 동적해석을 수행하였다. 예제해석 결과 제안된 해석기법은 소요되는 해석시간과 컴퓨터 메모리를 대폭 줄이면서도 세분모델과 비슷한 정확성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.