이번 연구에서는 복합재료 박벽보(thin-walled beam)에서 시위 방향으로 단일 셀의 비대칭성 단면을 가지는 모델을 선정하여, 단면의 형상에 대한 이론적인 동특성을 연구하였다. 이를 위해 전단 변형 효과(transverse shear effect)와 와핑 구속 효과(warping restraint effect), 보의 길이 방향으로 일정한 테이퍼비와 기하학적 단면비 등을 고려하고, 비대칭 단면의 와핑 함수 보정을 통해 수학적 모델링을 수행하였다. 그 결과에 따라, 고려한 단면의 질량 계수와 강성 계수 및 고유 진동수 등의 특성을 조사하였다. 특히, 단면의 비대칭성, 와핑 함수를 보정하지 않은 경우, 모델의 테이퍼비와 단면비 등이 고유 진동수에 미치는 영향을 비교 분석하였다.
본 논문에서는 케이블의 기하학적 비선형성을 고려한 사장교의 정적 및 동적 해석방법을 제시하였다. 가상일의 원리와 유한요소법을 사용하여 기본식을 유도하였으며, 비선형 운동방정식의 해는 modified Newton-Raphson방법과 Newmark-${\beta}$-방법을 사용하여 구하였다. 사장교의 케이블은 단면적의 변화가 없이 인장력만 받을 수 있는 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 트러스요소를 사용하였으며, 주형과 교탑은 3차원 선형 보요소를 사용하였다. 해석 적용예에서 대칭형 및 비대칭형 사장교의 정적거동과 이동하중에 의한 동적거동을 다루었으며 다른 방법에 의한 해석결과 및 실험결과와 비교하여 본 논문의 정당성을 입증하였다.
본 논문에서는 연계논문에서 제시한 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보 및 직선보 이론을 토대로, 곡선보 요소 및 직선보 요소를 개발하고 이를 이용한 유한요소 정식화 과정을 제시한다. 유한요소 정식화 과정에서는 요소의 변위장을 도심에 대하여 정의한 후, 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식을 형상함수로 사용하고 가우스 적분을 행함으로써 탄성 강도행렬 및 기하학적 강도행렬을 산정하였다. 얻어진 강도행렬을 이용하여 고유치 문제를 계산함으로써 좌굴하중을 계산하였으며 다양한 해석 예제를 통하여 다른 연구자들의 해석 결과와 비교 검토함으로써 본 연구의 타당성과 우수성을 입증하고자 한다.
지진이나 바람과 같은 횡방향 하중이 가해졌을 때, 일반적으로 수직한 촉에 대해서만 대칭인 단면을 갖는 교량의 주형에는 횡방향 휨에 결합된 비틂이 유발되어 특히 사장교의 케이블등에는 예상치 못했던 추가응력이 유발될 수 있다. 이러한 거동은 일반적인 뼈대요소로는 해석할 수 없으므로, 임의의 단면 형상을 갖는 기하학적 비선형 3차원 뼈대요소를 사용하여야 한다. 본 연구에서 사용한 뼈대요소의 이론적인 배경과 검증은 이전에 발표된 논문에 수록되어 있다. 본 논문에서는 주형단면의 비대칭성을 고려한 지진해석을 수행하여 휨-비틂 결합작용에 의한 거동을 연구한다.
절리 방향은 절리 크기 및 밀집도와 더불어 암반 사면 및 터널과 같은 암반구조물의 안정성에 영향을 미치는 중요한 기하학적 속성이다. 이와 같은 절리 기하학적 속성들에 대한 통계 모델링은 암반공학적 문제에 대한 확률론적 접근법을 제공할 수 있다. 암반 공학적 문제의 확률론적 모델링의 결과는 어떠한 통계 모델을 선택하느냐에 따라 많은 영향을 받는다. 따라서 , 절리 방향성 자료에 대한 대표적인 통계 모델을 정의하고 각 모델에 대한 분석적 검증과 자료의 통계적 특성에 기초한 모델링 과정의 정립은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 회전대칭성 모델인 Fisher 분포와 회전 비대칭성 모델인 이변량 정규분포 모델에 대한 통계량 추정 및 검증에 대한 이론적 방법론에 대해 검토하고 , 암반 절리계 모사 및 위험도 분석에 유용하게 사용할 수 있는 인공자료 발생기 알고리즘을 제안하였다.
현재까지 적용되고 있는 추력제어 장치로는 크게 노즐의 확대부에 장착되어 화염의 방향을 조종하는 제트베인(jet vane), 제트탭(jet tab)방식과 노즐자체를 회전하는 방식인 볼/소켓형(ball & socket) 노즐, 플렉시블 씰형 (flexible seal)노즐로 구분된다. 본 연구는 노즐자체를 회전하여 추력방향을 제어하는 볼/소켓형(ball & socket) 노즐이 회전할 경우 발생되는 유입부의 비대칭성이 노즐 성능에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수행한 3차원 수치해석결과와 공압시험 결과를 수록하였다. 유동해석 결과 유입부의 비대칭성이 유동에 미치는 영향은 노즐 목을 지나면서 현저히 줄어들고 하류 유동에 미치는 영향이 미비하였으며 해석된 주 추력의 크기는 시험에서 측정된 추력과 비슷한 경향을 나타내었으나 측 추력의 경우 시험 값보다 낮게 나타났다. 또한 시험의 결과 기하학적으로 회전된 회전각에 의한 추력방향과 측정된 추력의 방향이 일치하지 않음을 알 수 있었다.
터보차저가 장착된 승용디젤엔진차량의 주요 소음원 중 하나로 터보차저 회전체의 기하학적 불균형에 기인한 공기 맥동음을 들 수 있다. 이 소음의 주요 발생부는 일반적으로 터보차저의 컴프레서휠로서 소음기와 같은 후처리 장치에 의해 저감될 수 있지만, 제조비용을 증가시키는 요인이 될 수 있다. 보다 효과적인 방법은 전반적인 기하학적 대칭성을 개선하거나 문제가 될 수 있는 단품을 분별해냄으로써 단품 품질을 관리하는 것이다. 제조상의 문제나 기타 여러 관점에서 볼 때, 단품에 대한품질관리가 보다 효과적이고 적합하다고 할 수 있다. 이를 위해서는, 생산 라인상에서 공기맥동음의 수준을 평가할 수 있는 적절한 판별방법이 필요하다. 본 논문에서는 공기맥동음의 수준을 정확히 측정할수 있는 방법을 소개하고 그 판별기준도 제시하고자 한다. 또한 리그 측정시스템의 신뢰성 평가과 함께, 리그측정결과와 차량측정결과 간의 상관관계도 분석하였다. 25개 샘플에 대한 측정 재현성 검증을 위해 게이지 R&R 기법을 활용하였다. 이와같은 측정 및 분석 결과로부터, 공기맥동음 관점에서 단품의 우열을 판별할수 있는 표준관리값을 제시할 수 있었다.
본 논문에서는 모드정합법을 이용하여 도체두께를 고려한 비대칭 결합선로의 특성을 해석하고, 중심주파수 5㎓ 인 정방향 -3㏈ 방향성 결합기를 설계 및 제작하였다. 결합선로의 결합도에 대한 연구는 대부분 기하학적인 구조의 변화에 대해 연구되어 왔으나, 본 논문에서는 도체두께가 비대칭 결합선로의 간격, 선로 폭, 결합기의 길이에 미치는 영향을 이론적으로 분석하고, 도체두께를 고려한 비대칭 결합선로를 이용한 결합기를 설계하여 도체 두께가 두꺼울수록 강한 결합으로 인하여 정방향 결합기의 결합길이가 짧아지고 광대역 특성이 얻어지는 결과를 얻었다. 본 논문에서는 5㎓ 중심주파수로 한 도체두께가 서로 다른 비대칭 결합선로로 구성된 정방향 -3㏈ 결합기를 설계하고, 제작 및 실험을 통하여 약 -4.05㏈∼-4.09㏈의 결합특성을 갖는 주파수특성 측정결과를 얻어 설계 값에 거의 근접하는 것을 확인하였으며, 도체 두께를 고려한 정확한 설계로써 결합선로에서 강한결합과 광대역 특성을 만들 수 있다는 사실을 확인하였다.
Optimum fin effectiveness of geometrically and thermally asymmetric trapezoidal fins is represented as a function of the ratio of the fin bottom to top Biot numbers, the ratio of the fin tip to top Biot numbers and fin shape factor. Optimum fin effectiveness is taken as 98% of the maximum fin effectiveness by comparing the increasing rate of fin effectiveness with that of dimensionless fin length. For this analysis, two dimensional separation of variables method is used. Also, the value of the slope of upper surface of the fin and fin efficiency corresponding to optimum effectiveness are presented.
I. 목적 : Half beam을 이용하여 인접한 조사면 치료시, 경계부위에서 발생할 수 있는 Jaw Position에 의한 기하학적 오차는 정확한 선량전달에 문제를 일으킨다. 이에 본 저자는 QA용 필름을 이용하여 조사면 setting 방법과 조작자간의 오차를 분석하고 이를 최소화할 수 있는 방법을 찾고자 한다. II. 대상 및 방법 : 본 실험은 6MV선(CL2100C, Varian, USA)을 대상으로 하였으며, 폴리스틸렌팬톰($25{\times}25cm2$)을 SSD 100 cm으로 고정한 후, 측정용 필름(X-omat V2, Kodak, USA)을 5 cm 깊이에 위치 시켜 조사면의 중심에서 경계를 이루는 비대칭 조사면 ($0/7.5{\times}15,7.5/0{\times}15 cm$)을 쌍으로 조사하였다. 조사된 필름은 자동현상기를 이용하여 현상한 후 농도계(Densitometer, Multidata, USA)를 이용하여 중심축상에서의 농도분포를 측정하여 인접한 조사면에서의 오차를 분석하였다. 조작방법과 조작자간의 오차를 분석하기 위하여 5명의 방사선사를 대상으로 auto및 manual set-up을 실시하였고 각 방법의 평균 오차를 분석하기 위해 5회 반복하였다. III. 결과 : 필름 농도곡선을 이용하여 두 조사면이 만나는 경계에서의 오차를 분석한 결과, remote console set-up의 경우 주변 조사면에 비해 $-0.16{\pm}3.44\%$, pendant방식에서는 $+5.04{\pm}4.37\%$로 나타났고, 조작자간의 유의성이 관찰되었다. IV. 결론 : 비대칭 조사면을 이용한 근접 조사면의 치료시 pendant 방식보다 remote console 방식에서 오차가 적 게 나타나므로 Auto set-up 기능의 이용은 치료시에 조사면 경계에서의 선량 오차를 최소한으로 줄이는데 도움이 될 것으로 생각된다. 또한 manual 방식으로 set-up 시 오차의 편차가 크게 나타나므로 치료시에 세심한 주의가 필요할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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