• Steel and Composite Structures
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• 제46권6호
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• pp.805-821
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• 2023

This study developed an evaluation system to explore the effect of the environmental temperature on the stress redistribution produced by cable stress relaxation of structural members in a steel cable-stayed bridge. The generalized Maxwell model is used to estimate stress relaxation at different temperatures. The environmental temperature is represented using the thermal coefficients and temperature loads. The fmincon optimization function is used to determine the set of stress relaxation parameters at different temperatures for all cables. The ABAQUS software is employed to investigate the stress redistribution of the steel cable-stayed bridge caused by the cable stress relaxation and the environmental temperature. All of these steps are set up as an evaluation system to save time and ensure the accuracy of the study results. The developed evaluation system is then employed to investigate the effect of environmental temperature and cable type on stress redistribution. These studies' findings show that as environmental temperatures increased up to 40 ℃, the redistribution rate increased by up to 34.9% in some girders. The results also show that the cable type with low relaxation rates should be used in high environmental temperature areas to minimize the effect of cable stress relaxation.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권6호
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• pp.753-768
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• 2022

In this study, a graphical automatic system is developed in order to investigate the stress redistribution of structural members in a steel cable-stayed bridge. The generalized Maxwell model is selected for stress relaxation estimation, and it is carefully verified and applied to all the cable members of a steel cable-stayed bridge to investigate its stress relaxation. A set of stress relaxation parameters in all cables is determined using the fmincon optimization function. The stress redistribution of the steel cable-stayed bridge is then analyzed using ABAQUS. To shorten the investigation time, all the aforementioned phases are built up to be an automatic system. The automatic system is then employed to investigate the effect of cable cross-section areas and girder spans on stress redistribution. The findings from these studies show that the initial tension in the cables of a steel cable-stayed bridge should be kept to less than 55% of the cable's ultimate strength to reduce the effect of cable stress relaxation. The cable space in a steel cable-stayed bridge should be limited to 15,000 mm to minimize the effect of cable stress relaxation. In comparison to other structural members of a steel cable-stayed bridge, the girders experience a significant stress redistribution.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제38권7호
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• pp.14-21
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• 2001

본 논문에서는 유전체가 삽입된 공진기를 이용하여 C-band용 대역통과 여파기를 설계, 제작하였다. 공진기의 높이는 인접 유전체 공진기의 도파관 차단 주파수로부터 결정된다. 공진기의 지름은 도체 손실을 고려하여 유전체의 두 배로 결정하였다. 유전체 공진기의 공진주파수는 비소멸(non-decaying) 모드 해석법으로 계산하였다. 일반적으로 원통형 유전체 공진기의 공진주파수는 Cohn 모델로 해석하였는데, 이것은 공진기의 벽과 유전체벽 사이에서 전자파가 소멸(decaying)된다는 가정 하에 해석한 방법이다. 그러나， 이 방법은 근사적인 해석방법이다. 외부양호도(external quality factor)인 $Q_{ex}$는 Ansoft의 Maxwell 시뮬레이션 툴을 사용하여 결정하였다. 유전율 45인 유전체를 사용하여 설계한 대역통과 여파기는 5.065GHz의 중심주파수를 가졌다. 삽입손실은 1dB, 밴드 폭은 20MHz, 감쇠 특성은 30dB$(f_0{\pm}15MHz)$)로 설계목표에 만족함을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.279-285
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• 2011

본 논문에서는 비정상열선법을 이용한 나노유체의 열전도도 측정시, 자연대류 개시점을 수치적 방법을 통하여 파악해 보았다. 측정 유체는 부피비 1, 4, 10% 를 갖는 물-기반 알루미나 나노유체이고, 이에 대한 물성치는 기존 이론모델 및 실험적 상관관계식을 이용하여 계산하였다. 비정상열선법 장치는 FDM 방식으로 모델링 되었으며, 자연대류의 개시점은 중력장하의 열선의 온도변화를 관찰함으로써 파악하였다. 자연대류의 개시점은 물의 경우 11.5 초이고, 10% 부피비에서 Maxwell 모델로 열전도도를 예측한 알루미나 나노유체인 경우 41.6 초로 계산되었다. 특히 부피비가 증가할수록 자연대류가 늦게 발생함을 확인하였으며, 계산된 결과를 이용하여 비정상열선법의 실린더 내부에서 나노유체의 자연대류 개시점을 예측할 수 있는 관계식을 제시하였다. 또한 비정상열선법으로 열전도도를 측정할 때, 기본유체의 자연대류 발생시점 이전에 측정이 이루어진다면 나노유체의 열전도도 측정시 자연대류에 의한 측정오차는 무시할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.82-88
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• 2018

본 논문에서는 차량 주행 시 노면으로부터 진동 에너지를 흡수해 에너지 하베스팅을 통해 전기에너지 발생이 가능한 전자기 현가장치의 구조와 현가장치 내에 결합되어 전자기 댐퍼 역할을 하는 8극 8상의 선형 발전기의 구조를 검토하였다. 실제 주행 노면에 따른 전자기 현가장치의 에너지 하베스팅 효과를 비교하기 위해 차량 시뮬레이션 프로그램인 Carsim과 Simulink를 연동하여 민군 겸용 차량 모델을 사용해 두 가지 실제 노면인 아스팔트 노면과 비포장도로 노면 조건에 대한 모의 주행시험을 수행한 결과, 아스팔트 노면과 비포장도로에서 현가장치의 상대 변위 각각 8mm, 13mm의 결과가 나타났다. 다음으로 전자기 현가장치 내에 결합된 선형 발전기를 모델링 하여 도출한 현가장치 상대 변위 값을 적용해 상용 전자기 해석 프로그램인 ANSYS MAXWELL을 이용해 동일한 해석조건을 적용하여 해석 시간 0.3s 동안 전자기 시뮬레이션을 수행하여 시간에 따른 발전량 결과를 도출해 비교하였으며 비포장도로와 아스팔트 노면에서의 평균 발전량은 각각 198.6W, 98.7W로 비포장도로의 경우 103.7% 높은 값을 보이는 것을 확인하였다. 마지막으로 노면의 주파수와 현가장치 입력 변위가 발전 출력에 영향을 끼치는 민감도를 비교한 결과 두 변수의 민감도는 각각 1.725, 1.283으로 노면 주파수가 전자기 시뮬레이션 출력변수인 평균 발전량에 34.5 % 높은 영향을 끼치는 결과를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.111-115
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• 2012

본 연구에서는 에틸렌 글리콜 기반의 ZnO 나노유체의 열전도도를 비정상열선법(Transient Hot Wire Method)를 이용하여 $10^{\circ}C$에서 $50^{\circ}C$까지 측정하였다. 에틸렌 글리콜 기반의 ZnO 나노유체는 전기선 폭발법을 사용하여 부피비 1%, 3%, 5.5%로 제작 되었으며, 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope, TEM)을 이용하여 제작된 에틸렌 글리콜 기반의 ZnO 나노유체의 분산·부유 특성을 확인하였다. 열전도도 측정 결과 에틸렌 글리콜 기반의 ZnO 나노유체는 부피비에 따라 향상하였으며, 5.5%의 부피비에서 최대 26.5%의 열전도도 향상을 보였다. 측정 결과는 기존의 열전도도 예측 모델인 Maxwell 및 Hasselman & Johnson model 과 비교하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.331-336
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• 2013

본 논문은 유체 역학적 관점에서 플라즈마 모델링을 통하여 전자 밀도를 계산하는 방식을 제안하였다. 그럼으로써 기존 논문들에서 사용된 단순화된 플라즈마 모델링의 한계를 극복하였다. 계산된 전자 밀도를 finite-difference time-domain(FDTD) 기법에 기반한 맥스웰-볼츠만 시스템에 연계하여 다양한 각도에서 입사하는 전자기파에 대한 산란파 계산을 수행하였다. 전반부에서는 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge: DBD) 구조에서 발생되는 플라즈마를 모델링하였다. 다수의 모델링 방식 중, 시간 독립적인 변수를 도입하여 정지계의 전위 분포와 전자 밀도 분포를 계산하는 Suzen-Huang 모델을 이용하였다. 후반부에서는 변조된 가우시안 펄스를 플라즈마에 입사시켜 발생하는 산란파를 FDTD 기법을 이용하여 계산하였으며, 이를 바탕으로 레이더 단면적(radar cross section: RCS)을 관찰하였다. 모의실험 결과, DBD 플라즈마에 의해 1~2 dB 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 기존의 논문에서 알려진 RCS 측정 결과와 유사한 양상을 보이며, 본 논문에서 제안한 모델링의 유효성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.1815-1821
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• 2006

본 연구에서는 20m이하 채널길이를 가진 FinFET에 대하여 문턱 전압이 하에서 서브문턱 스윙을 분석하였다. 분석을 위하여 분석 학적 전류모델을 개발하였으며 열방사 전류 및 터 널링 전류를 포함하였다. 열방사전류는 포아슨 방정식에 의하여 구한 포텐셜분포 및 맥스월-볼쯔만통계를 이용한 캐리어분포를 이용하여 구하였으며 터널링전류는 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) 근사를 이용하였다. 이 두 모델은 상호 독립적이므로 각각 전류를 구해 더 함으로써 차단전류를 구하였다. 본 연구에서 제시한 모델을 이용하여 구한 서브문턱스윙 값이 이차원시뮬레이션 값과 비교되었으며 잘 일치함을 알 수 있었다. 분석 결과 10nm이하에서 특히 터널링의 영향이 증가하여 서브문턱스윙특성이 매우 저하됨을 알 수 있었다. 이러한 단채널현상을 감소시키기 위하여 채널두께 및 게이트산화막의 두께를 가능한 한 얇게 제작하여 야함을 알았으며 이를 위한 산화공정 개발이 중요하다고 사료된다. 또한 채널도핑 변화에 따른 서브문턱 스윙 값을 구하였으며 저도핑영역에서 일정한 값을 가지는 것을 알 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.123-129
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• 2017

고분자 막 연료전지는 높은 전력밀도, 낮은 배출 및 낮은 동작온도 때문에 미래 자동차 및 전력생산의 강력한 보류이다. FEMFC 내부의 기체확산층(GDL)의 중요한 관심은 물의 조절이다. GDL은 소수성 PTFE와 전기전도성을 위해서 탄소로 보통 구성되어 있다. 이 시뮬레이션에서 GDL 흐름은 확립된 방정식 모델의 단순화된 접근법으로 조사되었다. GDL의 성능은 모델 방정식을 이용하여 전지의 내부열, 수증기 밀도 와 산소밀도의 결과를 보였다. FEMFC 촉매층 모델은 유효인자, Butler-volmer 와 수소유동 밀도의 결과를 나타냈다. 이 결과들은 몇 가지 요소들과 함께 영향의 차이는 흥미 가지게 되며 정보는 연료전지를 설계하는데 도움을 줄 것이다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.596-604
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• 2016

In this study, we used a stochastic approach for guaranteeing the reliability and robustness of the performance with regard to the design of polymer components, while taking into consideration the degradation properties and operating conditions in automobiles. Creep and tensile tests were performed for obtaining degradation properties. The Prony series, which described the viscoelastic models, were calculated to use the creep data by the Maxwell fluid model. We obtained the stress data from the frequency response analysis of the polymer components while considering the degradation properties. Limit state functions are generated by using these data. Reliability assessments are conducted under the variation of the degradation properties and area of frequency at peak response. For this study, the input parameters are assumed to be a normal distribution, and the reliability under the yield stress criteria is evaluated by using the Monte Carlo Simulation. As a result, the reliabilities, according to the three types of polymer materials in automotive components, are compared to each other and suggested the applicable possibility of polymeric materials in automobiles.