• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1050-1056
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• 2010

디젤기관은 공기만을 흡입 압축한 후에 연료를 분사하여 연소하기 때문에 높은 압축비가 가능하다. 높은 압축비에 의한 고효율의 장점과 연료의 직접분사에 의한 매연미립자의 배출 및 질소산화물의 배출이 많은 단점을 갖고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구들이 진행되었으며 수소를 흡기중에 공급하는 기술도 연구되고 있다. 본 논문에서는 미량의 수소를 연소실에 공급하여 엔진성능에 미치는 영향을 평가하였다. 토크와 엔진속도를 100%, 75%, 50%, 25%, 0%와 700rpm, 1000rpm, 1500rpm, 2000rpm로 구분하여 실험하였다. 실험결과 질소산화물이 약간 증가하였지만 연료소비율, 스모크와 일산화탄소 배출은 감소하였다. 수소의 첨가는 저부하 영역에서는 효과가 거의 없었지만 고부하 영역에서 큰 효과가 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권6호
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• pp.793-808
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• 2018

In this study, the seismic performance of the connections between L-shaped columns composed of concrete-filled steel tubes (L-CFST columns) and H-beams used in high-rise steel frame structures was investigated. Seven full-scale specimens were tested under quasi-static cyclic loading. The variables studied in the tests included the joint type, the axial compression ratio, the presence of concrete, the width-to-thickness ratio and the internal extension length of the side plates. The hysteretic response, strength degradation, stiffness degradation, ductility, plastic rotation capacity, energy dissipation capacity and the strain distribution were evaluated at different load cycles. The test results indicated that both the corner and exterior joint specimens failed due to local buckling and crack within the beam flange adjacent to the end of the side plates. However, the failure modes of the interior joint specimens primarily included local buckling and crack at the end plates and curved corners of the beam flange. A design method was proposed for the flexural capacity of the end plate connection in the interior joint. Good agreement was observed between the theoretical and test results of both the yield and ultimate flexural capacity of the end plate connection.

• Computers and Concrete
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• 제25권5호
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• pp.383-400
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• 2020

Due to higher stiffness to weight, higher corrosion resistance, higher strength to weight ratios and good durability, concrete composite structures provide many advantages as compared with conventional materials. Thus, they have wide applications in the field of concrete construction. This research focuses on the structural behavior of steel-tube CFRP confined concrete (STCCC) columns under axial concentric loading. A nonlinear finite element analysis (NLFEA) model of STCCC columns was simulated using ABAQUS which was then, calibrated for different material and geometric models of concrete, steel tube and CFRP material using the experimental results from the literature. The comparative study of the NLFEA predictions and the experimental results indicated that the proposed constitutive NLFEA model can accurately predict the structural performance of STCCC columns. After the calibration of NLFEA model, an extensive parametric study was performed to examine the effects of different critical parameters of composite columns such as; (i) unconfined concrete strength, (ii) number of CFRP layers, (iii) thickness of steel tube and (iv) concrete core diameter, on the axial load capacity. Furthermore, a large database of axial strength of 700 confined concrete compression members was developed from the previous researches to give an analytical model that predicts the ultimate axial strength of composite columns accurately. The comparison of the predictions of the proposed analytical model was done with the predictions of 216 NLFEA models from the parametric study. A close agreement was represented by the predictions of the proposed constitutive NLFEA model and the analytical model.

• 자원리싸이클링
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• 제23권5호
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• pp.12-20
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• 2014

칼슘 페라이트는 소결광 제조 시 생성되는 자용성 소결 광물의 일종으로, 제철 공정의 소결광용 결합제 및 제강용 융제로 사용된다. 기존 소결광용 결합제 및 제강용 융제보다 용융온도가 낮아 결합제 및 융제로서의 효과가 우수하다. 본 연구에서는 제철공정에서 발생하는 다양한 산업부산물을 시작원료로 사용하여 칼슘 페라이트를 제조하였다. 칼슘 페라이트 물성을 분석 평가하기 위해, 시멘트 제조공정 시험법을 준용하였다. 더불어 칼슘 페라이트의 물성을 평가하기 위해 결정분석, 파괴하중, 열분석 등을 시행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.425-438
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• 2019

본 연구에서는 일정한 방향의 층리가 발달한 퇴적암에 굴착된 지하철 병설터널을 모델링하여 축소모형 실험을 실시하였다. 연구대상 터널의 규격은 6.2 m×6.8 m이고 필러 폭은 4 m이다. 차원해석을 통해 현장암석에 적합한 모형재료를 선정하였고, 이를 사용하여 이방성 모형시험체를 제작하였으며 이축압축시험을 통해 터널의 파괴 및 변형거동을 알아보았다. 모형시험체에 하중을 증가시킴에 따라 필러의 중앙부에서 병설터널 사이를 가로지르는 최초의 균열이 발생하였고, 터널 천정부와 바닥부에서도 점차 파괴가 진행되었다. 필러부의 모든 균열은 기존의 층리면을 따라 발생하여 암반의 층리면이 필러 파괴의 주요 원인으로 나타났다. 또한, FLAC의 유비쿼터스 절리모델을 사용하여 실험 조건에 대한 수치해석을 실시함으로써 실험의 결과를 검증해 보았다. 여기서 얻어진 소성영역의 분포경향은 모형실험의 결과와 대체로 부합하여 실험의 신뢰성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.523-531
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• 2019

암석역학이나 암반공학의 여러 활용 분야 중 발파, 천공 및 기계굴착의 경우에는 파괴인성이 중요한 요소이며, 암석의 파괴인성을 측정하기 위한 여러 가지 방법들이 제안되었다. 본 연구에서는 간단히 시험편을 제작할 수 있고, 압축 하중으로 암석의 모드 I 파괴인성을 구할 수 있도록 쐐기 분열 시험편(Wedge Splitting Test Specimen)을 이용하였다. 쐐기의 작용하는 연직하중에 의한 수직 및 수평하중 모두를 고려한 균열선단의 응력상태로부터 수치해석을 통한 응력확대계수의 식을 제안하였다. 쐐기 분열 시험편에 의해 구해진 모드 I 파괴인성값을 GD와 SENB 시험편의 시험 결과와 비교하여 시험법의 타당성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.449-456
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• 2010

HCCI 엔진은 고효율, 저공해를 실현할 수 있는 차세대 내연기관이다. 그러나 HCCI 엔진이 상용화되기 위해서는 몇 가지 문제점들이 해결되어야 한다. 그 중에서 가장 큰 문제점은 과도한 압력 상승률이 노킹을 발생시키기 때문에 운전영역이 제한되는 것이다. 이번 연구의 목적은 HCCI 엔진에서 압력상승률 저감을 위하여 온도 성층화와 농도 성층화 효과를 조사하는 것이다. 그리고 Multi-zone 모델을 이용한 화학반응 수치해석을 통하여 연소 및 배기가스 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 수치해석에서 2 단계 열발생을 가지는 DME와 1단계 열발생을 가지는 메탄을 사용하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.18-22
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• 2014

용접 잔류응력은 용접공정에서 발생하는 하는데, 용접 구조물의 결함 유발 및 파괴의 주요 원인이 된다. 본 논문에서는 전자 처리 레이저 스페클 간섭법을 이용하여 원전 배관의 용접부 잔류응력을 측정하였다. 인장시험기를 이용하여 용접된 배관에 압축 하중을 가하였으며, 면내 변형 측정 간섭계를 이용하여 용접부와 모재부의 변형을 측정하였고, 제안된 수식에 의하여 탄성계수를 측정하였다. 용접 배관에 가해지는 하중에 따라 변형이 일정하게 증가하며, 용접 배관의 모재부와 용접부에 발생한 변형을 비교하였을 때, 모재부의 변형이 더 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 용접 배관 모재부의 탄성계수는 202.46 GPa, 용접부의 탄성 계수는 212.14 GPa, 잔류응력은 6.29 MPa로 측정되었다.

• Computers and Concrete
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• 제25권1호
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• pp.67-73
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• 2020

Traditionally used analytical approach to predict the fatigue failure of reinforced concrete (RC) structure is generally conservative and has certain limitations. The nonlinear finite element method (FEM) offers less expensive solution for fatigue analysis with sufficient accuracy. However, the conventional implicit dynamic analysis is very expensive for high level computation. Whereas, an explicit dynamic analysis approach offers a computationally operative modelling to predict true responses of a structural element under periodic loading and might be perfectly matched to accomplish long life fatigue computations. Hence, this study simulates the fatigue behaviour of RC beams with finite element (FE) assemblage presenting a simplified explicit dynamic numerical solution to show computer aided fatigue behaviour of RC beam. A commercial FEM package, ABAQUS has been chosen for this complex modelling. The concrete has been modelled as a 8-node solid element providing competent compression hardening and tension stiffening. The steel reinforcements are simulated as two-node truss elements comprising elasto-plastic stress-strain behaviour. All the possible nonlinearities are duly incorporated. Time domain analysis has been adopted through an automatic Newmark-β time incremental technique. The program consists of twelve RC beams to visualize the real behaviour during fatigue process and to obtain the reliability of the study. Both the numerical and experimental results indicate a redistribution of stresses along the time and damage accumulation of beam which severely affect the serviceability and ultimate capacity of RC beam. The output of the FEM analysis demonstrates good match with the experimental consequences which affirm the efficacy of the computer aided model. The controlled fatigue damage evolution at service fatigue load limits makes the FE model an efficient tool in predicting high cycle fatigue behaviour of RC structures.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제8권1호
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• pp.38-46
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• 1983

This study was carried out to investigate the possibility of improving the performance of a kerosene engine with water addition. The engine used in this study was a single-cylinder, four-cycle kerosene engine with the compression ratio of 4.5. Water could be successfully added into the inlet manifold by an extra carburetor for the volumetric ratios of 5, 10, 20, and 30 percents. Variable speed tests at wide-open throttle were performed for five speed levels in the range of 1,000 to 2,200rpm for each fuel type. Volumetric efficiency and brake specific fuel consumption were determined, and brake thermal efficiency based on the lower heats of combustion of kerosene was calculated. To examine variation in fuel consumption, CO concentration, and cooling water temperature, part load tests were also performed. The results obtained are summarized as follow. (1) Brake torque increased almost in proportion to volumetric efficiency. But the ratio of increase in torque was greater than that of volumetric efficiency. Mean torque over the speed range of 1,000 to 2,200rpm increased 1, 3, 7, and 2 percents for 5, 10, 20, and 30 percents water addition, respectively. The increase in brake torque with water addition was greater at lower speeds. (2) Mean brake specific fuel consumption over the speed range of 1,000 to 2,200rpm decreased 1, 2, 3, and 3 percents for 5, 10, 20, and 30 percents water addition, respectively. (3) Mean temperature of cooling water over the speed range of 1,000 to 2,200rpm decreased 2, 4, 8, and 12 percents for 5, 10, 20, and 30 percents water addition, respectively. (4) The effects of decreasing CO concentration in the exhaust emissions with water addition were significant. At the speed range of 1,000 to 2,200rpm, CO concentration in the exhaust emissions decreased 2, 10, 23, percents for 5, 10, and 20 percents water addition, respectively. (5) Deposits were not discovered in the combustion chamber during the experiment. However, a little rust was formed in the water-supply carburetor.