• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.233-242
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• 1997

이 논문은 연속보의 동적 최적설계에 관한 연구이다. 본 연구에서는 연속보의 근사적인 최적제원을 결정하기 위하여 컴퓨터 프로그램의 실행결과를 이용한 기법을 이용하였다. 경간길이, 질량 및 휨강성이 변화하는 연속보의 자유진동해석과 이동 집중하중이 작용하는 경우 동적응답해석을 실행할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 모형실험 결과와 이론적인 해석결과가 잘 일치하여 해석결과의 타당성을 검증할 수 있었다. 설계효율을 나타내기 위하여 최대 동적응력, 경간사이의 응력차이, 이동 집중하중이 작용하는 점에서의 rms 처짐 및 전체지간의 총질량 등 4가지의 무차원 변수들의 선형결합으로 이루어지는 최적함수를 정의하였다. 3경간 연속보에 대한 해석결과 개략적인 최적제원을 갖는 연속보로 설계하는 경우 등간격의 등단면 연속보에 비해 설계효율을 개선할 수 있음을 알 수 있었다.

• Advances in nano research
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• 제5권4호
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• pp.281-301
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• 2017

In this disquisition, an exact solution method is developed for analyzing the vibration characteristics of magneto-electro-elastic functionally graded (MEE-FG) beams by considering porosity distribution and various boundary conditions via a four-variable shear deformation refined beam theory for the first time. Magneto-electroelastic properties of porous FG beam are supposed to vary through the thickness direction and are modeled via modified power-law rule which is formulated using the concept of even and uneven porosity distributions. Porosities possibly occurring inside functionally graded materials (FGMs) during fabrication because of technical problem that lead to creation micro-voids in FG materials. So, it is necessary to consider the effect of porosities on the vibration behavior of MEE-FG beam in the present study. The governing differential equations and related boundary conditions of porous MEE-FG beam subjected to physical field are derived by Hamilton's principle based on a four-variable tangential-exponential refined theory which avoids the use of shear correction factor. An analytical solution procedure is used to achieve the natural frequencies of porous-FG beam supposed to magneto-electrical field which satisfies various boundary conditions. A parametric study is led to carry out the effects of material graduation exponent, porosity parameter, external magnetic potential, external electric voltage, slenderness ratio and various boundary conditions on dimensionless frequencies of porous MEE-FG beam. It is concluded that these parameters play noticeable roles on the vibration behavior of MEE-FG beam with porosities. Presented numerical results can be applied as benchmarks for future design of MEE-FG structures with porosity phases.

• Advances in concrete construction
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• 제14권2호
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• pp.103-113
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• 2022

On the basis of fabrication, the utilization of nano material in numerous industrial and technological system, obtained the utmost significance in current decade. Therefore, the current investigation presents a theoretical disposition regarding the flow of electric conducting Williamson nanoliquid over a stretchable surface in the presence of the motile microorganism. The impact of thermal radiation and magnetic parameter are incorporated in the energy equation. The concentration field is modified by adding the influence of chemical reaction. Moreover, the splendid features of nanofluid are displayed by utilizing the thermophoresis and Brownian motion aspects. Compatible similarity transformation is imposed on the equations governing the problem to derive the dimensionless ordinary differential equations. The Homotopy analysis method has been implemented to find the analytic solution of the obtained differential equations. The implications of specific parameters on profiles of velocity, temperature, concentration and motile microorganism density are investigated graphically. Moreover, coefficient of skin friction, Nusselt number, Sherwood number and density of motile number are clarified in tabular forms. It is revealed that thermal radiation, thermophoresis and Brownian motion parameters are very effective for improvement of heat transfer. The reported investigation can be used in improving the heat transfer appliances and systems of solar energy.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제10권1호
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• pp.51-65
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• 2023

In this paper, the effect of deepness on in-plane free vibration behavior of a curved functionally graded (FG) nanobeam based on nonlocal elasticity theory has been investigated. Differential equations and boundary conditions have been developed based on Hamilton's principle. In order to figure out the size effect, nonlocal theory has been adopted. Properties of material vary in radial direction. By using Navier solution technique, the amount of natural frequencies has been obtained. Also, to take into account the deepness effect on vibrations, thickness to radius ratio has been considered. Differences percentage between results of cases in which deepness effect is included and excluded are obtained and influences of power-law exponent, nonlocal parameter and arc angle on these differences percentage are studied. Results show that arc angle and power law exponent parameters have the most influences on the amount of the differences percentage due to deepness effect. It has been observed that the inclusion of geometrical deep term and material distribution results in an increase in sensitivity of dimensionless natural frequency about variation of aforementioned parameters and a change in variation range of natural frequency. Finally, several numerical results of deep and shallow curved functionally graded nanobeams with different geometry dimensions are presented, which may serve as benchmark solutions for the future research in this field.

• Advances in nano research
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• 제16권5호
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• pp.473-487
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• 2024

The current study employs the nonlocal Timoshenko beam (NTB) theory and von-Kármán's geometric nonlinearity to develop a non-classic beam model for evaluating the nonlinear free vibration of bi-directional functionally-graded (BFG) nanobeams. In order to avoid the stretching-bending coupling in the equations of motion, the problem is formulated based on the physical middle surface. The governing equations of motion and the relevant boundary conditions have been determined using Hamilton's principle, followed by discretization using the differential quadrature method (DQM). To determine the frequencies of nonlinear vibrations in the BFG nanobeams, a direct iterative algorithm is used for solving the discretized underlying equations. The model verification is conducted by making a comparison between the obtained results and benchmark results reported in prior studies. In the present work, the effects of amplitude ratio, nanobeam length, material distribution, nonlocality, and boundary conditions are examined on the nonlinear frequency of BFG nanobeams through a parametric study. As a main result, it is observed that the nonlinear vibration frequencies are greater than the linear vibration frequencies for the same amplitude of the nonlinear oscillator. The study finds that the difference between the dimensionless linear frequency and the nonlinear frequency is smaller for CC nanobeams compared to SS nanobeams, particularly within the α range of 0 to 1.5, where the impact of geometric nonlinearity on CC nanobeams can be disregarded. Furthermore, the nonlinear frequency ratio exhibits an increasing trend as the parameter µ is incremented, with a diminishing dependency on nanobeam length (L). Additionally, it is established that as the nanobeam length increases, a critical point is reached at which a sharp rise in the nonlinear frequency ratio occurs, particularly within the nanobeam length range of 10 nm to 30 nm. These findings collectively contribute to a comprehensive understanding of the nonlinear vibration behavior of BFG nanobeams in relation to various parameters.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.198-205
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• 2019

야자계 입상활성탄에 대한 Brilliant Green의 흡착 평형과 동역학 및 열역학 파라미터들을 다양한 초기농도($300{\sim}500mg\;L^{-1}$), 접촉시간(1 ~ 12 h) 및 흡착온도(303 ~ 323 K)를 변수로 하여 회분식 실험을 통하여 연구하였다. 흡착평형 값들은 Langmuir, Freundlich, Temkin, Harkins-Jura 및 Elovich 식으로 해석하였다. 그 결과는 Langmuir 식에 가장 잘 맞았으며, 평가된 Langmuir 무차원 분리계수 값($R_L=0.018{\sim}0.040$)과 Freundlich 상수값(1/n = 0.176 ~ 0.206)은 활성탄에 의한 Brilliant Green의 흡착이 효과적인 공정임을 보여주었다. Temkin 식에 의해 평가된 흡착열 관련상수($B=12.43{\sim}17.15J\;mol^{-1}$)는 물리흡착에 해당하였다. Harkins-Jura 식에 의한 등온선 매개변수($A_{HJ}$)는 온도가 증가할수록 이종 기공 분포도 증가함을 나타내었고, Elovich 식에 의한 최대흡착용량은 실험값보다 매우 적은 것으로 나타났다. 흡착공정은 유사이차반응속도식에 더 잘 맞았으며, 흡착과정은 입자내 확산이 율속단계였다. 입자내 확산속도 상수는 초기 농도가 커질수록 염료의 운동이 활발해졌기 때문에 증가하였다. 그리고 초기농도가 커질수록 경계층의 영향이 커졌다. Gibbs 자유에너지($-3.46{\sim}-11.35kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피($18.63kJ\;mol^{-1}$) 및 활성화에너지($26.28kJ\;mol^{-1}$)는 흡착공정이 자발적이고, 흡열 및 물리흡착임을 나타냈다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.103-112
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• 1984

본(本) 연구(硏究)는 단위유량도이론(單位流量圖理論)에 근거하여 소하천유역(小河川流域)의 계획홍수량(計劃洪水量)을 결정할 수 있는 일련(一聯)의 경험적(經驗的)인 절차(節次)를 개발한 것이다. 특정재현기간(特定再現期間)의 홍수량(洪水量)은 유역면적(流域面積)에 재현기간(再現期間)에 해당되는 강우능계수(降雨能係數)와 강우특정기간별(降雨特精期間別) 유출능계수(流出能係數) 및 첨두홍수량(尖頭洪水量) 감소계수(減少係數)의 곱으로 표시(表示)하였다. 강우능계수(降雨能係數)와 유출능계수(流出能係數)의 결정방법(決定方法)은 본(本) 연구이전(硏究以前)에 수행된 연구(硏究)(13)에서 정립(定立)된 바 있어 본(本) 연구(硏究)에서는 첨두유량감소계수(尖頭流量減少係數)를 결정하는 방법(方法)을 개발(開發)한 후 경안천(慶安川)의 한 지점유역(地點流域)에 대한 50년홍수량(年洪水量)을 이 방법(方法)으로 산정(算定)하여 이를 타홍수량(他洪水量) 추정방법(推定方法)과 비교(比較) 검토(檢討)하였다. 첨두홍수량(尖頭洪水量) 감소계수(減少係數)는 면적집성법(面積集成法)에 의해 유도된 소유역별(小流域別) 단위도(單位圖)로부터 산정(算定)된 유역(流域)의 지체시간(遲滯時間) 대비(對比) 강우(降雨)의 특정시간(特精時間)을 변량(變量)으로 하여 상관관계(相關關係)가 수립되었으며, 지체시간(遲滯時間)은 유역(流域)의 지형인자(地形因子)인 유로연장(流路延長) 및 평균유로경사(平均流路傾斜)와 상관(相關)시켰다.

• 공업화학
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• 제9권7호
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• pp.950-955
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• 1998

본 연구는 두 종류의 Polyethlene Glycol(PEG, Mw; 8000, 20000)을 cross-flow로 한외여과(막; 분획분자량 6000, 20000)함에 있어서 시간, 운전압력, 유입농도, 그리고 순환유량의 변화에 따라 투과유속과 제거율의 관계를 조사하는데 목적을 두고 있다. 실험진행에 있어서 운전압력은 7, 14, 28 psi의 3단계로, 순환유량은 1000 mL/min와 2000 mL/min 두 가지로, 그리고 유입농도도 100 mg/L과 1000 mg/L의 두가지로 하여 실행하였다. 투과유속은 PEG의 분자량과 농도가 작을수록 압력증가와 함께 증가하였으며, 겉보기제거율($R_o$)은 PEG의 분자량과 농도가 클수록 증가하였다. 그러나 압력이 증가되었을 때 $R_o$는 감소하였다. 일정한 압력하에서 PEG수용액의 투과유속과 $R_o$는 시간변화(8 h)에 관계없이 일정하였다. 순환유량의 변화에 있어서 투과유속에는 거의 영향이 없었으나, $R_o$는 순환유량이 큰 경우가 높게 나타났으며, 두 순환유량의 경우 모두 압력증가와 함께 $R_o$는 감소하였다. 한편, 투과유속과 조작압력의 거동을 분석하기 위해 사용된 투과도비($\alpha$)는 조작압력과 순환유량의 증가와 함께 증가하였으며, 모든 경우에서 1보다 작게 나타났기 때문에 농도분극현상을 분석할 수 있었다. 그리고 물질전달계수로부터 얻은 진제거율(R)은 압력증가와 함께 감소하였으며, 선유속과 PEG의 분자량이 클수록 높게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.43-51
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• 1981

미생물(微生物)의 부착식(附着式) 성장(成長)을 이용(利用)한 폐수처리(廢水處理)의 이해(理解)를 돕기 위해 미생물막모형(微生物膜模型)을 정립(定立)하고 이의 simulation을 통하여 처리효율(處理効率)과 각종(各種) parameter 사이의 관계(關係)를 살펴보았다. 미생물막모형(微生物膜模型)은 기질(基質)의 침투정도(浸透程度)에 따라 두꺼운 막(膜)과 얇은 막(膜)으로 구분(區分)하고 각(各) 경우(境遇)에 대하여 미생물막내부(微生物膜內部)에서의 기질농도(基質濃度)와 flux를 산정(算定)할 수 있게 구성(構成)되어 있다. 모형(模型)의 정립과정(定立過程)에서 얻어진 무차원상수(無次元常數)인 ${\phi}_1$, ${\phi}_2$, 그리고 $\bar{S}_b$에 의해 기질농도(基質濃度)와 flux가 결정(決定)될 수 있음을 알았으며, ${\phi}_1$의 증가(增加)나 ${\phi}_2$의 감소(減少)에 의해 처리효율(處理効率)이 증가(增加)함을 알 수 있다. 또한 높은 처리효율(處理効率)을 유지(維持)하는 system은 모두 두꺼운 막(膜)에 속하는 것을 알 수 있다. 미생물막표면(微生物膜表面) 근처에서의 유속(流速)을 증가(增加)시킴으로써 두께가 일정(一定)한 막(膜)에 있어서 처리효율(處理効率)을 증가(增加)시킬 수 있다. 하지만 유속(流速)의 증가(增加)로 인해 sloughing이 많아져서 막(膜)의 두께가 감소(減少)하여 새로운 정상상태(定常狀態)로 바뀌게 된다. 현재(現在)까지 유속(流速)과 미생물막(微生物膜)두께사이의 관계(關係)가 정량적(定量的)으로 규명(糾明)되지 못하고 있으므로 새로운 정상상태(定常狀態)에서의 효율(効率)은 명백히 규정지을 수 없다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권7호
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• pp.547-558
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• 2009

일반적인 하천제방의 안정성 평가는 확정론적 분석결과를 토대로 강우특성, 매개변수 등에 대한 불확실성을 안전 계수를 도입하여 실시하고 있다. 이러한 안전계수는 모형의 매개변수 및 재료 속성의 다양성을 다루는 공학에 폭넓게 이용되나 임의의 자연 현상의 모든 것을 설명해주지는 않는다. 특히 근래에 들어 발생되는 지구온난화에 따른 이상기후 현상과 사상 유래가 없는 홍수들의 발생은 확정론적인 방법에 의존하기보다는 추계학적 방법을 도입한 수문량 확충 및 매개변수의 불확실성 분석의 필요성이 증대되고 있다. 이에 전 세계적으로 매개변수와 특성인자의 불확실성을 고려하고 인자들 간의 상관관계를 고려한 추계학적 방법 기반의 대책 수립이 추진되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 추계학적 강우변동 생성기법을 이용하여 태풍기와 장마기에 해당하는 6월, 7월과 8월, 9월에 발생 가능한 다양한 무차원 누가강우량곡선을 Monte Carlo 기법을 도입하여 생성하였고 신뢰도 지수를 이용하여 하천제방의 위험도를 평가하였다. 본 연구결과는 강우의 지역적 특성 및 시간적 특성을 반영할 수 있어 해당 유역의 홍수대책 수립, 수공구조물 설계 및 분석 등 활용성이 매우 클 것으로 판단된다.