프리스트레스를 받는 중공형 콘크리트 충전 강관말뚝의 휨거동 해석

정흥진,백규호 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.22 No.2

A nonlinear finite element analysis was conducted in order to examine the moment capacity and flexural behaviour of hollow prestressed concrete filled steel tube(HCFT) piles which compose hollow PHC piles inside thin wall steel tubes. The parameters investigated in this study were various contact conditions between concrete and steel tube, thickness of concrete tube and various PC strands. A simple method is proposed to determine the ultimate flexural strength based on plastic stress distribution method. In order to verify the proposed method, calculated moment capacity of various HCFT piles are compared with the experiment and numerical analysis results. 본 연구에서는 중공형의 PHC말뚝과 강관말뚝을 합성한 중공형 콘크리트 충전 강관(HCFT)말뚝의 거동분석을 위한 수치해석 모델을 개발하였고 휨강도시험에 적용하여 모델의 타당성을 검증하였다. 개발된 비선형 유한요소해석 모델의 적정성을 파악하기 위해 실물 시험결과와 비교하였고 이를 활용하여 HCFT말뚝에 적합한 접촉조건, PC강봉의 제원에 따른 효과, 콘크리트 두께에 따른 효과 등을 분석하였다. 소성응력분배법을 적용하여 HCFT말뚝의 휨강도 산정식을 제안하였고 시험 및 해석결과와 비교하여 활용성을 검증하였다. 본 연구의 결과는 HCFT말뚝의 최적설계 및 거동분석에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

부분 개방형 방음터널의 소음저감효과 분석

정흥진,전계섭 전주대학교 공학기술종합연구소 2003 전주대학교 공학기술종합연구소 학술논문집 Vol.9 No.1

In this study, noise reduction effect of partially opened noise tunnel is investigated. In compare with noise barrier, noise tunnel shows high performance in terms of noise reduction effect. Even though its price is much higher than that of noise barrier, noise tunnel is still useful option for urban area with high-rise buildings. In order to resolve price problems, we proposed partially opened noise tunnel. The price of noise tunnel can be reduced through eliminating partially the top of tunnel structure. With several numerical analyses, the optimal opening rate of top of noise tunnel is proposed.

이중투영기법에서 영향영역의 결정

정흥진,박흥순 전주대학교 공학기술종합연구소 2002 전주대학교 공학기술종합연구소 학술논문집 Vol.8 No.1

In this study, the proper size of domain of influence for Double Projection Technique, is proposed. In meshless methods, since nodes can be located almost anywhere, it would be very easy to make adaptive program Although Projection Technique which was originally developed for error estimation in Element-free Galerkin(EFG) Method has been used in adaptive analysis widely, this method is not able to be used for some problems which require high accuracy. In Double Projection Technique which was proposed our previous work, the distribution of error estimate from Projection Technique is projected one more time based on quadrature points. This method was developed to get more precise and realistic distribution of error for adaptive analysis. In this paper, through several numerical experiments, the effect of size of domain of influence is examined and we found that the domain of influence for Double Projection Technique needs to be large enough to cover original domain of influence for analysis. To verify this conclusion, we analyzed various one and two dimensional problems.

부분충전된 콘크리트 FRP 합성말뚝의 휨거동분석

정흥진,남승천,유영준,유현식,강호덕 한국복합신소재구조학회 2023 복합신소재구조학회 학술발표회 Vol.2023 No.04

강바닥판 교량의 포장시 열영향 해석을 위한 등가열원 산정기법

정흥진,유병찬,이완훈,Chung, Heung-Jin,Yoo, Byoung-Chan,Lee, Wan-Hoon 한국전산구조공학회 2007 한국전산구조공학회논문집 Vol.20 No.5

강바닥판 포장에 사용될 수 있는 특수아스팔트 중의 하나인 구스아스팔트는 $240^{\circ}C$에서 $260^{\circ}C$의 고온 상태에서 시공되기 때문에 강바닥판에 예상하지 못한 열응력 및 열변형을 발생시킬 수 있다. 따라서 구스아스팔트의 타설 중에 강바닥판에 미치는 열영향을 시공조건을 고려하여 사전에 평가하고 그 영향의 최소화를 위해서는 열전달 및 열응력 수치해석을 실시하여야 하지만 구조해석에서 주로 사용되는 평판/보요소의 특성상 3차원 구조해석 모델에서 구현하기가 매우 어렵다. 본 연구에서는 강바닥판 교량의 열영향해석을 위하여 일반적인 구조해석모델에 직접 적용할 수 있는 등가열원(EHS) 산정방법을 제안하였다. 강바닥판 교량의 구스아스팔트에 의한 열영향을 정확히 평가하기 위하여 (1) 기존의 실험결과를 이용하여 열전달해석에 필요한 물리량을 검증하고, (2) 정밀해석을 통해 3차원 교량모델에 적합한 등가열원을 산정하였으며, (3) 이를 해석모델에 적용하여 산정한 등가열원에 의한 수치해석방법의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제안된 등가열원은 실제 강교량의 3차원 열전달 및 열응력 해석에 즉각 활용될 수 있으며, 등가열원산정기법은 용접잔류응력해석, 교량의 화재 해석 등 열영향을 받는 다른 공학적 해석에 응용될 수 있을 것으로 기대된다. Since the temperature of asphalt for deck plate of steel bridge during paying procedure is relatively high as $240^{\circ}C\;to\;260^{\circ}C$, the temperature of deck plate of bridge rises mere than $100^{\circ}C$ and excessive displacement and stress could occur. In order to avoid undesirable failure of base plate and determine the optimal pavement pattern, a thorough thermal analysis is needed. General structural model which is made of beam and plate element should be modified for transient heat transfer analysis; asphalt pavement material and convection effect on surface of structure need to be added. A new technique with the Equivalent Heat Source (EHS) for numerical thermal analysis for steel bridge under thermal load of Guss asphalt pavement is proposed. Since plate/beam elements which were generally used for structural analysis for bridge cannot explain convection effect easily on plate/beam surface, EHS which is determined based on calculated temperature with convection effect is used. To verify the EHS proposed in this study, numerical analyses with plate elements are performed and the results are compared with estimated temperatures. EHS might be used for other thermal analyses of steel bridge such as welding residual stress analysis and bridge fire analysis.

[토론] 충청북도 환경교육 거버넌스 구축 및 활성화 계획

정흥진 한국환경교육학회 2018 한국환경교육학회 학술대회 자료집 Vol.2018 No.6

고속철도 소음저감용 방음벽의 최적 형상

정흥진,류영준 전주대학교 공학기술종합연구소 2002 전주대학교 공학기술종합연구소 학술논문집 Vol.8 No.1

In this study, the optimal height and optimal shape of top of noise barrier for high-speed railway system is proposed. The noise characteristics of high-speed railway system is quite different to conventional railway system. Therefore conventional design method for noise barrier is no longer effective - for high-speed railway system. Since the aerodynamic noise is governing in high-speed railway system, noise with lower frequency of around 200 Hz is significant. In order to determine optimal height of noise barrier, we analyzed the system numerically and 2.7m height is proposed as an optimal value. And we also analyzed various types of noise barrier system to verify the performance of each system. U-type and round type of barrier top shape show good performance in particularly for the noise of lower frequency.

Bubble Mesh기법을 이용한 적응적 EFG해석

정흥진,이계희,최창근 한국전산구조공학회 2002 한국전산구조공학회논문집 Vol.15 No.1

본 연구에서는 Bubble Mesh 기법을 이용한 적응적 최적 절점생성기법을 제안하고 이를 Element-free Galerkin 방법에 적용하였다. 무요소방법에서 제안된 일반적인 적응적 절점배치방법의 경우 적분격자를 이용하기 때문에 그 절점의 분포가 평가된 오차를 정확히 반영하지 못하고 불균등한 세분화로 인해 주변 절점분포와 급격한 절점밀도의 차이를 보이게 되어 추가적인 해석오차를 유발한다. 본 연구에서는 평가된 오차의 분포와 적분격자를 따라 구성된 불균등한 초기절점배치를 최적삼각격자 구성기법인 Bubble Mesh 기법을 이용하여 최적화 시키는 적응적 절점구성기법을 제안하였다. 절점의 불균등한 배치에 따른 추가적인 오차의 발생현상을 보이기 위해 1차원 문제를 해석하였고 본 연구에서 제안된 Bubble Mesh 기법을 이용한 적응적 무요소해석법의 적용성을 보이기 위해 2차원 문제를 해석하였다. In this study an adaptive node generation procedure in the Element-free Galerkin (EFG) method using bubble-meshing technique is Proposed. Since we construct the initial configuration of nodes by subdivision of background cell, abrupt changes of inter-nodal distance between higher and lower error regions are unavoidable. This unpreferable nodal spacing induces additional errors. To obtain the smooth nodal configuration the nodal configurations are regenerated by bubble-meshing technique. This bubble meshing technique was originally developed to generate a set of well-shaped triangles and tetrahedra. In odder to evaluate the effect of abrupt changes of nodal spacing, one-dimensional problems with various nodal configurations mere investigated. To demonstrate the performance of proposed scheme, the sequences of making optimal nodal configuration with bubble meshing technique are investigated for several problems.

무요소 방법에서의 적응적 해석을 위한 오차의 평가

정흥진 한국전산구조공학회 1998 전산구조공학 Vol.11 No.1

본 연구에서는 무요소방법에 적응적 해석기법을 적용하기 위한 부분 및 전체오차의 평가기법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 오차의 평가방법은 무요소방법에서 계산된 응력이 오차가 큰 영역에서 진동한다는 특성을 이용한 것으로 해석결과 얻어진 응력을 낮은 차수의 형상함수로 투사하는 후처리를 함으로써 가상진동모우드를 제거하고 이때 얻어진 투영응력과 원래의 응력을 비교하여 부분오차 및 전체오차를 구할 수 있다. 1차원 및 2차원 예제해석을 통하여 투영응력을 구할 때 가능한 한 작은 영향영역을 사용하는 것이 바람직하다는 것을 보였으며 이는 영향영역의 크기를 과도하게 설정할 경우 투영응력을 과대 평가할 수 있기 때문이다. 본 연구에서 제안한 오차의 평가기법은 다른 무요소 방법에 적용될 수 있다. In this paper, local and global error estimates for the element-free Galerkin (EFG) method are proposed. The essence of proposed error estimates is to use the difference between the values of the projected stress and these given directly by the EFG solution. The stress projection can be obtained simply by taking product of shape function based on a different domain of influence with the stresses at nodes. In this study, it was found that the effectivity index is optimized if the domain of influence in stress projection procedure is the smallest that retains regularity of the matrices in EFG. Numerical tests are shown for various 1D and 2D examples illustrating the good effectiveness of the proposed error estimator in the global energy norm and in the local error estimates.

무요소 방법에서의 적응적 해석을 위한 오차의 평가

정흥진 한국전산구조공학회 1998 한국전산구조공학회논문집 Vol.11 No.1

본 연구에서는 무요소방법에 적응적 해석기법을 적용하기 위한 부분 및 전체오차의 평가기법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 오차의 평가방법은 무요소방법에서 계산된 응력이 오차가 큰 영역에서 진동한다는 특성을 이용한 것으로 해석결과 얻어진 응력을 낮은 차수의 형상함수로 투사하는 후처리를 함으로써 가상진동모우드를 제거하고 이때 얻어진 투영응력과 원래의 응력을 비교하여 부분오차 및 전체오차를 구할 수 있다. 1차원 및 2차원 예제해석을 통하여 투영응력을 구할 때 가능한 한 작은 영향영역을 사용하는 것이 바람직하다는 것을 보였으며 이는 영향영역의 크기를 과도하게 설정할 경우 투영응력을 과대 평가할 수 있기 때문이다. 본 연구에서 제안한 오차의 평가기법은 다른 무요소 방법에 적용될 수 있다. In this paper, local and global error estimates for the element-free Galerkin (EFG) method are proposed. The essence of proposed error estimates is to use the difference between the values of the projected stress and these given directly by the EFG solution. The stress projection can be obtained simply by taking product of shape function based on a different domain of influence with the stresses at nodes. In this study, it was found that the effectivity index is optimized if the domain of influence in stress projection procedure is the smallest that retains regularity of the matrices in EFG. Numerical tests are shown for various 1D and 2D examples illustrating the good effectiveness of the proposed error estimator in the global energy norm and in the local error estimates.