FRP 복합재 중 CFRP(Carbon Fiber Reinforcement Plastic)는 현재 Rebar, Plate, Grid 등 다양한 형태로 RC 구조물에 내‧외부 보강재로써 사용되고 있다. 이 중 CFRP Grid의 경우 국내에서 상용화가 되지 않아 다른 형태의 보강재보다 성능 분석 및 평가 기준이 미흡한 실정이다. 이에 따라 본 연구에 서는 Grid의 Strand, 경계조건, ASTM 고정장치의 유무 등 다양한 실험을 통하여 CFRP 그리드의 인 장 성능평가를 진행하였다. 선행 연구에서는 CFRP Grid의 인장시험 고정단의 경계조건에 따른 영향 성 분석을 위해 ASTM D7205 및 ASTM D6637에 따라 Tap-Tap (Type 1), Tap-Mortor (Type 2) 로 구성하여 인장시험을 수행하였으며, 시편의 파단 형상 및 시험 결과값이 가장 안정적인 Type 2를 CFRP Grid의 고정단 경계조건으로 설정하였다. 이러한 선행 연구를 바탕으로 고온 노출에 따른 CFRP 그리드의 인장 성능시험 평가를 진행하였으며, 인장시험은 만능재료시험기 및 고성능 카메라를 활용하여 최대 응력과 탄성계수를 도출하였다. 온도는 FRP의 전이온도인 150℃ 이내의 130℃에서 각 Case 별 5개의 시편을 70분(Case 2), 100분(Case 3), 120분(Case 4), 150분(Case 5) 노출한 후, 고온 에 노출하지 않은 시편(Case 1)과 비교하였다. 실험 결과, Case 5와 Case 1을 비교하여 인장강도와 탄성계수는 각각 최대 51.32%, 44.4% 감소하였다. 결론적으로 고온 환경에서 지속적으로 노출될 경 우, CFRP Grid의 성능이 최대 절반 수준으로 감소 되며 RC 부재 내‧외부에 보강 시에 고온 조건을 면밀히 검토하여 성능 감소를 최소화할 필요가 있다고 판단된다.

A force-free field (FFF) is determined solely by the normal components of magnetic field and current density on the entire boundary of the domain. Methods employing three components of magnetic field suffer from overspecification of boundary conditions and/or a nonzero divergence-B problem. A vector potential formulation eliminates the latter issue, but introduces difficulties in imposing the normal component of current density at the boundary. This paper proposes four different boundary treatment methods within the vector potential formulation. We conduct a comparative analysis of the vector potential FFF solvers that we have developed incorporating these methods against other FFF codes in different magnetic field representations. Although the vector potential solvers with the new boundary treatments do not outperform our poloidal-toroidal formulation code, they demonstrate comparable or superior performance compared to the optimization code in SolarSoftWare. The methods developed here are expected to be readily applied not only to force-free field computations but also to time-dependent data-driven simulations.

In this study, the thermal behavior characteristics of flange case interior were analyzed by the numerical method. The boundary conditions at the inlet port of flange case were the heat flux and heat flux time. As the heat flux time at inlet of case increased, the temperature values gradually increased, and the degree of increase was very small. If the heat flux of the melted iron increases to 2,000,000 W/m2, the temperature change at the case interior will occur largely, causing heat deformation. As a result, in order to reduce thermal defects at the case interior, the heat flux and heat flux time of the melted iron should be set within 500,000 W/m2 and 5 seconds, respectively.

To correctly predict the neutron behavior based on diffusion calculations, it is necessary to adopt well-specified boundary conditions using suitable diffusion approximations to transport boundary conditions. Boundary conditions such as the zero net-current, the Marshak, the Mark, the zero scalar flux, and the Albedo condition have been used extensively in diffusion theory to approximate the reflective and vacuum conditions in transport theory. In this paper, we derive and analyze these conditions to prove their mathematical validity and to understand their physical implications, as well as their relationships with one another. To show the validity of these diffusion boundary conditions, we solve a sample problem. The results show that solutions of the diffusion equation with these well-formulated boundary conditions are very close to the solution of the transport equation with transport boundary conditions.

Torsional constants of both rectangular cross section and circular cross section are induced by exact solution, and was easy to calculate since of simple shape. However, it is very difficult to calculate the torsional constant of both an arbitrary cross-section and a composite cross-section. In this study, a finite element formulation was proposed as a method to calculate the torsional constant of both an arbitrary cross-section and a composite cross-section. From the numerical study, numerical results was compared with exact solution.

본 연구에서는 CORDEX 동아시아 영역에서 경계조건(ERA-Interim, NCEP/DOE2) 및 적운모수화방안(Grell, Emanuel)이 2010년 7월에 공개된 지역기후모델(RegCM4)의 모의성능에 미치는 영향을 평가하기 위해 1989년에 대해 총 4개의 민감도 실험(EG, EE, NG, NE)을 수행하였다. 남한에서의 기온, 강수에 대한 RegCM4의 모의성능을 분석하기 위해 기상청의 기온, 강수자료를 이용하였다. RegCM4는 경계조건 및 적운모수화방안에 관계없이 기온의 공간분포, 계절변동을 잘 모의한 반면, 모든 실험에서 강수의 시 공간 분포를 적절히 모의하지 못하였다. 특히, EG, NG, NE 실험은 여름 강수를 관측보다 현저히 적게 모의하는 등 강수의 계절변동을 전혀 모의하지 못하고 있다. 하지만 EE 실험에서는 여름 강수를 포함하여 계절변동을 상대적으로 잘 모의하였다. 동아시아 여름 몬순 및 강수강도별 강수량, 강수빈도 모의에서도 EE 실험이 우수한 모의성능을 보였다. RegCM4는 경계조건에 관계없이 기온, 강수 모두 여름보다는 겨울에, Grell 보다는 Emanuel 방안을 적용할 때 높은 모의성능을 보였다. 또한 전체적으로 모의성능은 경계조건보다는 적운모수화방안에 더 큰 영향을 받는다.

트럭 축하중에 의한 도로포장체의 응력과 변형은 대부분 다층 탄성 이론에 의해 예측된다. 대부분의 다층 탄성 이론에 의한 이론적 계산값이 연성 포장 재료의 점탄성적 거동특성, 동적 트럭 축하중, 비균등 타이어 접지압 및 형상등을 해석에 고려하지 못하므로, 계측값에 비해 매우 작은 값을 예측하므로서 도로 포장 두께설계가 과소 설계될 우려가 크다. 이와 같은 도로 포장체 구조해석시 이용되는 중요한 변동요소를 포장 재료의 물성 모델 측면, 비균등 접지압 및 형상 측면, 동적 유한요소해석 측면에서 분석하여 이용 가능한 모델을 본 논문에서 제안하였다. 경계조건 및 민감도 분석을 수행을 통한 효과적인 3차원 연성포장의 유한요소해석모델을 결정하는 방법론을 제안하였으며, 최적 유한요소모델 분석결과와 현장에서 취득한 결과와의 상호비교를 통하여 모델의 유의성을 검증하였으며, 동적 접지하중조건, 점탄성물성 모델 등을 3차원 유한요소 모델에 접목하고, 최적 경계조건을 결정하였다.

이 논문은 경계조건에 따른 판구조물의 최적두께분포 변화에 대한 연구결과를 기술하였다. 본 연구에서는 최소화하고자하는 변형에너지를 목적함수로 하고 구조물의 초기 부피 값을 제약조건으로 사용하였다. 판구조물의 두께분포를 표현하기 위하여 쿤이 개발한 조각 면을 이용하였다. 판의 변형에너지를 정확히 계산하기 위하여 퇴화 쉘 요소를 도입하였으며 반복계산을 통하여 최적의 두께분포를 검색하기 위하여 최적화검색기 DOT를 도입하였다. 마지막으로 경계조건에 따른 판의 최적두께 분포에 대한 정량적인 수치해석결과를 제공하기 위하여 정사각형 판을 최적화에 채용하고 그 결과를 자세히 기술하였다.

본 논문에서는 고정 또는 자유 연단 조건의 모든 조합을 고려한 마름모꼴 평판의 휨 진동에 대한 엄밀한 해석방법을 제시한다. 본 논문의 주된 관점은 마름모꼴 평판 둔각 모서리의 경계조건이 고정 또는 자유일 때 휨응력의 특이도를 엄밀히 고려하여 해석하는 것이다. 고정 또는 자유인 모서리 응력 특이도의 중대한 영향력이 이해 될 수 있도록 충분히 큰 165º 둔각모서리를 갖는 마름모꼴 평판에 대하며 엄밀한 무차원 진동수와 수직 변동변위의 전형적인 등고선을 제시하였다.

본 연구에서는 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질층 경계면 구조를 모방 하여 프리캐스트 형식으로 제조된 패널 사이를 후 타설 HDCC로 충전한 실험체와 PE-mesh를 HDCC층의 경계면에 배치한 실험체 등 2가지 경계면 특성을 고려하여 제작한 4종류 실험체의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능 평가 결과 일반적인 휨 시험체 대비 층상화 단면을 적용한 모든 실험체의 연성이 증가하였다. 특히 PE-mesh를 삽입하여 층상화한 방법이 가장 우수한 연성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 삽입된 PE-mesh가 층을 분리하는 경계면 역할을 하고, PE-mesh 체눈 내의 각주형 HDCC는 층과 층 사이의 부착을 견고히 하는 역할을 하였기 때문이라고 사료된다.

The impact factor response spectrum of bridges are generated based on the number of vehicle axles (one and three axles) and their boundary conditions (simply supported and both ends-fixed). In order to investigate the impact factor variation, a RC slab bridge aged over 40 years is considered. The natural frequencies for the current and undamaged initial state are evaluated from field test and FE model, respectively. Considering the natural frequencies and the generated response spectrum, the impact factors for each state are determined. From the result, the impact factor ratio defined the current to initial impact factor are almost same except the one axle and both ends-fixed case.

Blast-resistant doors are installed to protect human life, precious equipments and materials in the plant and other similar industrial facilities, national important SOC, evacuation facilities and military shelter. In this study structural behavior according to the boundary condition is analyzed. For the simulation the FE program LS-DYNA is used. Anaylsis results will be used to design blast-resistant door in detail.

본 논문에서는 지점부 경계조건을 고려하여 단순보의 유한요소모델을 개선하는 기법을 제안하였다. 기존의 유한요소모델개선 기법은 주로 가속도 응답으로부터 추정된 동특성(고유진동수, 모드형상)을 이용하여 유한요소모델을 개선하였다. 이렇게 개선된 유한요소모델은 실제 구조물의 정적응답을 예측하기 어렵고, 잘못된 구조물의 물성치를 추정하는 문제가 발생한다. 제안된 기법은 먼저, 구조물의 처짐과 지점부 회전변위를 계측하여 지점부 경계조건을 간략화한 유한요소모델의 회전 스프링 강성을 정량적으로 추정한다. 회전 스프링 강성이 개선된 유한요소모델과 구조물의 동특성을 사용하여 구조물의 물성치를 추정함으로써 최종 개선된 유한요소모델을 구축된다. 제안된 유한요소 모델 개선 기법과 기존 유한요소모델개선 기법을 수치해석 시뮬레이션을 통하여 비교 및 검증하였다.

This study investigates the simulation skills of RegCM4 for Diurnal Variations (DV) of temperature and precipitation over South Korea according to the Lateral Boundary Conditions (LBCs) using two sets of 30-yr (1981-2010) integration with two LBCs (RG4_HG2: HadGEM2-AO and RG4_ EH6: EHCAM6). In general, RegCM4 successfully reproduces the DV of temperature irrespective of LBCs and seasons. The DV of temperature is well captured in the coastal region compared to that over inland area irrespective of LBCs and season although the magnitude of DV is underestimated. However, it fails to simulate the early morning peak of precipitation irrespective of LBCs, in particular, for summer and autumn although it captures the late afternoon peak over the inland region. And the impacts of LBCs on the simulation skills of RegCM4 for the DV of precipitation are more prominent during summer than other seasons. As a result, the simulation skill of RG4_HG2 for the DV of temperature is better than RG4_ EH6, but the simulation skill for the DV of precipitation is opposite. In general, the impacts of LBCs on the simulation skills for the DV of temperature and precipitation of RegCM4 are different according to the season, time and geographic location.

Since the late 20th century, the urbanization in Korea has been rapidly increasing, especially in major cities like Seoul, as a result of industrialization. One of the aspects of urbanization is coating the surfaces with impervious concrete or asphalt that water cannot penetrate. In addition, various urban, such as urban heat islands, which also have a great impact on the urban environment, occur within the cities. Therefore, the urban environment is gradually becoming hot and dry, and the need for more urban parks to compensate for these negative impacts is growing. Thus, several numerical studies have been conducted to assess these problems using coupled Numerical Weather Prediction (NWP) and Computational Fluid Dynamics (CFD). In this study, an experiment was conducted to determine the accuracy of the area of the input field using Weather Research and Forecasting (WRF) model, and applying the more accurate input field to a numerical simulation using ENVI-met, in order to investigate the effect of urban parks on the thermal comfort. The results showed that an input field with a larger area is more accurate than that with a smaller area, because the surrounding terrain and cities are considered in details in the experiment with the larger area. Subsequently, the more accurate input field was used in ENVI-met, and the results of this simulation showed that the presence of the urban park increased the thermal comfort and improved the humidity conditions.

The initial and boundary conditions are important factors in regional chemical transport modeling systems. The method of generating the chemical boundary conditions for regional air quality models tends to be different from the dynamically varying boundary conditions in global chemical transport models. In this study, the impact of real time Copernicus atmosphere monitoring service (CAMS) re-analysis data from the modeling atmospheric composition and climate project interim implementation (MACC) on the regional air quality in the Korean Peninsula was carried out using the community multi-scale air quality modeling system (CMAQ). A comparison between conventional global data and CAMS for numerical assessments was also conducted. Although the horizontal resolution of the CAMS re-analysis data is not higher than the conventionally provided data, the simulated particulate matter (PM) concentrations with boundary conditions for CAMS re-analysis is more reasonable than any other data, and the estimation accuracy over the entire Korean peninsula, including the Seoul and Daegu metropolitan areas, was improved. Although an inland area such as the Daegu metropolitan area often has large uncertainty in PM prediction, the level of improvement in the prediction for the Daegu metropolitan area is higher than in the coastal area of the western part of the Korean peninsula.

Wind information is one of the major inputs for the prediction of urban air flow using computational fluid dynamic (CFD) models. Therefore, the numerical characteristics of the wind data formed at their mother domains should be clarified to predict the urban air flow more precisely. In this study, the formation characteristics of the wind data in the Seoul region were used as the inlet wind information for a CFD based simulation and were analyzed using numerical weather prediction models for weather research and forecasting (WRF). Because air flow over the central part of the Korean peninsula is often controlled not only by synoptic scale westerly winds but also by the westerly sea breeze induced from the Yellow Sea, the westerly wind often dominates the entire Seoul region. Although simulations of wind speed and air temperature gave results that were slightly high and low, respectively, their temporal variation patterns agreed well with the observations. In the analysis of the vertical cross section, the variation of wind speed along the western boundary of Seoul is simpler in a large domain with the highest horizontal resolution as compared to a small domain with the same resolution. A strong convergence of the sea breeze due to precise topography leads to the simplification of the wind pattern. The same tendency was shown in the average vertical profiles of the wind speed. The difference in the simulated wind pattern of two different domains is greater during the night than in the daytime because of atmospheric stability and topographically induced mesoscale forcing.