To investigate the hysteresis of the suction stress in unsaturated weathered mudstone soils (CL), matric suction and volumetric water content were measured in both drying and wetting processes using Automated Soil-Water Characteristics Curve Apparatus. The drying and wetting processes in unsaturated soils were reproduced in the test; the drying process means to load matric suction to spill pore water from the soils, and the wetting process means to unload matric suction to inject pore water into the soils. Based on the measured result, Soil Water Characteristic Curve(SWCC)s were estimated by van Genuchten model (1980). SWCCs have nonlinear relationship between effective degree of saturation and matric suction. The hysteresis in SWCCs between drying and wetting processes occurred. As a result of estimating Suction Stress Characteristic Curve(SSCC) using Lu and Likos model (2006), the suction stress rapidly increased in the low level of matric suction and then increased slightly. Also, the hysteresis in SSCCs between drying and wetting processes occurred. In order to design geo-structures and check its stability considering unsaturated soil mechanics, therefore, it is more reasonable that the SSCC of drying process should be applied in the condition of rainfall infiltration and the SSCC of wetting process in the condition of evaporation or drainage.
U shape multitube heat exchanger was equipped in the flue to recover the exhaust heat from the boiler system. The fluids of the exhaust heat recovery equipment were the flue gas as the hot fluid, and the water as the cold fluid. The flow geometry of the fluids was cross flow - two pass, the hot fluid being mixed and the cold fluid unmixed. The results of the theoretical and the experimental analysis and the economic evaluation are summarized as follows. 1) The heat exchanger effectiveness and the temperature efficiency of the hot fluid were about 35% when the fuel consumption rate was 140 - 150 L/15min. The temperature efficiency for the cold fluid ranged from 3.0% to 4.5%. The insulation efficiency ranged from 85% to 98%, which was better than the KS air preheater insulation efficiency of 90%. 2) The relationship between the fuel consumption rate, F, and the outlet temperature, $T_{h2}$, of the flue gas from the heat exchanger was $T_{h2}$ = 0.927F + 110. In order to prevent the low temperature corrosion from the coagulation of $SO_3$, it is necessary to maintain the fuel consumption rate above 82 L/15min. 3) The ratio of the exhaust heat from the boiler system to the total energy consumption was about 14.5%. With the installation of the exhaust heat recovery equipment, the energy recovery ratio to the exhaust heat was about 25%. Accordingly, about 3.6% of the total fuel consumption was estimated to be saved. 4) Economic analysis indicated that the installation of the exhaust heat recovery equipment was feasible to save the energy, because the capital reocvery period was only 10 months when the fuel consumption rate was 80 L/15min. 4 months when it was 160 L/15min. 5) Based on the theoretical and the experimental analysis, it was estimated to save the energy of about 18 million Won per year, if four heat exchangers are installed in a factory. 6) A further study is recommended to identify the relationship among the flow rate of the exhaust gas, the size of the heat exchanger and the capacity of the air preheater. For a maximum heat recovery from the exhaust gas an automatic control system is required to control the flow rate of the cold fluid depending on the boiler load.
A feeding trial was conducted in tilapia to determine the growth performance, nutrient digestibility, digestive enzymes, and postprandial blood metabolites in response to different dietary amylose-amylopectin ratios. Five isonitrogenous and isolipidic diets containing an equal starch level with different amylose-amylopectin ratios of 0.11 (diet 1), 0.24 (diet 2), 0.47 (diet 3), 0.76 (diet 4) and 0.98 (diet 5) were formulated using high-amylose corn starch (as the amylose source) and waxy rice (as the amylopectin source). Each diet was hand-fed to six tanks of 15 fish each, three times a day over a 6-wk period. After the growth trial, a postprandial blood metabolic test was carried out. Fish fed diet 2 exhibited the highest percent weight gain and feed efficiency and protein efficiency ratio, whereas fish fed with diet 5 showed the lowest growth and feed utilization among treatments. The digestibility for starch in fish fed diet 1 and 2 was higher than those in fish fed with other diets (p<0.05). The highest activities for protease, lipase and amylase were found in fish fed the diet 2, diet 1, and diet 1 respectively among dietary treatments, while the lowest values for these indexes were observed in fish fed the diet 3, diet 5 and diet 4, respectively. The liver glycogen concentrations in fish fed diets 4 and 5 were found higher than in fish fed other diets (p<0.05). The feeding rate, hepatosomatic index, condition factor, and plasma parmeters (glucose, triglyceride, total cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol, and low-density lipoprotein cholesterol) did not differ across treatments. In terms of postprandial blood responses, peak blood glucose and triglycerides were lower after 3 or 6 h in the fish fed with diets 3-5 than in the fish fed diet 1, but delayed peak blood total amino acid time was observed in fish fed with the diets 1 or 2. The lowest peak values for each of the three blood metabolites were observed in fish fed diet 5. The results indicate that high-dietary amylose-amylopectin ratio could compromise growth, but help in reducing the blood glucose stress on fish caused by postprandial starch load.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.37
no.8
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pp.781-788
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2013
Predicting the engine component temperature is a basic step to conduct structural safety evaluation in medium-speed diesel engine design. Recent trends such as increasing power density and performance necessitate more effective thermal management of the engine for achieving the desired durability and reliability. In addition, the local temperatures of several engine components must be maintained in the proper range to avoid problems such as low- or high-temperature corrosion. Therefore, it is very important to predict the temperature distribution of each engine part accurately in the design stage. In this study, the temperature of an engine component is calculated by using steady-state conjugate heat transfer analysis. A proper approach to determine the thermal load distribution on the thermal boundary area is suggested by using 1D engine system analysis, 3D transient CFD results, and previous experimental data from another developed engine model. A Hyundai HiMSEN engine having 250-mm bore size was chosen to validate the analysis procedure. The predicted results showed a reasonable agreement with experimental results.
Gears are components of transmission which transmit the power of an engine to a machine and offer numerous speed ratios, a compact structure, and high efficiency of power transmission. Gear train design in the automotive industry uses simulation software. However, PTO (Power Take-Off) gear design for agricultural applications uses the empirical method because of the wide range of load fluctuations in agricultural fields. The PTO is an important part of agricultural tractors which transmits the power to various tractor implements. Therefore, a simulation was essential to the optimal design of the PTO. When the PTO gear is optimally designed, there are many advantages such as low cost, reduced size, and light weight. In this study, we conducted the bending and contact safety factor simulation for the PTO gear of an agricultural tractor. The bending and contact safety factors were calculated on ISO 6336 : 2006 by decreasing the face widths of the PTO pinion and wheel gear from 18 mm at an interval of 1 mm. The safety factor of the PTO gear decreased as the face width decreased. The contact safety factors of the pinion and wheel gear were 1.45 and 1.53, respectively, when the face width was 18 mm. The simulation results showed that the face width of the PTO gear should be greater than 9 mm to maintain the bending and contact safety factors higher than 1. It would be possible to reduce the weight of the PTO gear for different uses and working conditions. This study suggests that the possibility of designing an optimal PTO gear decreases as its face width decreases.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.29
no.2
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pp.169-177
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2016
Sliding slab track system, which consists of low friction sliding layer between track slab and bridge deck, is recently devised to reduce track-bridge interaction effect of continuously welded rail(CWR) without applying special devices such as rail expansion joint(REJ). In this study, a series of track-bridge interaction analyses of a long-span bridge with sliding slab track and REJ are performed respectively and the results are compared. The bridge model includes PSC box girder bridge with 9 continuous spans, and steel-concrete composite girder bridge with 2 continuous spans. The total length of the bridge model is 1,205m, and the maximum spacing between the two fixed supports is 825m. Analyses results showed that the sliding slab track system is highly effective on interaction reduction since lower rail additional axial stress is resulted than REJ application. Additionally, horizontal reaction forces in fixed supports were also reduced compared to the results of REJ application. However, higher slab axial forces were developed in the sliding slab track due to the temperature load. Therefore, track slab section of the sliding slab track system should be carefully designed against slab axial forces.
LID facilities like bio-retention cells is applied to manage stormwater. LID concept becomes an important part in stormwater management, and the clear understanding of hydrologic performance and hydrologic impact on the corresponding catchment has been needed. In this study, the application of flow duration curves as design strategy is investigated. Bio-retention cells like many LID facilities are installed to reproduce natural hydrologic processes. In this study, the attempt to determine the size of a bio-retention cell is carried out to satisfy the flow duration criteria. From the results, it is shown that "5 mm * the area of a target catchment" which is the current facility design capacity is valid for the drainage area with 20-30% impervious rate. In the 100% impervious catchment where LID facilities are typically installed, the design capacity to intercept stormwater of approximately 47 mm depth is required to reproduce natural flow duration curves. This means that about 11% of the target catchment area should be allocated as a bio-retention cell. However, the criteria of the design capacity and facility surface area should be set at the possible implementation conditions in reality, and site-specific hydrologic characteristics of a target catchment should be considered.
Andong belongs to the Nakdong River Basin, Nakdong River is flowing through the city, including Andong dam and Imha dam. The runoff due to provincial transfer and impervious area has been increasing by urbanization increases and nonpoint source loads. In this study, we evaluate the runoff and nonpoint pollution loads in accordance with the development targeted at selected urban water cycle leading to Andong city. Andong city leading to the water cycle plan to evaluate the directly runoff and BOD, T-N and T-P nonpoint pollutant loads using the CN into account the temporal and spatial changes. Evaluation, direct runoff per year is 10.41 % if the green roof and a water permeable pavement replacement, water cycle parks and streets compositions, City impermeable layer improvements to be business including four kinds of scenario is applied to both the development and the BOD non-point pollutant loads 20.56%, T-N 9.55% and T-P pollution and nonpoint loads was investigated to be reduced 14.29%. Four kinds of low lapse rate of the development scenario of the highest thing urban impervious surface was investigated by improving business development prior year annual direct runoff is 6.25 %, BOD nonpoint pollution loads are 11.84%, T-N nonpoint pollution loads are 4.46 % and T-P was investigated by reducing pollutant loads to be 10.20%.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.19
no.2
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pp.60-67
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2015
The finite element (FE) model updating is a commonly used approach in civil engineering, enabling damage detection, design verification, and load capacity identification. In the FE model updating, acceleration responses are generally employed to determine modal properties of a structure, which are subsequently used to update the initial FE model. While the acceleration-based model updating has been successful in finding better approximations of the physical systems including material and sectional properties, the boundary conditions have been considered yet to be difficult to accurately estimate as the acceleration responses only correspond to translational degree-of-freedoms (DOF). Recent advancement in the sensor technology has enabled low-cost, high-precision gyroscopes that can be adopted in the FE model updating to provide angular information of a structure. This study proposes a FE model updating strategy based on data fusion of acceleration and angular velocity. The usage of both acceleration and angular velocity gives richer information than the sole use of acceleration, allowing the enhanced performance particularly in determining the boundary conditions. A numerical simulation on a simply supported beam is presented to demonstrate the proposed FE model updating approach.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.17
no.2
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pp.149-155
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2017
In this research, the surface covered curing method using the double-layered bubble sheet was evaluated. This double-layered bubble sheet has outstanding insulating performance with its low heat conductivity and high economic feasibility with its high durability. However, in the case of wall-typed building construction, the area of exposed rebar is curious on curing performance with the double-layered bubble sheet in spite of the double-layered bubble sheet showed favorable performance for slab. Therefore, in this research, regarding the actually constructed wall-typed apartment building, the most efficient curing method was suggested based on the evaluation of curing performance depending on temperature distribution depending on various location of covered or exposed rebar. As a result, the D method was determined as the most efficient curing method without any concern of early-age frost damage. However, by considering easiness of construction, the B method of covering the pieced double-layered bubble sheet on gap between rebars can be another option of desired result.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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