The flow characteristics and the heat transfer rate on a surface by the interaction of a pair of vortices are studied numerically. To analyze the common flow up produced by vortex generators in a rectangular channel flow, the pseudo-compressibility viscous method is introduced into the Reynolds-averaged Navier-Stokes equation for 3-dimensional unsteady, incompressible viscous flows. To predict turbulence characteristics, a two-layer $k-\varepsilon$ turbulence model is used on the flat plate 3-dimensional turbulence boundary The computational results predict accurately Reynolds stress, turbulent kinetic energy and flow field generated by the vortex generators. The numerical results, such as thermal boundary layers, skin friction characteristics and heat transfers, are also reasonably close to the experimental data.
Elastic and in-elastic buckling stress analyses are executed by the semi-analytical finite strip method to study the effect of the longitudinal stiffener on the web of box girders. The simple analysis procedure is based on the assumption that the vertical stiffeners has the rigidity enough to force nil deflection line on the web panel so that the boundary condition may be regarded as a hinge. The provisions on the longitudinal stiffeners in plate girders of the Korean Standard Highway Bridge Specifications(1992) are investigated through comparison with the results obtained for various web stiffener size of box girders of the medium span length bridges.
The purpose of this study is to estimate the contribution of concrete and shear reinforcement, in shear carrying capacity, on concrete beams, reinforced with steel and/or FRP rods. The experimental tests for 12 concrete beams, reinforced with steel and/or FRP rods, are carried out. Experimental parameters includes the mechanical properties of reinforcements in shear and bending, and the ratio of shear reinforcement. This study compares the experimental results of shear carrying capacity in concrete beams, reinforced with steel and/or FRP rods, with the proposed equations. According to the experimental results, the effect of the concrete in concrete beams reinforced with FRP rods is decreased with decreasing Young's modulus of longitudinal tensile reinforcement. This results from the large deflection of concrete beams reinforced with decreasing Young's modulus of longitudinal tensile reinforcement. Also, the contribution of shear reinforcement is smaller than the calculated value, using the truss analogy. This results from the fact that the stress redistribution is not exhibited after the break of shear reinforcement.
In code roll forming processes, the sheet metal strip is gradually and successively bent into a desired profile. Occurrence of buckling is one of the major defects. Buckling may occur due to longitudinal stress and it is difficult to predict buckling behavior. In this study an analytical method for buckling behavior during roll forming is proposed. All numerical simulations are performed by finite element analysis. The behavior of buckling can be predicted with the simulation modeling of the finite element method.
This paper is to study the effect of rectilinear confinement in high-strength concrete subjected to a monotonically increasing compressive axial loads. To investigate behavior of columns rectilinearly confined with lateral ties and longitudinal rebars, twelve specimens including two plain concrete specimens were tested. The main variables in this study are volumetric ratio of lateral ties, cistribution of lateral ties, yield strength of logitudinal steel, ratio of area of longitudinal steel to the area of cross section. The test results were not only compared with an empirical model for the stress-strain curve of rectilinearly confined high-strength concrete but also the existing model. The empirical model used calculating column capacity shows better agreement with the test results tham the existing model.
본 연구는 극한강도 이론에 입각한 고강도 콘크리트 부재의 설계를 위한 방법 중 가장 중요한 요소의 하나인 응력-변형도 곡선의 이상화에 관한 연구이다. 이를 위하여 보통강도(280kg/$\textrm{cm}^2$)에서 초고강도(1050kg/$\textrm{cm}^2$)까지의 콘크리트를 사용하여 부재를 제작, 시험하였으며, 기존의 여러 가지 이론과 비교검토를 하였다. 주요 변수는 콘크리트 강도이외에 주근의 양과 전단 보강근의 간격으로 하였다. 실험결과 현재으 ACI Building Code에 규정된 직사각형 응격블록은 고강도 콘크리트에도 사용할 수있음을 알 수 있었다.
The temperature and stress behaviour of mass concrete pier at early ages was analysed based on the finite element method. The pier investigated is a three-dimensional structure of which the cross-sectional shape varies from a circle to an ellipsoid along the longitudinal axis. In order to obtain the transient temperature and stress distributions in the structure, a three dimensional method was adopted, because the structure of this type cannot be modeled accurately by a two-dimensional method. Temperature analysis was performed by taking into consideration of the cement type and content, boundary and environment conditions including the variations of atmospheric temperature and wind velocity. The results of this study may be useful for the temperature control to restrain thermal cracking and the construction management to design the resonable curing method of mass concrete structure.
The stochastic finite element method is employed to obtain a stochastic dynamic model of angled beams subjected to impact loads when uncertain material properties are described by random fields. Using the perturbation technique in conjunction with a precise time integration method, a random analysis approach is developed for efficient analysis of random elastic waves. Formulas for the mean, variance and covariance of displacement, strain and stress are introduced. Statistics of displacement and stress waves is analyzed and effects of bend angle and material stochasticity on wave propagation are studied. It is found that the elastic wave correlation in the angled section is the most significant. The mean, variance and covariance of the stress wave amplitude decrease with an increase in bend angle. The standard deviation of the beam material density plays an important role in longitudinal displacement wave covariance.
Ultra high performance cementitious composite material is applied to the design of multifunctional permanent form for bridge pier in this paper. The basic properties and calculating constitutive model of ultra high performance cementitious composite are introduced briefly. According to momental theory of thin-walled shell, the analytical solutions of structural behavior parameters including circumferential stress, longitudinal stress and shear stress are derived for UHPCC thin-walled circular tube. Based on relevant code of construction loads (MHURD of PPC 2008), the calculating parameter expression of construction loads for UHPCC thin-walled circular tube is presented. With geometrical dimensions of typical pier, the structural behavior parameters of UHPCC tube under construction loads are calculated. The effects of geometrical parameters of UHPCC tube on structural behavior are analyzed and the design advices for UHPCC tube are proposed. This paper shall provide a scientific reference for UHPCC permanent form design and UHPCC hybrid structure application.
Among various calculation methods for residual stresses, inherent strain method can be useful one for its simplicity. In comparison with finite element method, it is more economical and efficient. First, inherent strain is assumed, and then incompatibility can be calculated from this inherent strain. Based on collocation method, incompatibility equation is solved assuming stress functions which satisfies boundary conditions. Assumed inherent strain can be determined through iterations on the condition that longitudinal residual stress in centerline is yield stress and transverse distortion is the same as predicted one from other method. Calculated results according to this analytic method yield good agreement with experimental ones.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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