• 제목/요약/키워드: 단위구조해석

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대각선 방향으로 분할된 압전 진동 에너지 수확 장치의 성능 연구 (Performance Study of Diagonally Segmented Piezoelectric Vibration Energy Harvester)

  • 김재은
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권8호
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    • pp.983-989
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    • 2013
  • 본 연구에서 제안한 압전 진동 에너지 수확 장치는 기존 외팔보의 직사각형 면이 대각선을 따라 분할되어 2 개의 에너지 수확 단위로 구성되어 있다. 부 구조물은 주 구조물이 진동 에너지 원에 부착되는 방향과 반대 방향으로 주 구조물의 끝단에 부착되어 있으며, 각 에너지 수확 단위는 폐회로 상태의 고유 진동수가 일치하도록 설계되었다. 동일한 고유 진동수를 갖는 2 개의 구조물이 연결될 때 관찰되는 일반적인 현상과 달리, 제안된 구조에서는 고유 진동수 분리가 작으며, 1 차 및 2 차 모드의 순서가 바뀌어 나타난다. 이로 인해 출력 전력 역시 특정 주파수 근처에서 집중 생성된다. 상용 유한 요소 해석 소프트웨어를 사용하여 제안된 진동 에너지 수확 장치의 최대 생성 전력이 동일한 설치 영역 및 끝단 질량을 갖는 기존 외팔보 형태의 장치에 비해 실질적으로 향상됨을 보였다.

Piperidinothiosemicarbazide의 結晶 및 分子構造 (The Crystal and Molecular Structure of Piperidinothiosemicarbazide)

  • 구정회;김훈섭;장종환
    • 대한화학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.85-91
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    • 1975
  • 피페리디노티오세미카르바지드의 결정구조가 X-선을 이용한 단결정 해석에 의하여 해명되었다. 공간군은 $P2_1/c$이며 단위세포는 4분자를 포함하고 있고, 단위세포는 4분자를 포함하고 있고, 세포상수는 $a=14.68{\pm}0.04,\;b=4.59{\pm}0.02,\;c=12.92{\pm}0.04{\AA},\;{\beta}=109.4{\pm}0.2^{\circ}$이다. 3차원적인 회절반점의 강도는 목측에 의하여 얻었다. 결정구조는 패터슨 함수의 해석으로 밝혔고, 원자좌표치는 최소자승법으로 정밀화하였으며 378개의 독립적인 회절반점에 대한 최종 R값은 0.14이었다. 수소결합에는 $N-H{\cdot}{\cdot}{\cdot}S$ 형과 $N-H{\ldots}N$형의 두종류가 있다. $N-H{\ldots}S$형의 길이는 3.28 및 $3.39{\AA}$이고, $N-H{\ldots}N$형의 길이는 $3.03{\AA}$이다. 수소결합외의 분자들을 연결하는 힘은 van der Wasls힘이다.

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열전특성 측정 장비 내 수냉식 열배출기의 층수에 따른 열전달거동의 변화

  • 김영석;하수현;강상우;김태성
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.92.1-92.1
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    • 2015
  • 열전소재의 열전성능을 평가하기 위해서는 샘플 내 상하부 온도구배가 필요하다. 하지만 진공챔버 내에서는 대류효과가 제한되어, 1 mm 이하 두께의 얇은 샘플은 상하부 방향으로 온도 구배를 조성하기 어렵다. 온도 구배를 조성하기 위해서는 샘플의 두께 방향을 관통하는 열유속이 필요하며, 진공 분위기에서 열유속을 조성하기 위해서는 히터뿐만 아니라 별도의 열배출기가 요구된다. 본 연구에서는 열전특성 측정 장비 내 수냉식 열배출기의 설계를 위해, 열배출기의 층수를 달리하며 열전달거동을 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 열배출기의 층수에 따른 영향을 평가하기 위해서 동일한 채널길이를 유지시키면서 층수를 달리하는 기하학적인 구조들을 설계하였다. 수치해석을 용이하게 진행하기 위해, 열배출기의 형태는 단순한 bar 형태를 가진 1-5층의 다층 구조 로 설계하였다. 열배출기들 각각의 열전달 효율을 평가하기 위해, 수냉식 열배출기의 열배출량에 가장 큰 영향을 미치는 질량유량을 0.1-1 g/s로 변화 시키면서 열전달 거동을 확인하였다. 또한 냉각수의 기화 현상을 방지하기 위해 발열체의 온도를 290-370 K로 바꿔 가며 열전달 거동을 확인하였다. 수치 해석결과, 5층의 열배출기가 최대 120 W/cm2 로 높은 단위면적당 열배출량을 가지는 것을 확인하였으나, 열배출기 전체의 열배출량을 기준으로하는 열배출효율은 0.6 정도로 낮은 효율을 가짐을 확인하였다. 반면에 3층의 열배출기의 경우, 열배출 효율이 0.8에 달하며, 2층의 열배출기 보다 열배출 효율이 좋다는 것을 확인할 수 있었다.

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미시구조를 고려한 3차원 직교직물 복합재료 평판의 저속충격 거동해석 (low Velocity Impact Behavior Analysis of 3D Woven Composite Plate Considering its Micro-structure)

  • 지국현;김승조
    • Composites Research
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    • 제18권4호
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    • pp.44-51
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    • 2005
  • 본 논문에서는 3차원 직교 직물 복합재료의 구성성분인 얀(Yarn)의 기하학적인 형상을 고려하여 직접수치모사(DNS) 모델을 개발하고 이를 이용하여 직교 직물 복합재료 평판의 저속충격 현상을 모사하였다. 미시구조를 보다 상세하고 정확하게 고려하기 위하여 토우 간격과 굴곡 등을 고려한 단위 구조를 제시하고 이를 이용하여 DNS 기반의 평판모델을 구현하였다. 정적 가상 실험을 통하여 얻은 DNS 모델의 거시적 등가 물성치를 바탕으로 한 거시기계학적 해석과의 비교하였고, DNS 모델을 이용하여 기존의 거시기계학적 모델에서 구현이 어려운 기하학적인 형상 차이에 따른 저속충격 현상의 영향을 고찰하였다. 그리고 보다 실제 실험에 가까운 가상 시편의 크기를 고려하고 해석의 효율성을 높이기 위하여 DNS개념에 기반한 멀티스케일 모델을 개발하여 거시/미시 해석 결과 특성을 함께 고찰하였다.

비산먼지 측정 정확도 개선을 위한 시뮬레이션 초음파 다중 산란 알고리즘 검증 (Evaluation of Ultrasonic Multiple Scattering Method to Improve the Accuracy of Fine Dust Measurement)

  • 우욱용;최하진
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.119-128
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    • 2020
  • 본 연구에서는 구조물 유지관리에서의 정확한 미세먼지 농도 계측을 위한 새로운 알고리즘을 제안하고 검증한다. 기존 광산란법 미세먼지 측정기의 측정 오차를 보완하기 위해 초음파 다중 산란 알고리즘을 제안하였으며, 산란자의 배치와 산란 반경을 구현하기 위해 표준입자 및 실제 미세먼지의 SEM 촬영을 진행하였다, 초음파 다중 산란 이론식을 통해 초음파 신호의 주파수별 감쇠율과 산란 반경으로 미세먼지의 개수밀도를 나타내는 알고리즘을 도출하였고, 이론식과 수치해석을 통해 총 12가지의 미세먼지 형상에 대한 산란 반경을 도출하였다. 유한차분법을 기반으로 다중 산란 이론을 적용한 2-D 시간 이력 해석을 통하여 알고리즘을 검증하였으며, 신호 해석을 위한 신호 처리 기법을 나타내었다. 결과, 산란 반경에 해당하는 알고리즘의 오차는 개수밀도 단위 최소 19(1%), 최대 3455(52%)로 계산되었다. 산란반경 외에 실제 미세먼지 형상에 대한 부피를 반영하여야 하는 추후 연구가 필요함을 토의하였다.

비공진형 협벽 도파관 슬롯 배열 설계를 위한 효율적인 슬릇 어드미턴스 추출 방법에 관한 연구 (A Study on the Efficient Extraction of Slot Admittance for the Design of a Non-Resonant Waveguide Edge Slot Array)

  • 박종국;한기진;나형기;김찬홍;이동국
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.1223-1232
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    • 2008
  • 본 논문에서는 비공진형 협벽 도파관 슬롯 배열 설계를 위해 필요한 기준이 되는 단위 슬롯 어드미턴스를 해석적으로 추출하는 방법을 제시하였다. 충분한 개수의 동일 기울임 각을 가지는 교번 슬롯 구조에 대해, 도파관 협벽의 단위 슬롯과 단위 슬롯 양쪽에 이웃한 전송선 부분을 균일한 손실 전송선으로 근사하고, 이로부터 손쉽게 전체의 ABCD 행렬을 계산하여 전체의 시뮬레이션 또는 측정값과 비교함으로써, 손실 전송선의 복소 특성 임피던스와 복소 전파 상수를 구하고 해석 적으로 정규화 된 슬롯 어드미턴스를 추출하였다. 제안한 방법의 타당성을 입증하기 위해, 대역 협벽 도파관 슬롯 배열 설계용으로 제작된 기준 슬롯 도파관 샘플의 정규화 된 슬롯 어드미턴스를 구하고 기존의 방법으로 얻은 값과 비교하여 잘 일치함을 보였다.

한국 서해 남양만 조수 퇴적분지의 제 4기 퇴적층서와 부정합 (Unconformity and Stratigraphy of late Quaternary Tidal Deposits, Namyang Bay, West Coast of Korea)

  • 박용안;최진용
    • 한국해양학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.332-340
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    • 1995
  • 한국 서해 남양만 조수분지의 기반지층에서부터 현세 조간대 지층에 이르는 전체 적인 층서와 층서 단위 구분의 기초가 되는 부정합을 규명하기 위해 만조선에서부터 간조선 및 조하대에 이르는 단면에 따라 8개의 진동시추가 실시되었고 진동시추의 수 직적 층서 단위 퇴적물질의 퇴적상 (조직, 구조 및 광물 조성)을 분석하였다. 또한 중 요 층서 위치에서 발견된 유기물 (토탄과 패각)의 /SUP 14/C연령이 측정되었다. 남양 만 조수분지의 퇴적체는 기저 부정합 (basal unconcomformity)에서 집적되는 층서단위 (간월도층$\longrightarrow$용두리 맴버$\longrightarrow$현세 조수퇴적층{조하대 및 조간대층})로 이루어진 퇴적층서 와 부정합적 시간차를 달리하는 층서적 경계(부정합)를 나타낸다. 현세 후기에 해당되 는 현세 조수퇴적층은 퇴적상에 의하면 상부층과 하부층으로 나누어지며, 상부와 하부 에 함유된 쇄설사립자 광물조성은 서로 다른 것으로 밝혀졌다. 하부층은 해록석의 사 립자를 비교적 다량으로 함유하며 광물조성의 높은 성숙도를 나타내는 것이 특징이다. 상부층은 해록석 사립자를 거의 함유하지 않으면 비교적 낮은 값은 성숙도를 나타낸 다. 결론적으로 하부층의 사질 퇴적물은 서해(황해) 대륙붕의 퇴적물 조성과 성숙도에 유청사하다고 해석되는 동시에 이 하부층의 사립 퇴적물 근원은 서해 대륙붕 퇴적물에 있으며, 현세 후기 해수면 상승 과정에 따르면 남양만 조수분지내의 초기 퇴적과정에 서 운반, 퇴적된 것으로 해석된다.

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이방성 연속 곡평면 슬래브 시스템의 수치해석과 최적화 알고리즘의 개발 (Development of Numerical Analysis and Optimization AIgorithms for Orthotropic Continuous Curved Floor Slab Systems)

  • 박문호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.1-15
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    • 1992
  • 본 논문에서는 열 두가지의 가능한 지지조건을 갖는 연속 곡평면 2방향 슬래브 시스템에 대하여 실용적이고 간편한 수치해석과 최적 설계 방법을 제시하였다. 얇은 곡평판의 탄성이론에 의하여 유도된 설계모멘트 계수를 이용하여, 구조해석을 하는 수치해석 방법을 본 연구에서는 사용하였다. 최적화의 결과는 한계상태 설계법에 의해서 정의된 feasible 영역내에서 결정되도록 유도하였으며 슬래브의 주재료 경비함수를 변형시켜 유도한 목적함수는 한계상태 설계의 규정에 따라 역학적 거동의 문제와 사용성 제약조건을 모두 만족하연서 최적화에 이르도록 하였다. 형성된 최적화 문제는 고차의 비선형 문제로 유도 되었으며 이 비선형 최적화 문제를 연속 선형계획법을 이용하여 해석하므서 슬래브의 유효깊이와 중간대 및 주열대의 단위폭당 변형시킨 철근비들의 최적 설계변수들을 구하였다.

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세라믹 하니컴 담체의 3차원 유한요소해석을 위한 등가탄성방법의 효과적인 접근 (An Effective Approach of Equivalent Elastic Method for Three-Dimensional Finite Element Analysis of Ceramic Honeycomb Substrates)

  • 백석흠;조석수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권3호
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    • pp.223-233
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    • 2011
  • 세라믹 모노리스 촉매는 두 계층으로 구성된 하니컴 구조이다. 하니컴 구조는 열유동 및 구조해석에서 연속체로 고려한다. 하니컴 구조의 등가 기계적 물성은 유한요소해석(FEA) 시험편으로부터 얻어진다. 강도 시험과 FEA는 ASTM C1674-08에서 소개된 사각 단위 셀 시험편과 시험방법에 의해 각각 달성되었다. 코제라이트 세라믹 층과 워시코트 층 사이의 접합계수는 거의 0이다. FEA 시험편은 접합계수에 기반한 모델로 만들어진다. 세라믹 모노리스 담체에서 탄성계수, 푸아송 비와 열적 물성은 FEA 시험편에 의해 결정하였다.

기하학적 재료적 비선형 특성을 고려한 스트라치 단위부재의 명시적 긴장설치 및 극한하중 해석 (Explicit Stress-Erection and Ultimate Load Analysis of Unit STRARCH Frame Considering Geometrically and Materially Nonlinear Characteristics)

  • 이경수;한상을
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.429-438
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    • 2011
  • 본 연구에서는 스트라치 시스템의 긴장설치과정 및 극한하중 해석을 수행하기 위한 명시적 해석법을 제안하였다. 스트라치 시스템은 Stressed-Arch에서 유래한 용어로 슬리브와 갭이 도입된 유동하현재 내부의 긴장재에 초기장력을 도입함으로써 갭이 점차 닫히게 되며, 이에 따라 상현재에 곡률이 도입되면서 전체 구조물이 상승하여, 최종적인 아치형태의 구조물을 형성하는 독창적인 구조시스템이다. 스트라치 시스템의 초기장력 도입과정을 긴장설치(stress-erection) 과정이라 하며, 초기곡률의 도입에 따라 유동 상현재에는 과도한 초기변형이 발생하여 소성거동에 의한 강체회전이 발생하는 불안정 구조물이 된다. 본 연구에서는 이러한 스트라치 시스템의 불안정 거동특성을 해석하기 위해서 강성행렬을 사용하지 않는 명시적 동적이완법을 사용하여 비선형 평형방정식의 해를 구하였고, 대변위 및 단면의 재료적 특성을 반영할 수 있는 필라맨트 보요소를 사용하여 연속된 상현재의 비선형 거동특성을 분석하였다. 필라맨트 보요소의 단면은 다수의 1차원 필라맨트로 구성되며, 각각의 필라맨트에 대해서 다양한 재료모델을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 비선형 재료모델인 Ramberg-Osgood모델 및 Bi-linear 탄소성 모델을 적용하여 긴장설치 및 극한하중 해석을 수행하였고, 그 결과를 이전의 실험적 연구결과와 비교 분석하였다. 본 연구의 해석결과는 이전의 실험적 연구결과와 유사하였으며, 명시적 해석법의 특성상 효율적으로 후좌굴거동 특성까지 해석할 수 있었다.