지하수의 영향을 고려한 지하공동구조체의 동적응답

김선훈,김광진 한국전산구조공학회 2001 한국전산구조공학회논문집 Vol.14 No.3

본 논문에서는 지하수의 영향을 고려하여 발파로 인한 폭발하중에 대한 지하공동구조체의 3차원 동적해석을 수행하였다. 지하공동 주변 암반체는 13.5%의 공극율을 갖는 석회암으로 가정하였으며, 동일한 폭발하중에 대해 주변 암반체의 공극이 완전히 건조한 경우와 이 공극이 완전 포화된 경우로 나누어 해석을 수행하였다. 수치해석결과 지하공동구조체가 포화된 암반체에 위치하는 경우가 건조한 암반체에 위치하는 경우에 비해 속도, 변위, 응력이 모두 크게 발생하였다. 그리고 포화된 암반체의 지하공동구조체 부근에서는 전단파괴의 가능성이 발생함을 확인할 수 있었다. Three-dimensional dynamic analysis of underground openings subjected to explosive loadings considering the effects of water saturation is carried out in this study. The surrounding rock mass is assumed to be the limestone with 13.5% of porosity. Two calculations are compared using as identical explosive charge; the first in dry rock of 13.5% porosity, the second in the identical rock, but in a fully saturated condition. It is shown that velocity, displacement, and stress time histories are higher in saturated rock than those in dry rock through numerical studies. It is also shown that underground openings in saturated rock masses could be significantly more vulnerable to the potential damages associated with shear failure than those in dry medium.

20세기에 이룩한 전산해석분야의 10가지 업적

김선훈 한국전산구조공학회 2003 전산구조공학 Vol.16 No.3

기판 종류에 따른 박막형 SnO₂ 가스 센서의 응답특성

김선훈,박신철,김진혁,문종하,이병택,Kim, Seon-Hoon,Park, Shin-Chul,Kim, Jin-Hyuk,Moon, Jong-Ha,Lee, Byung-Teak 한국재료학회 2003 한국재료학회지 Vol.13 No.2

Effects of substrate materials on the microstructure and the sensitivity of $SnO_2$thin film gas sensors have been studied. Various substrates were studied, such as oxidized silicon, sapphire, polished alumina, and unpolished alumina. It was observed that strong correlation exists between the electrical resistance and the CO gas sensitivity of the manufactured sensors and the surface roughness of $SnO_2$thin films, which in turn was related to the surface roughness of the original substrates. X$SnO_2$thin film gas sensor on unpolished alumina with the highest surface roughness showed the highest initial resistance and CO gas sensitivity. The transmission electron microscopy observation indicated that shape and size of the columnar microstructure of the thin films were not critically affected by the type of substrates.

폭발하중에 대한 지하공동구조체의 3차원 공적 유한요소해석

김선훈,김진웅,김광진 한국전산구조공학회 1997 한국전산구조공학회논문집 Vol.10 No.2

본 연구에서는 발파로 인한 폭발하중에 대한 지하공동구조체의 3차원 동적유한요소해석을 수행하였다. 해석과정은 1차원 근원해석과정과 3차원터널해석과정의 2단계로 나누어 수행하였다. 1차원 근원해석에서는 장약공과 그 주변의 자유장을 포함하는 해석으로서 3차원 터널해석을 위한 입력하중의 계산작업을 수행한다. 본 연구에서 수행한 해석방법의 기능은 3차원 동적해석프로그램 MPDAP-3D에 추가되었으며, 향후 발파공법에 의한 지하공동구조체의 건설시 구조체의 안전성을 평가하는데 활용가능할 것으로 예상된다. Three-dimensional dynamic analyses of underground openings subjected to explosive loadings are carried out. Dynamic analyses consist of two steps; one-dimensional source calculation and three-dimensional tunnel analysis. One-dimensional source calculation includes explosive charge and the free field surrounding rock. The input pressure time history for three-dimensional tunnel analysis is obtained from the companion one-dimensional source calculation. The computer program MPDAP-3D incorporated this analysis capability. It is shown that the computer program is a useful tool for the analysis of the structural safety evaluation of underground openings during construction by drill and blasting method.

불연속면의 영향을 고려한 지하암반공동의 구조해석

김선훈,최규섭,김해홍,김진웅 한국전산구조공학회 1991 한국전산구조공학회논문집 Vol.4 No.4

본 연구에서는 방사성폐기물의 처분을 위한 지하암반공동의 구조거동을 파악하기 위하여 암반내에 존재하는 불연속면의 영향을 고려하면서 지진하중에 대한 지하암반공동의 구조거동을 검토하고자 한다. 이를 위하여 불연속암반체의 수치해석모델에 대한 비교분석을 수행하였으며, 자하암반공동의 동적구조해석을 위한 합리적인 해석모델을 제시하였다. 그리고 개별요소법을 이용한 불연속암반체의 동적구조해석 프로그램을 사용하여 불연속암반체에 굴착된 가상의 지하공동에 대한 공동구조해석을 수행하였다. In order to predict properly the effects of ground motion associated with earthquakes on underground radioactive waste disposal facilities, an understanding of the structural behavior of an underground opening in discontinuous rock masses subjected to dynamic loadings is essential. This paper includes literature review on computational models for discontinuous rock masses and on mathematical models for the structural analysis of underground opening. Then, structural analyses of underground openings using the distinct element computer program written for the static and dynamic analysis of discontinuous rock masses have been performed.

방사성폐기물 처분을 위한 암반동굴의 구조해석

김선훈,김진웅 한국전산구조공학회 1991 전산구조공학 Vol.4 No.2

본 고에서는 암반구조물의 해석에 사용가능한 대표적인 수치해석 모델들의 특성과 장단점을 비교분석하여 지하암반구조물의 해석에 적합한 해석모델과 해석방법을 제시해 보고자 한다. 이를 위하여 지하구조물의 해석에 사용 가능한 전산 구조해석방법과 암반내에 존재하는 불연속면의 수치모델 그리고 암반동굴의 전산해석모델 등에 대하여 검토하였다.

Mindlin 평판 유한요소의 개선

김선훈,최창근 한국전산구조공학회 1988 전산구조공학 Vol.1 No.2

본 연구에서는 평판 구조물의 해석을 위한 개선된 유한요소를 제시하였다. 이 요소는 Mindlin 평판이론에 의하여 수식화되었으며, 'Heterosis'평판요소의 변위장에 비적합변위형을 추가함으로써 유도되었다. 본 연구에서 제시한 평판요소는 요소의 강체운동과 관련된 Zero Eigenvalue만을 갖고 있으므로 Spurious Zero Energy Mode를 보이지 않는다. 대표적인 문제에 대한 수치해석을 해 본 결과 본 연구에서 제시한 평판요소는 우수한 수렴도를 보여 주었으며, 아주 얇은 평판문제에서도 요소의 형상에 관계없이 Shear Locking현상을 극복하였다. The present work is concerned with the improvement of finite element for the analysis of plate bending structures. The element formulation is based upon Mindlin plate concept. The displacement field of this element is formed by adding nonconforming modes to two rotational displacement components of a 'heterosis plate element. The element has the requisite numbers of zero eigenvalues associated with rigid body modes to avoid the spurious zero energy mode. It is shown that the results obtained by the element converged to the exact solutions very rapidly as the mesh is refined and exhibited reliable solutions through numerical studies for standard benchmark problems. This element is shown to overcome the shear locking problem completely in very thin plate situation even for irregular meshes.

터널특성요인에 따른 고속도로 터널부 용량 감소율 분석

김선훈,이동민,황순천 한국ITS학회 2019 한국ITS학회 학술대회 Vol.2019 No.04

중저준위 방폐물 처분 사일로 구조물의 구조거동 수치해석 연구

김선훈,김광진 한국전산구조공학회 2022 한국전산구조공학회논문집 Vol.35 No.3

The construction of an underground silo structure was the first stage of erecting the Gyeongju low-and-intermediate-level radioactive wastedisposal facility. The facility, completed in 2014, has a scale of 100 000 drums and is currently in operation. The underground silo structure, 25and 50 m in diameter and height, respectively, consists of cylindrical (for storing waste packages) and dome parts. The dome is divided intolower (connected to the operation tunnel) and upper parts. The wall of the underground silo structure is an approximately 1-m-thick reinforcedconcrete liner. In this study, finite element analysis was performed for each phase of the construction sequence and operation of theunderground silo structure. Two-dimensional axial symmetric finite element analysis was implemented using the SMAP-3D program. Three-dimensional finite element analysis was also performed to examine the reliability of the two-dimensional axial symmetric finite elementmodel. The structural behavior of the underground silo structure was predicted, and its structural safety was examined. 경주 방폐물 처분시설의 1단계 시설로 건설된 지하 사일로 구조는 2014년에 10만 드럼 규모로 완공되어 현재 운영중에 있다. 지하사일로 구조는 지름 25m, 높이 50m로써 방폐물을 저장하는 실린더부분과 돔 부분으로 구성되어 있으며, 돔부분은 운영터널과 연결되는 하부 돔 부분과 상부 돔 부분으로 구분할 수 있다. 지하 사일로 구조의 벽체는 철근콘크리트 라이너이고, 두께는 약 1m이다. 본논문에서는 지하 사일로 구조의 건설과정 및 운영과정의 단계별 유한요소해석을 수행하였다. SMAP-3D 프로그램을 사용하여 2차원축대칭 유한요소해석을 수행하였다. 2차원 축대칭 유한요소모델의 신뢰성을 검토하고자 3차원 유한요소해석도 수행하였다. 본 논문에서는 지하 사일로 구조의 구조거동을 분석하고 구조적 안전성을 검토결과를 제시하였다.

CANDU형 원자로 격납건물의 극한내압능력 평가에 관한 연구

김선훈,Kim, Sun-Hoon 한국전산구조공학회 2011 한국전산구조공학회논문집 Vol.24 No.3

원자로 격납건물은 원자력발전소에서 발생가능한 모든 비상사태에 대한 최후의 방벽 역할을 하고 있다. 따라서 사고발생시 원자로 격납건물의 극한능력을 판단하는 것은 매우 중요하다. 대표적인 고려사항 가운데 하나인 LOCA사고 발생시 CANDU형 원자로 격납건물의 극한능력을 파악하기 위해서는 구조적 안전성 평가를 위한 구조해석이 필요하다. CANDU형 원자로 격납건물은 돔과 원통형벽체로 구성된 프리스트레스 콘크리트 쉘 구조물로서 부착식 텐돈을 사용하고 있다. 본 논문에서는 극한내압능력의 평가를 위하여 3차원 구조해석시스템을 사용한 프리스트레스 콘크리트 격납건물의 비선형해석을 수행하였다. Nuclear containment building is the last barrier for being secure from any nuclear power plant accident. Therefore, it is very important to understand the ultimate capacity of nuclear containment building to loads associated with severe accidents. LOCA (loss of coolant accident) is considered as the basic accidental load and CANDU-type containment building is considered as a target structure in order to conduct the numerical analysis for the structural safety of a containment building. The CANDU-type containment building is a prestressed concrete shell structure which has the dome and the cylindrical wall and is reinforced with bonded tendons. In this paper, the evaluation of ultimate internal pressure capacity was carried out by nonlinear analysis of a prestressed concrete containment building using 3-dimensional structural analysis system.