• Computers and Concrete
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• 제6권2호
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• pp.133-153
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• 2009

Discrete element modeling (DEM) in concrete technology is concerned with design and use of models that constitute a schematization of reality with operational potentials. This paper discusses the material science principles governing the design of DEM systems and evaluates the consequences for their operational potentials. It surveys the two families in physical discrete element modeling in concrete technology, only touching upon probabilistic DEM concepts as alternatives. Many common DEM systems are based on random sequential addition (RSA) procedures; their operational potentials are limited to low configuration-sensitivity features of material structure, underlying material performance characteristics of low structure-sensitivity. The second family of DEM systems employs concurrent algorithms, involving particle interaction mechanisms. Static and dynamic solutions are realized to solve particle overlap. This second family offers a far more realistic schematization of reality as to particle configuration. The operational potentials of this family involve valid approaches to structure-sensitive mechanical or durability properties. Illustrative 2D examples of fresh cement particle packing and pore formation during maturation are elaborated to demonstrate this. Mainstream fields of present day and expected application of DEM are sketched. Violation of the scientific knowledge of to day underlying these operational potentials will give rise to unreliable solutions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권6호
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• pp.1143-1165
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• 2015

In this work, various higher-order shear deformation plate theories for wave propagation in functionally graded plates are developed. Due to porosities, possibly occurring inside functionally graded materials (FGMs) during fabrication, it is therefore necessary to consider the wave propagation in plates having porosities in this study. The developed refined plate theories have fewer number of unknowns and equations of motion than the first-order shear deformation theory, but accounts for the transverse shear deformation effects without requiring shear correction factors. The rule of mixture is modified to describe and approximate material properties of the functionally graded plates with porosity phases. The governing equations of the wave propagation in the functionally graded plate are derived by employing the Hamilton's principle. The analytic dispersion relation of the functionally graded plate is obtained by solving an eigenvalue problem. The effects of the volume fraction distributions and porosity volume fraction on wave propagation of functionally graded plate are discussed in detail. The results carried out can be used in the ultrasonic inspection techniques and structural health monitoring.

• Wind and Structures
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• 제28권1호
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• pp.49-62
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• 2019

In this paper, an analytical analysis for the study of vibratory behavior and wave propagation of functionally graded plates (FGM) is presented based on a high order shear deformation theory. The manufacture of these plates' defects can appear in the form of porosity. This latter can question and modify the global behavior of such plates. A new shape of the distribution of porosity according to the thickness of the plate was used. The field of displacement of this theory is present of indeterminate integral variables. The modulus of elasticity and the mass density of these plates are assumed to vary according to the thickness of the plate. Equations of motion are derived by the principle of minimization of energies. Analytical solutions of free vibration and wave propagation are obtained for FGM plates simply supported by integrating the analytic dispersion relation. Illustrative examples are given also to show the effects of variation of various parameters such as(porosity parameter, material graduation, thickness-length ratio, porosity distribution) on vibration and wave propagation of FGM plates.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.120-126
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• 2016

본 연구에서는 아크릴과 소량의 스티렌 모노머에 나노클레이인 순수한 몬모릴로나이트(Pristine monmorillonite: PM) 또는 개질된 몬모릴로나이트(30B 또는 25A)를 첨가한 후 비수계 분산(NAD) 중합에 의해 환경친화성 아크릴/나노클레이 NAD수지 복합재료를 제조하고 나노클레이가 이 NAD 수지의 중합물성 및 복합재료의 물리적 물성에 주는 영향에 대해 연구하였다. 중합 후의 NAD 수지의 입자 균일성 측면에서 나노클레이는 초기에 안정제와 함께 투입하는 것이 유리하였고 중합된 NAD수지의 고형분, 산가, 점도 결과에서는 유기화제로 개질된 25A를 첨가할 경우가 다른 나노클레이를 첨가할 경우보다 좋은 물성을 주는 것으로 나타났다. 25A첨가 NAD수지는 GPC 측정시 분자량의 증가와 다분산지수의 감소로도 좋은 물성이 확인되었다. 나노클레이 25A가 수지내에 잘 분산된 것은 XRD결과에서 나노클레이의 층간거리 증가로 확인 되었고 열적 물성 측정 결과와 동적 기계적 물성 측정에서도 나노클레이 25A를 포함한 NAD 수지의 유리전이온도가 가장 높게 나타났으며 저장 탄성율 또한 25A경우가 가장 우수한 것으로 관찰되었다. 따라서 비수계 분산중합에 의해 아크릴/나노클레이 NAD수지를 제조할 경우에는 나노클레이로 25A를 첨가하는 것이 가장 좋은 물성을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권4호
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• pp.284-288
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• 2004

Al$_2$O$_3$/ZrO$_2$복합체의 기계적 성질 향상을 위하여 분산되는 ZrO$_2$상을 Zr-Y-polyester의 고분자화(polyesterization) 공정(Pechin법)을 이용하여 알루미나 기지 중에 초미립으로 균질하게 분산시키기 위한 방안을 고찰하여 보았다. 일반적으로 공침법에 의해 제조되는 $Al_2$O$_3$/ZrO$_2$ 복합체의 경우 초기 ZrO$_2$입자의 크기가 매우 작아도 알루미나 내에 분산되는 ZrO$_2$입자가 소결시에 비교적 빠르게 성장 및 입자간의 응집이 발생하게 되며 이로 인해 분산의 불균일을 유발하여 미세하고 균질한 복합체를 얻기가 힘들다. 따라서 상용 이소결성 $\alpha$-Al$_2$O$_3$분말(Sumitomo.AES-11(0.5$mu extrm{m}$))에 ZrO(NO$_3$)$_2$와 Y(NO$_3$)$_3$를 citric acid/ethylene glycol과 혼합한 polyesterization시켜 $\alpha$-Al$_2$O$_3$입자 표면에 미세하고 균질하게 코팅 형태로 부착되도록 하였다. 이를 90$0^{\circ}C$에서 하소한 후 1450∼1$600^{\circ}C$의 온도에서 소결하여 미세한 ZrO$_2$입자가 매우 균질하게 분산된 $Al_2$O$_3$/ZrO$_2$ 복합체를 제조하였으며 이의 기계적 성질을 관찰하였다.

• Computers and Concrete
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• 제3권5호
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• pp.301-312
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• 2006

Experimental research revealed that the spatial dispersion of aggregate grains exerts pronounced influences on the mechanical and durability properties of concrete. Therefore, insight into this phenomenon is of paramount importance. Experimental approaches do not provide direct access to three-dimensional spacing information in concrete, however. Contrarily, simulation approaches are mostly deficient in generating packing systems of aggregate grains with sufficient density. This paper therefore employs a dynamic simulation system (with the acronym SPACE), allowing the generation of dense random packing of grains, representative for concrete aggregates. This paper studies by means of SPACE packing structures of aggregates with a Fuller type of size distribution, generally accepted as a suitable approximation for actual aggregate systems. Mean free spacing $\bar{\lambda}$, mean nearest neighbour distance (NND) between grain centres $\bar{\Delta}_3$, and the probability density function of ${\Delta}_3$ are used to characterize the spatial dispersion of aggregate grains in model concretes. Influences on these spacing parameters are studied of volume fraction and the size range of aggregate grains. The values of these descriptors are estimated by means of stereological tools, whereupon the calculation results are compared with measurements. The simulation results indicate that the size range of aggregate grains has a more pronounced influence on the spacing parameters than exerted by the volume fraction of aggregate. At relatively high volume density of aggregates, as met in the present cases, theoretical and experimental values are found quite similar. The mean free spacing is known to be independent of the actual dispersion characteristics (Underwood 1968); it is a structural parameter governed by material composition. Moreover, scatter of the mean free spacing among the serial sections of the model concrete in the simulation study is relatively small, demonstrating the sample size to be representative for composition homogeneity of aggregate grains. The distribution of ${\Delta}_3$ observed in this study is markedly skew, indicating a concentration of relatively small values of ${\Delta}_3$. The estimate of the size of the representative volume element (RVE) for configuration homogeneity based on NND exceeds by one order of magnitude the estimate for structure-insensitive properties. This is in accordance with predictions of Brown (1965) for composition and configuration homogeneity (corresponding to structure-insensitive and structure-sensitive properties) of conglomerates.

• 한국식품과학회지
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• 제32권3호
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• pp.646-653
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• 2000

${\omega}3$계 고도불포화 지방산의 한 종류인 DHA(docosahexaenoic acid, $C_{22:6},\;{\omega}3$)를 함유하는 정제어유를 중심물질로 하고 agar와 waxy corn starch를 피복물질로하여 미세캡슐화 공정을 수행할 때 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 이용하여 최적 조건을 확립하고자 하였다. 이때 정제어유 미세캡슐화의 수율을 정량화하기 위하여 5% cupric acetatepyridine 용액에 발색정도가 뛰어난 oleic acid를 정제 어유내에 20%(w/w) 농도로 첨가하여 중심물질로 사용하였다. 반응표면분석결과 최적화된 미세캡슐화 조건은 [중심물질, Cm]:[피복물질, Wm]의 비율 =4.9 : 5.1(w/w), 유화제(sorbitan monolaurate, H.L.B. 16.7)의 농도 = 0.48%(w/w), 분산매의 온도 = $19.4^{\circ}C$이었고, 실제 이 조건에서 99.9%의 수율을 보였다. 또한 최적 조건하에서 제조된 미세캡슐물질 저장을 위한 최적 온도 및 pH는 각각 $25{\circ}C$와 pH 7.0인 것으로 나타났으며, $25^{\circ}C$, pH 7.0의 분산매내에서 7일간 저장한 후에도 99%이상의 미세캡슐이 안정한 상태로 존재함을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제18권5호
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• pp.436-443
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• 2005

활성탄 미분을 용액계에 분산하므로 수반 되는 결과를 고찰하기 위하여 칼륨처리 미분 활성탄의 물리적 성질과 그들에 응용에 대한 연구를 수행하였다. 오염수로부터 오염물질의 촉매적 제거 효율을 연구하기 위하여 분산매로써 두 종류의 칼륨 미분 활성탄을 사용하였다. 칼륨염을 포함하는 수용액내에서 처리된 활성탄 시료로부터 얻어진 표면 특성화를 위하여, 흡착 등온곡선 형태, SEM, EDX 및 표면 기능기 변화 등을 주된 연구 대상으로 하였다. pH 변화에 따른 칼륨 미분 활성탄을 오염수에 분산하여 색도, COD, T-N 및 T-P 등에 대하여 제거 효율을 연구하였다. 칼륨 미분 활성탄을 처리한 오염수에 대한 네 가지 요소 제거 결과로부터, pH 6~8의 범위에서 만족할 만한 제거 효율이 얻어 졌다. 본 연구로부터 칼륨 처리 미분 활성탄의 분산에 의한 오염물질의 제거 효율이 흡착 특성 및 촉매적 효율에 의하여 입증되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제43권4호
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• pp.230-240
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• 2008

분산중합법에 의해 무기물을 포함하는 고분자 미립자를 합성하기 위해 styrene과 n-butyl methacrylate가 알루미나와 함께 중합되었다. Styrene과 n-butylmethacrylate의 무게 비는 3:1이었고, 입자안정제는 poly(N-vinyl pyrrolidon), 중합 개시제로는 2,2'-azobis(isobutyronitrile)를 사용하여 개시제의 농도, 분산매의 종류, 분산매의 혼합 용해도 상수 (${\delta}_{mix}$), 커플링제의 종류와 농도에 따른 입자경을 조사하였다. 개시제의 농도가 증가함에 따라 입자경이 소폭 상승하였고 분산매의 극성이 증가할수록 입경이 증가하였고, 분산매로서, 이소프로판올과 이온교환수를 조성비에 따라 사용한 경우, $[{\delta}_{mix}]^{-4.01}\;{\propto}$ 평균 입자경과 $[{\delta]_{mix}]^{-0.83}\;{\propto}$ 입경 분포의 관계를 얻을 수 있었다. 커플링제의 종류와 농도변화에 따른 입자경 및 입자경 분포는 뚜렷한 차이가 없었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권4호
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• pp.372-386
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• 2018

뒷채움한 작업장의 공기질은 채움재의 양생기간 및 이후에 걸쳐 현저히 악화된다. 복합탄산염 기반의 채움재로 뒷채움한 채굴적으로부터 장기간에 걸친 NH3 및 CO2의 유출은 작업공간 내부에서 뿐만 아니라 지표상에서도 관찰된다. 가행광산에서는 가스의 유출은 작업환경을 급격히 악화시키므로 오염된 공간을 희석 시키기 위한 충분한 양의 통기량의 공급, 그리고 유해 가스 유출과 확산을 제어하기 위한 통기방안의 연구가 필요하다. 본 연구는 채움공간내 가스제어를 위한 압력균형 통기기술의 적용성 연구를 목적으로 한다.