본 논문에서는 열린 셀 구조의 3차원 마이크로 엮임 재료에 대해서 다양한 전산 시뮬레이션을 수행하고 재료의 특성을 수치적으로 분석하였다. 엮임 재료에 대한 수치 해석의 정확도를 높이기 위해서 각 축 방향별 와이어 사이의 간격을 6개의 변수로 매개화 하였으며, 기존의 정육면체 대신에 사면체의 요소로 바꾸어 엮임 재료의 기하학적 형상을 더 사실적으로 구현하였다. 개선된 수치모델에 대해서 상용 프로그램을 이용해 기계적, 열역학적, 유체역학적 해석을 수행하였으며, 그 정확도를 검증하기 위해서 기존의 실험 결과와 비교하였다. 또한 x 및 y 방향으로 와이어 간격을 변화시켜 가며, 3차원 엮임 재료의 여러 물성치에 대한 파라메트릭 테스트를 수행하였으며, 물성치의 변화 경향 및 민감도를 살펴보았다. 이를 통해서 3차원 엮임 재료의 물성치 사이의 상관관계를 애슈비 차트와 함께 살펴보았으며, 기존의 벌크 형태의 금속 재료와는 다른 재료 특성들로 인해 그 활용도가 높을 것으로 기대한다.

풍공학분야에 특화된 학술지인 한국풍공학회지에서 발간된 논문에 대해 토픽모델링 기법 중 잠재의미분석(LSA)와 잠재디리 크레할당(LDA)을 적용하여 연구주제 추출의 적합성을 비교 평가하였다. 토픽간의 유사도를 평가하기 위해 문서토픽행렬을 이용한 상 관분석법을 제안하였으며, 이를 적용하여 문서단어행렬의 특성벡터로부터 토픽을 추출하는 LSA 대비 단어의 결합확률을 이용하는 LDA가 토픽 구성단어를 2배 이상 사용하여 보다 독립적인 토픽을 추출하였다는 평가결과를 얻었다. 학술지의 연구주제를 종합하면 ‘building’, ‘bridge’를 ‘연구대상’으로 ‘wind speed’, ‘wind load’, ‘vibration control’을 ‘연구목적’으로 ‘wind tunnel test’, ‘numerical method’의 ‘연구방법’을 사용하였다. 향후 토픽모델링은 연구주제를 ‘연구대상’, ‘연구목적’, ‘연구방법’의 구조적인 결합으로 정의하여 단어의 사용특성을 반영하는 방식으로 개선되어야 할 것으로 사료된다.

This study simulated strong ground motion waveforms in the southern Korean Peninsula, based on the physical earthquake modeling of the Southern California Earthquake Center (SCEC) BroadBand Platform (BBP). Characteristics of intensity attenuation were investigated for M 6.0-7.0 events, incorporating the site effects. The SCEC BBP is software generates broadband (0-10 Hz) ground-motion waveforms for earthquake scenarios. Among five available modeling methods in the v16.5 platform, we used the Song Model. Approximately 50 earthquake scenarios each were simulated for M 6.0, 6.5, and 7.0 events. Representative metrics such as peak ground acceleration (PGA) and peak ground velocity (PGV) were obtained from the synthetic waveforms that were simulated before and after the consideration of site effects (VS30). They were then empirically converted to distribution of instrumental intensity. The intensity that considers the site effects is amplified at low rather than high VS30 zones.

국내 중·저준위 방사성폐기물 처분시설로 고려되고 있는 표층처분시설의 불포화대에서 핵종 이동을 야기하는 지하수 유동을 평가하기 위하여 유한요소법 기반의 COMSOL Multiphysics을 이용한 수치모델을 개발하였다. 그리고, 처분장 가장자리 를 대상으로 처분고, 뒤채움재, 처분덮개로 구성되는 표층처분시설과 그 아래에 위치한 불포화대를 포함한 수직 2차원의 모델 영역을 구성하여, 시나리오 별 모델링을 수행하였다. 지속적 강수 유입 조건과 간헐적 강수 유입 조건 비교에서 포화도의 파동 현상을 제외하고는 뚜렷한 차이점을 보이지 않는 것으로 판단되었다. 불포화대의 공극률이나 잔류함수비와 같은 입력 자료는 전반적으로 불포화대 지하수 유동에 큰 영향도가 없는 것으로 판단되었다. 하지만, 불포화대의 수리전도도는 지하수 유동에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 즉, 처분고로의 지하수 유입 속도를 판단하기 위해서는 불포화대의 수리전도도 특성이 신중하게 고려되어야 할 것으로 판단되었다.

The fatigue characteristics of glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites were studied under repeated loads using the finite element method (FEM). To realize the material characteristics of GFRP composites, Digimat, a mean-field homogenization tool, was employed. Additionally, the micro-structures and material models of GFRP composites were defined with it to predict the fatigue behavior of composites more realistically. Specifically, the fatigue characteristics of polybutylene terephthalate with short fiber fractions of 30wt% were investigated with respect to fiber orientation, stress ratio, and thickness. The injection analysis was conducted using Moldflow software to obtain the information on fiber orientations. It was mapped over FEM concerned with fatigue specimens. LS-DYNA, a typical finite element commercial software, was used in the coupled analysis of Digimat to calculate the stress amplitude of composites. FEMFAT software consisting of various numerical material models was used to predict the fatigue life. The results of coupled analysis of linear and nonlinear material models of Digimat were analyzed to identify the fatigue characteristics of GFRP composites using FEMFAT. Neuber’s rule was applied to the linear material model to analyze the fatigue behavior in LCF regimen. Additionally, to evaluate the morphological and mechanical structure of GFRP composites, the coupled and fatigue analysis were conducted in terms of thickness.

In this study, system modeling and dynamic analysis of crane are conducted. Especially, among many different kinds of a crane system, the issues on crane operating problems installed on the vessel are considered. As well known, marine systems including cranes are exposed to various disturbances such as vessel motions, hydrodynamic forces, wave and wind attack, etc. In order to analysis the system dynamic with environmental conditions, the authors derived the nonlinear dynamic model of offshore crane and derived a linear model which is used for designing the control system. Using the obtained nonlinear and linear models, simulations were conducted to evaluate the usefulness of the obtained models. By simulation and result evaluation, the usefulness of the linear model, which presents the dynamics, is effectively verified.

인장 강도는 복합 재료를 설계하기 위한 필수 변수이므로 개방 홀 인장 시험을 통해 복합 재료의 인장 강도를 측정한다. 그러나 인장 시험을 올바르게 모델링하는 것은 섬유와 매트릭스 손상, 층간분리 및 섬유와 매트릭스 사이의 손상 같은 다양한 손상을 수반하기 때문에 매우 어려운 과제다. 따라서 섬유와 매트릭스 사이의 면내 파괴 및 층간분리를 평가하기 위해 본 연구에서는 점진적 손상 모델을 개발하였다. 하신 손상 모델과 응집 영역 접근법을 층과 층간분리를 모델링하는데 사용하였다. 현재 모델의 결과를 이전에 발표된 실험 및 수치 결과와 비교하여 검증하였다. 이를 통해 유한요소해석에서 층간분리를 무시하면 인장 강도가 과대평가 된다는 것을 확인할 수 있었다.