하이브리드 인터페이스 요소를 이용한 교량의 구조물-유체-지반 동적 상호작용 해석

류희룡 ( Ryu Hee Ryong ),박영택 ( Park Young Tack ),이재영 ( Lee Jae Young ) 한국농공학회 2007 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2007 No.-

A hybrid interface element is proposed to represent behavior of water film between the structure and the soil deposit. This element enables the simulation of the limited normal tensile resistance and the tangential hydro-plane behaviour, which has not been preceded in the previous studies. The hybrid interface element was tested numerically for its validity and employed in the analysis of structure-fluid-soil interaction(SFSI) responses of the continuous bridge subjected to seismic load under rainfall or/and rising ground-water condition. It showed that dynamic responses of the continuous bridge resting on direct foundation may be amplified under rainfall condition and consequently lead to significant variation of stresses.

단동 비닐하우스의 3차원 구조 설계 및 안전성 평가 시스템 개발

류희룡 ( Hee-ryong Ryu ),문두경 ( Doo-gyung Moon ),조명환 ( Myeong-whan Cho ),유인호 ( In-ho Yu ),조일환 ( Ill-hwan Cho ),이재영 ( Jae-young Lee ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

이 연구는 비닐하우스의 3차원 구조 모델링과 해석 및 분석, 그리고 안전성 시뮬레이션을 통해서 설계의 자동화와 최적화 그리고 구조 안전성 평가를 지원하는 시스템을 개발하는데 목적이 있다. 이를 위해서 구조물 모델링에서부터 구조해석 및 안전성 시뮬레이션 분석까지 전 과정을 일괄적으로 간편하게 처리할 수 있는 프로그램 “GHModeler”를 개발하였다. 이 프로그램은 구조해석에 관한 전문지식과 모델링의 경험이 없는 사용자도 쉽게 접근하여 활용할 수 있도록 하였다. 사용자가 소유하고 있는 비닐하우스 등 임의로 정의한 비닐하우스에 대한 정보를 입력하면 구조 해석 및 안전성 평가가 가능하다. 세부적인 기능으로서 구조설계 기준은 허용응력 설계법과 한계상태 설계법을 선택할 수 있으며 이를 위해서 탄성해석과 탄소성해석을 각각 사용하여 구조해석을 실행하도록 프로그램을 구성하였다. 구조 안전성 시뮬레이션은 서까래의 간격과 단면 제원을 설계 변수로 설정하여, 조합 가능한 설계 변수별로 구조물의 안전도를 산정하고 정리하는 과정을 자동으로 실행한다. 이를 통해서 사용자는 시공 예정 지역과 비닐하우스의 폭, 높이, 길이 등 기초 정보를 입력하여 해당 지역의 설계기준(풍속, 적설심)에 적합한 다양한 비닐하우스 규격 정보를 얻어 비닐하우스 설계를 위한 의사결정의 지표로 활용할 수 있도록 하였다. 또한 하중의 방향을 임의로 설정할 수 있도록 하여 가력 방향이 구조물의 거동에 어떠한 영향을 미치는지를 분석할 수 있도록 하였으며 풍하중의 방향이 비닐하우스의 구조 안전성에 미치는 영향을 검토하였다.

비선형 접촉경계 요소를 적용한 교량의 지반-구조물 상호작용 해석

류희룡 ( Ryu Hee Ryong ),박영택 ( Park Young Tack ),이재영 ( Lee Jae Young ) 한국농공학회 2006 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2006 No.-

It was intended to study a method of numerically simulating the soil-structure interaction behavior of bridge system by a plane strain finite element analysis, with the interface element which was devised to represent the limited resistance to tension in the contact between the structure and the soil foundation. In finite element analyses of bridge systems, it is a widely used practice to model the contact between the structure and soil by applying fixed boundary conditions or by using spring elements, which can represent the effect of rocking response. Even though the analysis can be simplified, the soil-structure interaction in the contact region with relative motion cannot be represented properly by such modeling. For improved and more realistic modeling of soil-structure interaction in a bridge system analysis, this study suggests the use of nonlinear interface elements capable of simulating relative motions, slip or sliding, opening(uplift), separation or debonding and rebonding. The limited tensile resistance effect can be reflected in the analysis by using the nonlinear interface element representing the additional resistance to tension due to a water film formed in contact plane in case of water inflow. The resisting moment under a given load condition was computed as a smaller value by the analysis with the interface element than by the one with the fixed conditions. At the same time, significant shock responses to the superstructure were observed in the model with interface elements representing the thin water film.

측고를 높인 1-2W형 비닐하우스의 구조안전성 분석 및 구조보강 방법

류희룡(Hee Ryong Ryu),유인호(In Ho Yu),조명환(Myeong Whan Cho),엄영철(Yeong Cheol Um) (사)한국생물환경조절학회 2009 시설원예‧식물공장 Vol.18 No.3

파프리카를 재배하는 농가에서는 생산성 증대를 위하여 비닐하우스 측고를 관행 3.0m에서 4.5m까지 높이고 있으나 이에 대한 구조안전성 검토 없이 시공이 이루어지고 있는 실정이다. 이 연구에서는 측고가 4.5m로 상승된 1-2W형 비닐하우스를 대상으로 풍속 40mㆍs?¹, 적설심 40㎝의 설계하중에 대하여 구조안전성 분석을 수행하고 적절한 구조보강방법을 제시하였다. 3차원 프레임해석을 이용하여 구조해석을 수행한 결과, 측면 방풍벽의 보강이 반드시 필요한 상태였으며 파프리카 작물하중으로 인하여 매우 취약해지는 중방의 보강이 요구되었다. 측면 보강 방법으로써는 외측기둥과 방풍벽을 보강이음을 이용하여 서로 연결해주고, 외측 기둥 간격에 따라 방풍벽 부재를 보강하는 방법이 가장 효과가 큰 것으로 분석되었다. 중방의 경우 비닐하우스 폭의 1/17~1/20의 높이로 2중 중방 구조를 만들고 그 사이를 사재로 연결하여 트러스 형태로 보강하는 방법이 가장 큰 효과를 보였다. This study was conducted to find proper structural reinforcement methods for the 4.5m-high (eaves height) 1-2W type plastic greenhouse. 3D finite element analysis was used to analyze the steel-tube structure. The 4.5m-high 1-2W type plastic greenhouse was modified by welding 1.5m-long steel-pipes into a 3.0m-tall columns of the standard 1-2W type plastic greenhouse. This remodeling method is widely used in Korea with farmer's discretion to increase the production when they grow paprika. But it is not based on the quantitative structural analysis. The proposed reinforcement methods were proved to stand against the design wind velocity of 40mㆍs?¹ and snow depth of 40㎝. It strongly implies that the cross beam between side columns and wind resistance walls, and the lattice type cross beam should be good reinforcements to improve the structural safety of the elevated eaves height plastic greenhouse.

유한요소법에 의한 복합구조물의 거동해석에 관한 연구

류희룡(Hee Ryong Ryu),이재영(Jae Young Lee) 전북대학교 농업과학기술연구소 2001 농업생명과학연구 Vol.32 No.-

온실기초의 구조물-지반 상호작용 해석을 위한 유한요소 모델링

류희룡(Hee-Ryong Ryu),조명환(Myeong-Whan Cho),유인호(In-Ho Yu),문두경(Doo-Gyung Moon) 충남대학교 농업과학연구소 2014 농업과학연구 Vol.41 No.4

In this study, structural behavior of plastic greenhouse foundation was investigated using rational finite element modeling for structures which have different material properties each other. Because the concrete foundation of plastic greenhouse and soil which surround and support the concrete foundation have very different material property, the boundary between two structures were modeled by a interface element. The interface element was able to represent sliding, separation, uplift and re-bonding of the boundary between concrete foundation and soil. The results of static and dynamic analysis showed that horizontal and vertical displacement of concrete foundation displayed a decreasing tendency with increasing depth of foundation. The second frequency from modal analysis of structure including foundation and soil was estimate to closely related with wind load.

원예시설의 기상재해 대응기술 및 미래전략

류희룡(Hee-Ryong Ryu),최만권(Man-Kwon Choi),조명환(Myeong-Whan Cho),유인호(In-Ho Yu),신영안(Young-An Shin) 한국원예학회 2015 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2015 No.10

플라스틱 온실의 기상재해 현황 분석

류희룡 ( Hee Ryong Ryu ),곽순철 ( Sun Cheol Gwak ),최만권 ( Man Kwon Choi ),조명환 ( Myeong Whan Cho ),유인호 ( In Ho Yu ),신영안 ( Young An Shin ) 한국농업기계학회 2015 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.20 No.1

재하시험과 유한요소해석에 의한 플라스틱 필름 온실의 거동특성 분석

류희룡(Hee Ryong Ryu),이응호(Eung Ho Lee),조명환(Myeong Whan Cho),유인호(In Ho Yu),김영철(Young Chul Kim) (사)한국생물환경조절학회 2012 생물환경조절학회지 Vol.21 No.4

부재 교차 결합부 조건에 따른 초기강성은 고정 조건인 경우와 비교하여 반고정 조건인 경우 33% 작게 나타났으나 부재 교차 결합부 특성에 의하여 재하지점과 3m 떨어진 지점에서는 9% 크게 나타났다. 즉, 고정 조건인 경우 구조물 전체로 하중이 분산되어 재하지점과 떨어진 지점에서는 상대적으로 반고정 조건 구조물의 강성이 높게 나타났다. 기초 조건에 따른 초기 강성은 강관 삽입 기초의 경우에는 고정기초 조건과 비교하여 31% 크게 나타났으며, 휨강성은 20% 높게 나타났다. 인터페이스 요소(beam interface element, BIE) 및 지반요소(3-D solid element)를 사용하여 재하시험 결과를 기반으로 각종 계수를 산정하고 시험조건과 동일하게 수치모델링하여 유한요소해석을 수행한 결과 실험결과와 유사한 구조거동을 나타냈다. 그러나 극한하중 조건에서는 비선형 특성의 발현 등에 의하여 다소 상이한 결과 값을 보였다. 이상의 결과로부터 플라스틱 필름 온실의 설계 및 구조성능 평가에서 절점 및 지점 조건에 대한 임의 또는 과다한 이상화는 구조물의 성능 평가에 적지 않은 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다. 한편 플라스틱 필름 온실은 세장한 부재로 구성된 유연한 철골구조물이므로 구조성능 산정에 있어서 좌굴과 함께 대변형 및 지반의 비선형 특성 등을 충분히 고려해야 할 것으로 판단된다. This study analyzed the effect of semi-rigid rafter-purlin cross-linking connection and driven steel pipe base on the static behavior of plastic greenhouse (PG). To promote the time and cost efficiency of the assembly process, each cross-linking connections of space arch type grid that consists of rafter and purlin is linked with steel-wire buckles, and each end of the rafters was driven directly to the ground to support the PG structure. However, in the design process, cross-linking connections and bases are idealized by being categorized as fully rigid or frictionless pinned, which does not appropriately reflect actual conditions. This study takes a full-scale loading test of PG and analyzes the effect of member cross-linking connections and driven steel pipe base on the behavior of a structure. The analysis provided a basis for determining the rigidity factor of member cross-linking nodes needed for finite element analysis, and the reliability of the result regarding the static behavior of PG.

복숭아나무 엽온과 토양수분, 기상환경과의 통계적 상관관계 분석

김희태 ( Hee Tae Kim ),김영진 ( Young Jin Kim ),강상현 ( Sang Hyeon Kang ),이상봉 ( Sang Bong Lee ),김민영 ( Min Young Kim ),류희룡 ( Hee Ryong Ryu ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

수분스트레스 진단에 있어 엽온은 중요한 인자이므로 엽온의 정확한 계측은 매우 중요한 작업이다. 기존의 수분스트레스를 계측하는 방법은 고정식으로 적외선 온도센서를 설치하여 엽온을 측정한다. 이 방식은 나무의 수형과 모양에 따른 그림자 영향과 과수 성장에 따라 온도센서의 위치 조정이 필요하고 다수의 온도센서를 설치하고 보수가 필요함으로 계측에 많은 노력과 비용이 소요된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 인공지능을 활용한 엽온 예측 모델 개발에 선행적으로 복숭아나무의 엽온과 토양, 기상환경의 통계적 상관관계 분석을 수행하였다. 2021년부터 2022년까지 국립원예특작과학원 복숭아 시험포장에서 6~7월에 1분 단위로 계측된 엽온, 상대습도, 대기온, 일사량, 풍속, 토양수분장력 데이터를 활용하였다. 엽온 계측은 적외선온도센서(SI-431, Apogee, USA), 토양수분장력센서는 Teros-21(METER Group, USA)를 사용하였으며 기상관측대(Korea digital, Korea)를 과수원에 설치하여 데이터를 수집하였다. 엽온과 대기온도, 상대습도, 일사량 및 풍속은 전일(24시간) 기준으로 상관관계를 분석하였다. 10시~16시에 토양수분에 대한 엽 온도 반응이 민감한 시기라고 분석된 선행 연구와 아교목(2~8m)의 경우 세근에서 수분을 흡수하여 잎까지 도달하는데 2~3시간이 소요된다는 연구 결과를 바탕으로 관개 시점(10시)을 고려하여 12~16시의 데이터 기준으로 토양수분과 엽온의 상관관계를 분석하였다. 이를 통해 엽온과 대기환경, 토양수분 변수간 영향을 정량화한 결정계수(R-Squared)를 구하였다. 또한 SPSS Statistics 29.0을 활용하여 Pearson 상관분석(이변량 상관계수)을 실시하였다. 상관계수의 범위는 -1.0~1.0을 나타내며 절댓값이 클수록 상관성이 높다는 것으로 나타낸다. 대기온은 결정계수(R²)가 0.9152로 가장 높게 나타났으며 그 뒤로 상대습도(0.5348), 일사량(0.4007), 토양수분장력(0.0255), 풍속(0.0119) 순으로 변수 간의 영향이 큰 것으로 나타났다. 상관분석 결과, 엽온과 대기온의 관계는 0.928로 p<0.01 수준에서 유의한 높은 정적 관계를 나타냈었으며 일사량(0.661), 상대습도(-0.645), 풍속(0.081), 토양수분장력(0.160)으로 일사량과 상대습도는 0.60~0.80 수준으로 상관성이 높다는 결과가 나타났다. 해당 데이터를 통해 엽온 예측 모델 개발 시, 가중치 산정에 고려할 예정이다. 풍속은 엽온과 상관성은 매우 낮게 분석되었으므로 딥러닝 모델 구동 시 제외하고자 한다. 토양수분장력은 토성, 측정 깊이, 지연 시간 등을 고려하여 엽온과의 상관관계를 자세히 구명할 계획이다.