• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권2호
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• pp.153-168
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• 2016

Sloshing phenomenon is a complicated free surface flow problem that increases the dynamic pressure on the sidewalls and the bottom of the storage tanks. When the storage tanks are partially filled, it is essential to be able to evaluate the fluid dynamic loads on the tank's perimeter. In this paper, a numerical code was developed to determine the pressure distribution on the rectangular and trapezoidal storage tanks' perimeters due to liquid sloshing phenomenon. Assuming the fluid to be inviscid, the Laplace equation and the nonlinear free surface boundary conditions were solved using coupled boundary element - finite element method. The code performance for sloshing modeling was validated using Nakayama and Washizu's results. Finally, this code was used for partially filled rectangular and trapezoidal storage tanks and free surface displacement, pressure distribution and horizontal and vertical forces exerted on the tanks' perimeters due to liquid sloshing phenomenon were estimated and discussed.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권2호
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• pp.77-86
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• 2003

자유면 경계조건을 정착하게 묘사할 수 있는 변위근사 유한차분법을 이용하는 시간영역 탄성파 모델링법을 고안하였다. 기존의 변위근사 유한차분법의 경우 변위와 매질의 물성을 격자점에 정의하는 격자군(격자점 기반의 격자군)을 이용하였으나, 이 연구에서 제시하는 새로운 유한차분법에서는 변위는 격자점에 정의하지만 매질의 물성을 격자점으로 둘러싸인 면에 정의하는 격자군(셀 기반의 격자군)을 이용한다. 매질의 물성을 셀에 정의할 경우 자유면에서 응력이 사라진다는 자유면 경계조건을 추가로 적용할 필요가 없으며 매질의 물성 변화만으로 자유면 경계조건을 표현할 수 있다. 수치예를 통한 정확도 분석 결과 셀 기반의 격자군을 이용할 경우 계산된 수치석인 해가 해석적인 해에 매우 근사함을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권5호
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• pp.183-187
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• 2012

본 논문에서는 수평진동이 있는 용기내 자유표면을 갖는 자성유체에 용기하부로부터 수직자장을 인가시킨 경우 유동을 실험하였다. 실험은 직사각형 및 원통형 용기에 대해 자성유체에 인가된 자기력이 공진주파수, 액면변위에 미치는 영향을 조사하였다. 인가자장의 증가는 최대 공진점 및 액면변위에 영향을 미치고 그 결과 표면파의 진폭과 슬로싱 유동의 변동주기를 변화시킨다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권2호
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• pp.35-44
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• 2009

Long stroke Fast Tool Servo (LFTS) with maximum stroke of $432{\mu}m$ is designed, manufactured and tested for fabrication of optical free-form surfaces. The large amount of stroke in LFTS has been realized by utilizing the hinge and lever mechanisms which enable the displacement amplification ratio of 4.3. In this mechanism the peculiar shape was devised for maximizing the displacement of end tip in LFTS and special mechanical spring has been mounted to provide the sufficient preload to the piezoelectric actuator. Also, its longitudinal motion of tool tip can be measured by capacitive type displacement sensor and closed-loop controlled to overcome the nonlinear hysteresis. In order to verify the static and dynamic characteristics of designed LFTS, several features including step response, frequency response and cut-off frequency in closed-loop mode were experimentally examined. Also, basic machining result shows that the proposed LFTS is capable of generating the optical free-form surface as an additional axis in diamond turning machine.

• Steel and Composite Structures
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• 제38권3호
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• pp.281-291
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• 2021

An equivalent single-layer theory (EST) is put forward for analyzing free vibrations of steel-concrete composite beams (SCCB) based on a higher-order beam theory. In the EST, the effect of partial interaction between sub-beams and the transverse shear deformation are taken into account. After using the interlaminar shear force continuity condition and the shear stress free conditions at the top and bottom surface, the displacement function of the EST does not contain the first derivatives of transverse displacement. Therefore, the C0 interpolation functions are just demanded during its finite element implementation. Finally, the EST is validated by comparing the results of two simply-supported steel-concrete composite beams which are tested in laboratory and calculated by ANSYS software. Then, the influencing factors for free vibrations of SCCB are analyzed, such as, different boundary conditions, depth to span ratio, high-order shear terms, and interfacial shear connector stiffness.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1132-1143
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• 2008

A single Column/Shaft which extended the pile to the column of the bridge with same diameter has better safety and economical profit, but it usually has larger lateral displacement due to lateral loads such as wind, earthquake, wave, etc. A series of horizontal pile load testing were performed to study the lateral behavior of single column/shaft with varying different free lengths and embedded pile lengths. Eight instrumented test piles were cast-in-placed by bonding strain gauges at certain locations on both faces of the pile to measure bending moment, from two-way loadings. Linear variable differential transformers(LVDTs) were installed to measure the lateral pile displacement. Based on this, it is found that the test single column/shaft with different free lengths shows different failure modes. If the test pile has a longer free length, the failure occurs at the near the ground surface, but the shorter one's failure occurs at the below the ground surface.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.315-316
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• 2006

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.70-79
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• 2024

본 연구에서는 3차원 공간에서 바닥의 움직임에 따른 선형파의 생성을 모의할 수 있는 스펙트럼 법을 소개한다. 지배방정식은 선형의 동역학적 및 운동학적 자유수면 경계조건이며, 두 식은 Fourier 공간에서 해석된다. 해석된 속도포텐셜 및 자유수면변위는 연속방정식과 운동학적 바닥경계조건을 항상 만족해야 한다. 수치해석에서 시간 적분은 4차 Runge-Kutta 법을 이용하여 해석하였다. Fourier 공간에서 해석한 결과는 Fourier 역변환을 통해 실제 공간에서의 속도포텐셜과 자유수면변위로 표현된다. 본 수치모델을 이용하여 다양한 형상의 바닥이 규칙적으로 움직이는 경우 생성되는 규칙파에 대해 모의하였다. 또한 바닥의 움직임을 이용하여 비스듬히 전파하는 규칙파의 생성도 모의하였다. 수치모델의 결과는 해석해와 비교하였으며, 거의 일치하는 결과를 보였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.303-310
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• 2001

We propose the framework which directly links shell finite element to the free form surface geometric modeling. For the development of a robust shell element, a first order shear deformable shell theory and partial mixed variational functional are provided. Bubble functions are included in the shape function of displacement to improve the performance of the developed element. The Spline/NURBS is used to generate the general free form of parameterized shell surfaces. The proposed shell finite element model linked with NURBS surface representation provides efficiency for design and analysis. Numerical examples are given in order to assess the accuracy of the performances of the proposed element.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권2호통권42호
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• pp.71-80
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• 2005

유체자유수면의 동적거동을 합리적으로 예측하기 위해서는 비선형 특성을 보이는 자유수면의 동역학적 경계조건을 고려해야할 뿐만 아니라 시간에 따라 변화하는 자유수면의 위치변화에 따른 운동학적 경계조건을 고려하여야 한다. 이러한 문제는 대상구조물이 3차원이 될 경우 더욱 복잡해지므로 3차원 비선형 유체자유수면의 해석은 이론해의 도출이 어려우며 수치해석 방법을 이용하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 수치해석 안정성이 높고 3차원 문제에서도 하나의 변수로 유체거동을 모사할 수 있는 arbitrary Lagrangian-Eulerian approach 를 경계요소에 적용하여 효율적이며 안정적인 유체 대변형 해석기법을 개발하였다. 개발된 기법은 향후 자유수면의 비선형 효과를 고려한 유체-구조물 상호작용 해석에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.