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풍력 구조물의 진동 특성 분석을 위한 지반-구조물 상호작용 모델의 비교 연구
김정수,Kim, Jeongsoo 한국전산구조공학회 2020 한국전산구조공학회논문집 Vol.33 No.4
본 논문은 모노파일 풍력 지지구조물에 대한 공진 안전성 평가에서 여러 말뚝-구조물 상호작용(PSI) 모델을 사용하여 고유진동수를 비교하였다. PSI 재현을 위한 유한요소모델은 기저 스프링 모델, 분산 스프링 모델, 3차원 고체-쉘 모델을 사용하였다. PSI 모델이 고유주파수에 미치는 영향을 분석하기 위해 기저 스프링과 분산 스프링 모델 적용을 위한 강성행렬 산정법과 Winkler 보 모델을 각각 논문에 나타내고 이들 모델로부터 도출된 서로 다른 기하 및 지반조건을 갖는 모노파일의 고유진동수를 조사하였다. 해석결과는 또한 3차원 고체-쉘 모델의 고유진동수와도 비교되었다. 해석결과는 소구경 모노파일이 견고한 지반 및 암반에 관입된 경우 각 해석모델로부터 얻어진 고유진동수의 차이가 거의 없음을 보여준다. 반면 연약 지반에 설치된 대구경 모노파일에 대해 분산스프링 모델은 고유진동수를 과대평가할 수 있다. 따라서 고유진동수 평가 시 구조물 규모와 지반 조건을 고려해 적합한 PSI모델이 적용되어야 한다. In this study, natural frequencies are compared using several pile-soil interaction (PSI) models to evaluate the effects of each model on resonance safety checks for a monopile type of wind turbine structure. Base spring, distributed spring, and three-dimensional brick-shell models represented the PSIs in the finite element model. To analyze the effects of the PSI models on a natural frequency, after a stiffness matrix calculation and Winkler-based beam model for base spring and distributed spring models were presented, respectively; natural frequencies from these models were investigated for monopiles with different geometries and soil properties. These results were compared with those from the brick-shell model. The results show that differences in the first natural frequency of the monopiles from each model are small when the small diameter of monopile penetrates hard soil and rock, while the distributed spring model can over-estimate the natural frequency for large monopiles installed in weak soil. Thus, an appropriate PSI model for natural frequency analyses should be adopted by considering soil conditions and structure scale.
음악교수법연구 : 교육학적 견해를 통한 두뇌연구와피아노 교수법의 연계
김정수 ( Jeongsoo Kim ) 한국피아노교수법학회 2013 음악교수법연구 Vol.11 No.-
교육학적 견해를 통한 두뇌연구와피아노 교수법의 연계인간의 두뇌는 오랜 시간동안 많은 과학자들의 관심대상이었다. 본 연구는 신경과학자들과 교육자들이 발견한 교육과 관련된 두뇌연구에 대해 설명하고, 이를 피아노 교육에 접목시켜 피아노 교사들에게 보다 효과적인 지도방안을 제안하고자 한다. 첫째 단락은 두뇌가 새로운 정보를 습득하고 기억하는 과정을 검토하며, 이 지식을 바탕으로 피아노 교사가 열 살 미만의 학생들이 더 효과적으로 레슨내용을 습득하고 장기간 기억할 수 있도록 도와주는 방법들을 제시한다. 둘째 단락은 좌뇌와 우뇌 우세이론을 소개하고, 이 이론을 통해서 피아노 교사들이 자신과 학생들의 다양한 성격적 특성과 학습 성향을 더 깊게 이해할 수 있음을 설명한다. 또한 두뇌우세이론을 적용하여 실제피아노 레슨에서 교사들이 학생들의 개인차를 고려하여 고안된 다양한 지도방안들도 제안한다. This paper investigates findings in brain research and its application to piano teaching. The first section focuses on the brain’s learning and memory process and presents different ways for piano teachers to help students learn and retain lesson content more effectively. The second section examines left-brain and right-brain dominance theory and demonstrates that piano teachers can use this knowledge to understand themselves’ and their students’ various learning styles and characteristics. It will also suggest practical piano teaching strategies based on brain-dominance theory so that piano teachers can design individually customized piano lesson plans for each student.
수치해석을 이용한 이중 강-콘크리트 합성말뚝 연직지지력 평가
김정수(Jeongsoo Kim),구정민(Jeongmin Goo),김문옥(Moonok Kim),정충열(Chungryul Jeong),추연욱(Yunwook Choo) 한국지반환경공학회 2022 한국지반환경공학회논문집 Vol.23 No.12
이중 강-콘크리트 합성말뚝의 설계를 위한 지지력 평가 방법이 정립되지 않아 기존 강관말뚝 설계 지지력식이 활용되고 있다. 그러나 이들 설계식 간 지지력 예측 결과가 상이할 뿐만 아니라 일반적으로 가장 보수적인 결과를 채택하게 된다. 이러한 말뚝 지지력 평가방법은 설계의 신뢰성 및 경제성을 낮추게 된다. 본 논문은 수직하중을 받는 이중 강관 내 콘크리트 채움된 신형식 합성단면(DSCT) 말뚝의 역학적 거동을 수치해석적으로 조사하고, 여러 DSCT 말뚝 조건변화에 따른 연직지지력을 분석하였다. DSCT 말뚝 및 인접지반에 대한 축대칭 유한요소모델을 생성하였고, 이를 활용해 근입깊이, 말뚝 선단 채움재 강성, 말뚝 선단 채움재 높이, 기반암층 종류 변화에 따른 영향을 분석하였다. 또한 해석결과를 말뚝 설계 실무에서 주로 사용하는 선단 지지력 평가식과 비교하여 합성말뚝에 대한 기존 강관말뚝 지지력 산정식의 활용 가능성을 검토하였다. Conventionally, because evaluation methods of the bearing capacity for double steel pipe-concrete composite pile design have not been established, the conventional vertical bearing capacity equations for steel hollow pile are used. However, there are severe differences between the predictions from these equations, and the most conservative one among vertical bearing capacity predictions are conventionally adopted as a design value. Consequently, the current prediction method for vertical bearing capacity of composite pile prediction composite pile causes design reliability and economical feasibility to be low. This paper investigated mechanical behaviors of a new composite pile, with a cross-section composed of double steel pipes filled with concrete (DSCT), vertical bearing capacities were analyzed for several DSCT pile conditions. Axisymmetric finite element models for DSCT pile and surrounding ground were created and they were used to analyze effects on behaviors of DSCT pile pile by embedding depth, stiffness of plugging material at pile tip, height of plugging material at pile tip, and rockbed material. Additionally, results from conventional design prediction equations for vertical bearing capacity at steel hollow pile tip were compared with that from numerical results, and the use of the conventional equations for steel hollow pile was examined to apply to that for DSCT pile.
김정수(Kim, Jeongsoo),정연주(Jeong, Yeon-Ju),박민수(Park, Min-Su) 대한토목학회 2019 대한토목학회논문집 Vol.39 No.2
석션 케이슨은 설치 수심제한이 적고, 비교적 단순한 설치공정과 빠른 시공이 가능하기 때문에 해양 구조물용 앵커 및 기초형식으로 활용되고 있으며 그 적용이 점차 확대되고 있다. 석션 케이슨 기초의 설계는 지반의 지지력 및 안정성 검토가 중심이 되며, 관련 설계기준에서 해석 방법을 제시하고 있다. 반면, 케이슨의 구조적 안전성 분석은 방법이 정형화되지 않았으며 특히 케이슨에 작용하는 하중 모델링에 대한 명확한 산정 방법이 정립되지 않아 석션 케이슨 단면 설계에 어려움이 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 이론 및 수치적 침투해석을 통해 석션압에 의해 발생되는 케이슨 내외부의 간극수압 크기 및 분포를 분석하고, 이를 바탕으로 구조해석에 적용할 수 있는 합리적인 하중 평가 방법을 제시하였다. 추가적으로 관입깊이, 투수계수의 이방성, 석션압 변화가 내외벽에 작용하는 간극수압에 미치는 영향을 분석하였다. A suction caisson has been widely used for anchor and foundation of offshore structures due to its broad application, simple installation, and rapid construction. In design of suction caisson foundation, the bearing capacity and the stability of soil are mainly dealt with and analysis methods for them are presented in design codes related to the foundation. On the other hand, the method for structural safety analysis of the suction caisson is not generalized, in particular for load modeling of the caisson under suction. Consequently, there are difficulties in design of the caisson cross section. For this reason, this study analyzed the magnitude and distribution of pore water pressure on inner and outer surface of the caisson using theoretical and numerical seepage analyse, and an approach to reasonably estimate the load applied to the structural analysis of the caisson was presented. Furthermore, effects of penetration depth, anisotropy of permeability, and suction pressure on the pore water pressure were analyzed.