With the importance of permanent disposal of high-level radioactive waste (HLW) generated in Korea, the deep geological disposal system based on the KBS-3 type is being developed. Since the deep geological repository must provide the long-term isolation of HLW from the surface environment and normal habitats for humans, plants, and animals, it is essential to assess the longterm performance of the disposal facility considering thermal-hydraulic-mechanical-chemical (TH- M-C) evolution. Decay heat dissipated from HLW contained in the canister causes an increase in temperature in the adjacent area. The requirement for the maximum temperature is established in consideration of the possibility of bentonite degradation. Therefore, when designing the repository, the temperature in the region of interest should be identified in detail through the thermal evolution assessment to ensure that the design requirement is satisfied. In the thermal evolution analysis, it is needed to evaluate the temperature distribution over the entire area of the disposal panel to consider the heat generated from both a single canister and adjacent canisters. Computational fluid dynamics (CFD) codes are widely used for detailed temperature analysis but are limited to simulating a wide range. Accordingly, in this study, we developed an analytical solution-based program for efficiently calculating the temperature distribution throughout the deposition panel, which is based on threedimensional heat conduction equations. The code developed can assess the temperature distribution of engineered and natural barrier systems. Principal parameters to be inputted are as follows: (a) geometry of the panel (e.g. width, length, height, spacing between canisters), (b) geometry of the canister (e.g. diameter, height), (c) thermal properties of bentonite and host-rock, (d) initial conditions (e.g. residual heat, temperature), and (e) time information (e.g. canister emplacement rate, time-interval, period). Through the calculation for the conceptual problem of a deposition panel capable of accommodating 900 (i.e. 30×30) canisters, it was confirmed that the program can adequately predict when and where the maximum temperature will occur. It is expected that the overall temperature distribution within the panel can be obtained by the evaluation of the entire region using this program reflecting the detailed design of the repository to be developed in the future. In addition, the thermal evolution analysis considering the influence of other canisters can be performed by applying the results as boundary conditions in the CFD analysis.

In this study, we investigated the dynamic stability of the system and the semi-analytical solution of the shallow arch. The governing equation for the primary symmetric mode of the arch under external load was derived and expressed simply by using parameters. The semi-analytical solution of the equation was obtained using the Taylor series and the stability of the system for the constant load was analyzed. As a result, we can classify equilibrium points by root of equilibrium equation, and classified stable, asymptotical stable and unstable resigns of equilibrium path. We observed stable points and attractors that appeared differently depending on the shape parameter h, and we can see the points where dynamic buckling occurs. Dynamic buckling of arches with initial condition did not occur in low shape parameter, and sensitive range of critical boundary was observed in low damping constants.

PURPOSES : In this paper, the analytical solutions suggested to simulate the behavior of rheological fluids were rigorously re-derived and investigated for fixed conditions to evaluate the applicability for the solutions on a mini-cone slump test of cement paste. The selected solutions with proper boundary conditions can be used as reference solutions to evaluate the performance of numerical simulation approaches, such as the discrete element method. METHODS: The slump, height, and spread radius for the given boundary and yield stress conditions that are determined by five different analytical solutions are compared. RESULTS: The analytical solution based on fluid mechanics for pure shear flow shows similar results to that for intermediate flow at low yield stresses. The fluid mechanics-based analytical solution resulted in a very similar trend to the geometry-based analytical solution. However, it showed a higher slump at high yield stress and lower slump at low yield stress ranges than the geometry-based analytical model. The analytical solution based on the mini-cone geometry was not significantly affected by the yield criteria, such as von Mises and Tresca. CONCLUSIONS: Even though differences among the analytical solutions in terms of slump and spread radius existed, the difference can be considered insignificant when the solutions were used as reference to evaluate the appropriateness of numerical approaches, such as the discrete element method.

본 논문은 강체간의 충돌에 의한 충격력에 대한 수학적 정해 및 고준위폐기물 처분용기의 지면 추락낙하사고 시의 충돌충격에의 응용 논문으로 강체간 충돌에 의해 발생하는 충격력 특히 고준위폐기물 처분용기의 지면 추락낙하 충격사고 시 처분용기에 가해지는 충격력을 구하는 기구동역학 수치해석 연구를 수행하였다. 이를 통하여 고준위폐기물 처분용기의 구조안전성 설계과정에서 요구되는 처분용기 처분 시 사고로 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 경우 처분용기에 가해지는 충격력을 수치적으로 구하였다. 수치해석 연구의 주된 내용은 기구동역학해석 상용 컴퓨터코드를 이용하여 처분장에서 운반차량으로 처분용기 운반중 사고로 추락낙하 하여 지면과의 충돌 시에 처분용기에 가해지는 충격력을 구하는 기술적인 방법에 관한 것이며 이를 토대로 지면과 충돌하는 처분용기에 발생하는 충격력을 구하는 문제를 수치적으로 다루었다. 이렇게 수치적으로 구한 충격력을 이론적으로 구한 값들과 비교하였다. 비교결과 이론값들과 잘 일치함을 알 수 있었다.

A steady-state analysis and a simple dynamic model as simplified methods are developed, and results of energy consumption loads are compared with results obtained using computer to evaluate the analytical solution. Before obtaining simplified model a mathematical model is formulated for the effect of wall mass on the thermal performance of four different houses having various wall construction. This analytical study was motivated by the experimental work of Burch et al. An analytical solution of one-dimensional, linear, partial differential equation for wall temperature profiles and room air temperatures is obtained using the Laplace transform method. Typical Meteorological Year data are processed to yield hourly average monthly values. This study is conducted using weather data from four different locations in the United States: Albuquerque, New mexico; Miami, Florida; Santa Maria, California; and Washington D.C. for both winter and summer conditions. The steady state analysis that does not include the effect of thermal mass can provide an accurate estimate of energy consumption in most cases except for houses #2 and #4 in mild weather areas. This result shows that there is an effect of mass on the thermal performance of heavily constructed house in mild weather conditions. The simple dynamic model is applicable for high cycling rates and accurate values of inside wall temperature and ambient air temperature.

Stirling기관(機關)의 성능(性能) 예측(豫測)을 위한 1차원해석방법(次元解析方法)으로서 지금까지는 온도(溫度)의 기준(基準)으로 팽창(膨脹) 및 압축공간(壓縮空間)의 작동유체(作動流體)의 온도(溫度)를 각각(各各) 가열기(加熱器)와 냉각기내(冷却器內)의 작동유체(作動流體)의 온도(溫度)와 동일(同一)하게 취급(取扱)하였으나 실제로는 등온팽창(等溫膨脹), 등온압축(等溫壓縮)의 변화(變化)를 수행시킬 수 없으므로 팽창공간내(膨脹空間內)의 온도(溫度)는 가열기내(加熱器內)의 온도(溫度)보다 낮고, 압축공간내(壓縮空間內)의 온도(溫度)는 냉각기내(冷却器內)의 온도(溫度)보다 높기 때문에 실제(實際)와 부합(符合)되지 않는 점이 있었다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 팽창(膨脹) 및 압축공간내(壓縮空間內)의 대표온도(代表溫度)를 팽창공간내(膨脹空間內)의 온도(溫度) 저하(低下)와 압축공간내(壓縮空間內)의 온도(溫度) 상승(上昇)을 고려하여 성능(性能)을 평가(評價)한 결과(結果), 팽창공간내(膨脹空間內)의 작동유체(作動流體) 온도(溫度)를 가열기(加熱器)와 가열기(加熱器)부터 기관압축비(機關壓縮比) 에 상당하는 단열압축(斷熱壓縮)을 했을 때의 온도(溫度)와의 평균온도(平均溫度)로 하고 압축공간내(壓縮空間內)의 작동유체(作動流體) 온도(溫度)를 냉각기(冷却期)와 냉각기(冷却期)로부터 기관압축비(機關壓縮比) 에 상당하는 단열압축(斷熱壓縮)했을때의 온도(溫度)와의 평균온도(平均溫度)로 선정(選定)한 경우가 팽창공간내(膨脹空間內)의 온도저하(溫度低下)만을 고려하고, 압축공간(壓縮空間)의 온도(溫度)는 냉각기내(冷却期內)의 온도(溫度)와 동일(同一)하게 취급(取扱)했을 경우, 그리고 팽창공간(膨脹空間)과 압축공간내(壓縮空間內)의 작동유체(作動流體)의 온도(溫度)를 각각(各各) 가열기(加熱器)와 냉각기내(冷却器內)의 작동유체(作動流體)의 온도(溫度)와 동일(同一)하게 취급(取扱)하였을 경우보다 실측치(實測値)에 더 접근(接近)하였다.

본 연구에서는 하폭, 하상수리전도도 등의 하천수리특성을 고려할 수 있는 Baalousha (2012)의 해석해를 이용하여 안성천 상류구간 인근에 위치한 관정 17개에 대해 지하수 양수로 인한 하천수 감소량을 산정하고 그 특성을 고찰하였다. 해석해 적용을 위해서 양수시험과 시피지시험을 통해 측정한 대수층과 하상의 수리특성값을 이용하였다. 양수기간 5년 동안 양수량 대비 하천수 감소량은 약 0.23에서 0.89로 관정 위치별로 차이가 크게 나타났으며, 하천고갈인자(Stream Depletion Factor, SDF) 값이 1,000일보다 큰 경우 0.4 미만으로 양수의 영향이 작은 것으로 분석되었다. Baalousha (2012) 해석해 적용 결과를 미소하폭에 대한 Hunt (1999) 해석해 적용 결과와 비교한 결과 연구대상 지역은 상대적으로 간단한 Hunt (1999) 해석해로 지하수 양수 영향을 파악하는데 충분한 것으로 분석되었다. 또한 투수량계수, 저류계수, 하상수리전도도, 하폭, 하천-관정 이격거리, 하폭 등의 수리특성치 조합에 따른 총 3,000가지 조건에 대해 각각의 해석해로 5년 평균 하천수 감소비를 구하여 비교한 결과 하천-관정 이격거리가 하폭 보다 길어야 두 해석해의 차이가 작아 하폭의 영향이 감소하는 것으로 분석되었다.

This study aims to apply multistage homotopy perturbation method (MHPM) to SDOF space truss to obtain a semi-analytical solution. For the purpose, a nonlinear governing equation is derived in consideration of geometrical nonlinearity, and homotopy equation is formulated. The result of carrying out dynamic analysis on a simple model is compared to a numerical method of 4th order Runge-Kutta method (RK4), and the dynamic response by MHPM concurs with the numerical result.

본 연구는 수리실험으로 얻어진 권파에 의한 월파수괴의 유속을 댐붕괴흐름과 비교하여 거동의 유사성을 검토하였다. 댐붕괴흐름은 해석해가 간략하고 월파 거동과 유사함으로 인해 월파의 유속산정에 이용되어왔다. 월파는 일반적으로 많은 연행기포로 인해 기존의 유속측정기법을 적용하는데 제한을 받게 되므로, 본 실험에서는 기포나 기포조직모양을 이용한 기포영상유속계를 이용하여 월파 유속을 측정하였다. 실험결과로부터 월파의 유속단면을 검토하였고, 단면의 최대유속과 수심평

해안 지역의 관정에서 지하수를 개발하면 해수가 침투하며 많은 경우 대상 지역의 지하수 개발가능량은 허용될 수 있는 추가 해수침투 거리로 제한된다. 본 연구에서는 주어진 허용 추가 해수침투 거리를 위배하지 않는 해안 지역의 지하수 개발가능량을 평가할 수 있는 수식을 개발하였다. 개발가능량 산정을 위한 수식의 유도에는 Strack의 단일 포텐셜 해석해가 이용되었다. 개발가능량은 추가 허용 해수침투 거리를 늘림에 따라 증가하지만 critical point로