본 연구는 2주탑 3경간 사장교의 사업기획 단계에서 3차원 모델정보에 기반하여 신속한 개략 공사비 및 물량 산정을 지원하는 시스템을 개발하였다. 우선, 기 설계된 사장교 설계정보(구조계산서, 도면, 수량)를 분석하여 설계변수를 도출하였다. 도출된 설계변수를 기반으로 매개변수적으로 사장교를 3차원 모델링하는 BIM Wizard를 개발하였다. BIM Wizard를 이용해 작성된 3차원 모델로부터 사장교의 주요 재료에 대한 수량을 직접 산출하며, 케이블 교량에 대한 단가 D/B와 산출된 수량을 연계하여 개략공사비를 산정할 수 있다. 결과적으로, 사업 초기단계에서 m당 혹은 $m^2$당 실적 평균공사비를 산출하는 재래적인 방식보다 더 구체화된 공사비를 산출할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이로써, 우리는 사장교에 대해 입찰단계에서 가능한 신속하게 다양한 대안을 검토할 수 있을 것이다.
저온가스를 지하공동에 저장하는 것은 안전과 운영 측면에서 많은 장점이 있다. 그러나 저장된 극저온가스는 주변암반의 온도변화를 야기하여 공동의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 따라서 성공적인 저장공동의 건설을 위해서는 건설 초기에 공동 주위암반의 온도분포를 정확히 예측하는 것이 필수적이다. 본 연구의 목적은 저장공동 주변의 온도분포를 예측할 수 있는 이론해의 개발과 평가이다. 이를 위해, 공동의 형상을 단순화하고 비정상 열전도 이론을 적용하여 이론해를 도출하였다. 이론해의 적용성을 평가하기 위해서 이론해와 유한 차분 해석프로그램인 FLAC을 이용한 수치해석을 이용해 저장공동 주변의 2차원$.$3차원 온도분포를 추정하여 그 결과를 비교하였다. 또한, 공동의 크기에 대한 영향도 조사되었다.
해수 침투 연구의 국·내외 동향을 분석하고 물리탐사기술의 역할과 현재의 위치를 점검하였다. 과학기술부 자연재해기술개발사업의 일환으로 수행한 '해수침투 평가, 예측 및 방지가술 개발' 과제를 통하여 과거보다 진전된 기술의 내용과 향상된 수준을 적용 사례를 통하여 예시하였다. 해수침투 문제에 계수형 물리검층 기술을 활용함으로써 해석의 정밀성을 제고하였으며, 해수침투의 영역을 획정하는 기술과 해수침투의 주경로를 해석한 연구사레를 예시하였다. 해수 침투의 지속여부를 판정할 수 있는 기술로 개발된 전기비저항 모니터링 시간영역 전자탐사(TEM) 모니터링 기술의 특징을 설명하였으며 해수침투대와 양전도성 지층의 구별을 위하여 개발된 참조채널 유도분극탐사기술을 소개하였다. 해수침투 확산 예측 과정에서 연구지질의 개념모형을 제시하기 위한 해수침투대의 공간적 분포 파악 기술을 예시하였다. 마지막으로, 현재의 기술수준을 토대로 한 물리탐사기술의 향후 발전?향도 제안하였다.
Dissolved air flotation (DAF) is a solid-liquid separation process that uses fine rising bubbles to remove particles in water. Most of particle-bubble collision occurs in the DAF contact zone. This initial contact considered by the researchers to play a important role for DAF performance. It is hard to make up conceptual model through simple mass balance for estimating collision efficiency in the contact zone because coupled behavior of the solid-liquid-gas phase in DAF system is 90 complicate. In this study, 2-phase(gas-liquid) flow equations for the conservation of mass, momentum and turbulence quantities were solved using an Eulerian-Eulerian approach based on the assumption that very small particle is applied in the DAF system. For the modeling of turbulent 2-phase flow in the reactor, the standard $k-{\varepsilon}$ mode I(liquid phase) and zero-equation(gas phase) were used in CFD code because it is widely accepted and the coefficients for the model are well established. Particle-bubble collision efficiency was calculated using predicted turbulent energy dissipation rate and gas volume fraction. As the result of this study, the authors concluded that bubble size and recycle ratio play important role for flow pattern change in the reactor. Predicted collision efficiency using CFD showed good agreement with measured removal efficiency in the contact zone. Also, simulation results indicated that collision efficiency at 15% recycle ratio is higher than that of 10% and showed increasing tendency of the collision efficiency according to the decrease of the bubble size.
디지털 기술의 발전과 사회 경제적인 성숙을 추구함과 더불어 주택과 토지에 대한소유 및 접근은 공간적 분포의 삶의 질과 빈곤을 평가하는데 있어 매우 중요하고 어려운 문제이다. 첨단 IT 기술과 매우 향상된 지리 및 토지정보 시스템이 공간적 인간 정주문제, 토지이용과 개발, 환경악화 등을 분석하는데 이용되고 있지만, 시공간 차원에서 발생하는 가난의 원인과 결과를 이해하는데 있어 초기연구 단계에 있는 듯 싶다. 이 연구는 육하원칙 인자를 이용하여 공간적 위치의 가난을 해석하고자 하였다. 또한 정보격차로 인하여 생기는 가난한 환경을 토지정보의 공간적 개념과 연계하고 빈곤을 해소하는 관점에서 새로운 모델을 제시하였다.
소수의 곱셈은 계산방법에 있어 자연수 곱셈과의 유사성 때문에 학생들이 쉽게 이해할 것이라고 기대하지만 학생들은 소수의 곱셈에서 많은 오류를 보인다. 이는 개념적인 이해보다 기능적인 숙달에 치중한 결과라고 할 수 있다. 본 연구는 소수의 곱셈 단원을 효과적으로 구성하기 위한 기초연구로서 제7차 교육과정부터 2015 개정 교육과정까지 소수의 곱셈 단원의 성취기준, 교수학습 및 평가 상의 유의점, 지도내용 및 방법을 분석하였고, 2009 개정 교육과정까지 교육과정별 해당 교과서의 차시 구성 및 교과서별 활동을 분석하였다. 또한 소수의 곱셈과 관련된 개론서 및 논문을 분석하여 소수의 곱셈에 대한 학생들의 이해 실태 및 소수의 곱셈을 지도하기 위한 지도 방안을 살펴보고 공통적으로 제시된 방안을 요목화하였다. 분석 결과, 다음의 세 가지 시사점을 얻을 수 있었다. 첫째, 의미 있는 어림 지도가 필요하다. 둘째, 소수 곱셈의 의미에 적합한 시각적 모델을 제시해 줄 필요가 있다. 셋째, 소수의 곱셈 알고리즘을 형식화하는 과정을 다양화할 필요가 있다.
본 연구는 터널공사비 영향요인 분석 결과를 이용하여 터널 공사비 예측에 활용될 수 있는 모델을 제시하였다. 이를 위해 공사비 영향요인의 변화에 따른 공사비 변동 지수표를 구축하고, 이를 바탕으로 사업 환경의 변화에 따른 공사비 추정을 위한 절차를 제시하였다. 또한 최근 수행된 실제 프로젝트를 대상으로 제시된 터널 공사비 추정모델의 적정성을 검증하는 작업을 수행하였다. 표준단면 및 공사비 변동비를 바탕으로 한 공사비 예측에 있어 실제 프로젝트를 통한 검증결과 실제 설계 예정가격과 비교하여 -5% ~ +11%의 범위에서 추정되었다. 제시된 모델은 기획단계에서 사업의 기본적인 조건을 바탕으로 사업비를 추정하고, 설계 및 시공단계에서 설계 대안에 대한 경제성 평가, 설계조건, 지반조건, 시공환경의 변화, 공법, 자재, 장비의 변경에 따른 공사비의 영향을 효율적으로 평가하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Zakaria Belabed;Abdeldjebbar Tounsi;Abdelmoumen Anis Bousahla;Abdelouahed Tounsi;Mohamed Bourada;Mohammed A. Al-Osta
Structural Engineering and Mechanics
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제90권3호
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pp.233-252
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2024
This research explores a new finite element model for the free vibration analysis of bi-directional functionally graded (BDFG) beams. The model is based on an efficient higher-order shear deformation beam theory that incorporates a trigonometric warping function for both transverse shear deformation and stress to guarantee traction-free boundary conditions without the necessity of shear correction factors. The proposed two-node beam element has three degrees of freedom per node, and the inter-element continuity is retained using both C1 and C0 continuities for kinematics variables. In addition, the mechanical properties of the (BDFG) beam vary gradually and smoothly in both the in-plane and out-of-plane beam's directions according to an exponential power-law distribution. The highly elevated performance of the developed model is shown by comparing it to conceptual frameworks and solution procedures. Detailed numerical investigations are also conducted to examine the impact of boundary conditions, the bi-directional gradient indices, and the slenderness ratio on the free vibration response of BDFG beams. The suggested finite element beam model is an excellent potential tool for the design and the mechanical behavior estimation of BDFG structures.
This research explores a new finite element model for the free vibration analysis of bi-directional functionally graded (BDFG) beams. The model is based on an efficient higher-order shear deformation beam theory that incorporates a trigonometric warping function for both transverse shear deformation and stress to guarantee traction-free boundary conditions without the necessity of shear correction factors. The proposed two-node beam element has three degrees of freedom per node, and the inter-element continuity is retained using both C1 and C0 continuities for kinematics variables. In addition, the mechanical properties of the (BDFG) beam vary gradually and smoothly in both the in-plane and out-of-plane beam's directions according to an exponential power-law distribution. The highly elevated performance of the developed model is shown by comparing it to conceptual frameworks and solution procedures. Detailed numerical investigations are also conducted to examine the impact of boundary conditions, the bi-directional gradient indices, and the slenderness ratio on the free vibration response of BDFG beams. The suggested finite element beam model is an excellent potential tool for the design and the mechanical behavior estimation of BDFG structures.
One of the next frontiers in structural wind engineering is the design of tall buildings using performance-based approaches. Currently, tall buildings are being designed using provisions in the building codes and standards to meet an acceptable level of public safety and serviceability. However, recent studies in wind and earthquake engineering have highlighted the conceptual and practical limitations of the code-oriented design methods. Performance-based wind design (PBWD) is the logical extension of the current wind design approaches to overcome these limitations. Towards the development of PBWD, in this paper, we systematically review the advances made in this field, highlight the research gaps, and provide a basis for future research. Initially, the anatomy of the Wind Loading Chain is presented, in which emphasis was given to the early works of Alan G. Davenport. Next, the current state of practice to design tall buildings for wind load is presented, and its limitations are highlighted. Following this, we critically review the state of development of PBWD. Our review on PBWD covers the existing design frameworks and studies conducted on the nonlinear response of structures under wind loads. Thereafter, to provide a basis for future research, the nonlinear response of simple yielding systems under long-duration turbulent wind loads is studied in two phases. The first phase investigates the issue of damage accumulation in conventional structural systems characterized by elastic-plastic, bilinear, pinching, degrading, and deteriorating hysteretic models. The second phase introduces methods to develop new performance objectives for PBWD based on joint peak and residual deformation demands. In this context, the utility of multi-variate demand modeling using copulas and kernel density estimation techniques is presented. This paper also presents joined fragility curves based on the results of incremental dynamic analysis. Subsequently, the efficiency of tuned mass dampers and self-centering systems in controlling the accumulation of damage in wind-excited structural systems are investigated. The role and the need for explicit modeling of uncertainties in PBWD are also discussed with a case study example. Lastly, two unified PBWD frameworks are proposed by adapting and revisiting the Wind Loading Chain. This paper concludes with a summary and a proposal for future research.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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