• 제목/요약/키워드: Mechanical Efficiency

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Effect of fiber type and content on properties of high-strength fiber reinforced self-consolidating concrete

  • Tuan, Bui Le Anh;Tesfamariam, Mewael Gebregirogis;Hwang, Chao-Lung;Chen, Chun-Tsun;Chen, Yuan-Yuan;Lin, Kae-Long
    • Computers and Concrete
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    • 제14권3호
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    • pp.299-313
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    • 2014
  • Effects of polypropylene (PP) fibers, steel fibers (SF) and hybrid on the properties of highstrength fiber reinforced self-consolidating concrete (HSFR-SCC) under different volume contents are investigated in this study. Comprehensive laboratory tests were conducted in order to evaluate both fresh and hardened properties of HSFR-SCC. Test results indicated that the fiber types and fiber contents greatly influenced concrete workability but it is possible to achieve self consolidating properties while adding the fiber types in concrete mixtures. Compressive strength, dynamic modulus of elasticity, and rigidity of concrete were affected by the addition as well as volume fraction of PP fibers. However, the properties of concrete were improved by the incorporation of SF. Splitting tensile and flexural strengths of concrete became increasingly less influenced by the inclusion of PP fibers and increasingly more influenced by the addition of SF. Besides, the inclusion of PP fibers resulted in the better efficiency in the improvement of toughness than SF. Furthermore, the inclusion of fibers did not have significant effect on the durability of the concrete. Results of electrical resistivity, chloride ion penetration and ultrasonic pulse velocity tests confirmed that HSFR-SCC had enough endurance against deterioration, lower chloride ion penetrability and minimum reinforcement corrosion rate.

Influence of porosity distribution on vibration analysis of GPLs-reinforcement sectorial plate

  • Jia, Anqiang;Liu, Haiyan;Ren, Lijian;Yun, Yingxia;Tahouneh, Vahid
    • Steel and Composite Structures
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    • 제35권1호
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    • pp.111-127
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    • 2020
  • The goal of this study is to fill this apparent gap in the area about investigating the effect of porosity distributions on vibrational behavior of FG sectorial plates resting on a two-parameter elastic foundation. The response of the elastic medium is formulated by the Winkler/Pasternak model. The internal pores and graphene platelets (GPLs) are distributed in the matrix either uniformly or non-uniformly according to three different patterns. The model is proposed with material parameters varying in the thickness of plate to achieve graded distributions in both porosity and nanofillers. The elastic modulus of the nanocomposite is obtained by using Halpin-Tsai micromechanics model. The annular sector plate is assumed to be simply supported in the radial edges while any arbitrary boundary conditions are applied to the other two circular edges including simply supported, clamped and free. The 2-D differential quadrature method as an efficient and accurate numerical approach is used to discretize the governing equations and to implement the boundary conditions. The convergence of the method is demonstrated and to validate the results, comparisons are made between the present results and those reported by well-known references for special cases treated before, have confirmed accuracy and efficiency of the present approach. It is observed that the maximum vibration frequency obtained in the case of symmetric porosity and GPL distribution, while the minimum vibration frequency is obtained using uniform porosity distribution. Results show that for better understanding of mechanical behavior of nanocomposite plates, it is crucial to consider porosities inside the material structure.

태양열 집열기 적용을 위한 순수 물과 에탄올 탄소나노유체의 특성 비교 연구 (A Comparative Study on the Characteristics of the Pure water and Ethanol Carbon Nanofluids for Applying Solar Collector)

  • 안응진;박성식;천원기;박윤철;김남진
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.194-199
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    • 2012
  • In this study, for increasing the efficiency of solar collector, the thermal conductivities and viscosities of the pure water and ethanol oxidized multi-walled carbon nanofluids were measured. Nanofluids were manufactured by ultra-sonic dispersing oxidized multi-walled carbon nanotubes(OMWCNTs) in the pure-water and ethanol at the rates of 0.0005 ~ 0.1 vol%. the Thermal conductivities and viscosities of manufactured nanofluids were measured at the low temperature($10^{\circ}C$), the room temperature($25^{\circ}C$) and the high temperature($70^{\circ}C$). For measuring thermal conductivity and viscosity, we used Transient Hot-wire Method and Rotational Digital Viscometer, respectively. As a result, under given temperature conditions, thermal conductivity of the 0.1 vol% pure-water nanofluid improved 7.98% ($10^{\circ}C$), 8.34% ($25^{\circ}C$), and 9.14% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 37.08% ($10^{\circ}C$), 33.96% ($25^{\circ}C$) and 21.64% ($70^{\circ}C$) than the base fluids. Thermal conductivity of the 0.1 vol% ethanol nanofluids improved 33.72% ($10^{\circ}C$), 33.14% ($25^{\circ}C$), and 32.36% ($70^{\circ}C$), and its viscosity increased by 37.93% ($10^{\circ}C$), 31.92% ($25^{\circ}C$) and 29.42% ($70^{\circ}C$) than the base fluids.

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지진하중을 받는 비선헝 추계적 시스템의 불규칙진동해석 (Random Vibration Analysis of Nonlinear Stochastic System under Earthquake Using Statistical Method)

  • Moon, Byung-Young;Kang, Gyung-Ju;Kang, Beom-Soo
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권6호
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    • pp.55-64
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    • 2001
  • 본 논문에서는 비선형 추계적 구조시스템의 지진에 대한 동적응답 해석방법을 제안하였다. 부분구조합성법에 기초한 섭동법을 응용하여 지진외력에 의한 불규칙진동의 시간응답과 주파수응답 해석과정을 정식화하였다. 이 방법에서는 대형 .동적 시스템의 지배방정식인 비선형 미분방정식을 몇 개의 비선형 모달방정식으로 근사 변환한다. 각 분계는 비선형 복원력항을 모드좌표로 근사변환함으로써 선형화하여 합성되어진다. 모드좌표에서 섭동법을 이용하여 비선형 운동방정식의 불규칙 진동에 대한 해를 구함으로 해석과정이 축소되어진다. 제안된 방법의 적합성과 유효성을 평가하기 위하여 비선형성을 가진 기계구조 시스템을 해석하였다. 이 해석결과는 불규칙 진동 응답을 해석하는데 유효한 접근방법으로 판단되며 내진 설계에 기여할 것으로 예상된다.

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OFA형 보일러의 운전조건이 NOx 발생에 미치는 영향 (Effects of Operating Conditions on NOx Emission in OFA-type Boiler)

  • 박경우
    • 공업화학
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    • 제24권3호
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    • pp.253-259
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    • 2013
  • 이 논문에서는 overfire air (OFA) (과잉 연소공기)-형 접선주입 석탄가열 보일러의 기하학적인 형상 및 운전조건의 변화가 보일러의 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 연소현상과 NOx 발생 특성 등을 수치적으로 규명하고자 하였다. 이를 위하여 전산유체역학 기법을 이용하여 보일러 내부의 난류 열/유동, 화학 반응, 그리고 복사열전달 등의 영향을 고려하였다. 연구 결과, 보일러 내 NOx의 형성은 연소과정, 내부온도, 그리고 화학종의 농도 등에 대단히 의존적이며, 최대 NOx 저감 및 보일러의 효율에 대한 최적의 조건은 OFA에서 공급되는 공기의 양과 분사각도 그리고 보일러 외부의 기하학적인 형상을 변화시킴으로서 얻어질 수 있었다. 또한 이 연구의 운전조건 범위 내에서, OFA에서 공급되는 공기양의 변화가 분사각의 변화보다 NOx 배출량 저감 관점에서 보다 효율적임을 알 수 있었다.

초소형 유기랭킨사이클 적용 프로토 타입 베인 팽창기에 관한 실험적 연구 (Experimental Study of Vane Expander Prototype Applied to Micro Organic Rankine Cycle)

  • 신동길;김영민
    • 에너지공학
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    • 제23권4호
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    • pp.230-235
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    • 2014
  • 본 연구에서는 프로토 타입 베인 팽창기가 적용된 초소형 유기 랭킨사이클을 구성하고, 팽창기 전단 온도가 약 $110^{\circ}C$이고, 냉매유량을 일정하게 유지한 조건에서 베인 팽창기 회전수를 변화시키면서, 팽창기 출력, 효율 및 팽창기 전후단 압력, 온도 등을 측정하였다. 베인 팽창기 성능 측정 결과 팽창기 회전수가 증가됨에 따라 팽창기 출력 및 효율이 증가하였다. 팽창기 전효율은 500 rpm 회전수 조건에서 6~7%이고, 1000 rpm 에서는 11~12%임을 보였다. 팽창기 전효율이 낮은 원인은 팽창기 체적효율이 낮기 때문인 것으로 분석되었으며, 향후 체적효율을 향상시키기 위해 팽창기 누설을 개선하기 위한 연구가 진행될 예정이다.

전자뇌관(HiTRONIC II™)을 이용한 수직구 시공 사례 (A Case Study on the Shaft Construction Using Electronic Detonators)

  • 황남순;진근우;여진혁;정동호;김연홍
    • 화약ㆍ발파
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    • 제38권2호
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    • pp.22-35
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    • 2020
  • 최근 전자뇌관은 다양한 현장에서 폭넓게 사용되어지고 있다. 흔히 전자뇌관은 발파에 의해 발생되는 소음과 진동을 줄이기 위한 목적으로 사용된다. 또한 일반뇌관에 의한 발파작업이 불가능한 지역이나 보안물건이 근접하여 기계식굴착 공법이 적용된 현장에서 정밀한 발파작업을 위해 전자뇌관을 사용하고 있다. 발파현장에서는 전자뇌관을 이용하여 시공성을 높이고 생산원가를 낮추기 위한 다양한 기술이 시도되고 있다. 본 사례는 보안물건이 근접해 있는 지역에서 전자뇌관을 사용하여 보안물건에 대한 허용기준치를 충족시키면서 작업의 효율성을 높인 시공사례를 소개한다. 한화에서 생산하는 하이트로닉II(HiTRONIC II™)를 사용하여 국내 및 해외 수직구 현장에서 작업을 시행하였다. 일반적으로 수직구 현장에서는 발파에 따른 소음과 진동 영향 때문에 굴착면을 분할하여 발파를 시행한다. 그러나, 본 사례에서는 발파 굴착면을 1회에 전단면발파를 실시하였으며 이에 따른 공사기간을 단축시킬 수 있었다.

인덱스 및 증분형 PWM 타입을 이용한 저가형 위치센서에 관한 연구 (The Study on Low-cost Position Sensor Using Index and Increment PWM)

  • 김영수;권순재
    • 동력기계공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.27-33
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    • 2016
  • BLDC motors have the strong point of allowing high-efficiency operation, yet with the weak point of requiring position information for operation. Moreover, there have recently been frequent cases where the product differentiation of even a cheap BLDC motor demanded a high level of control performance similar to that of a controller using a high-precision position sensor. This paper proposes low cost position sensor that enables the acquisition of rotor position information based on index and incremental PWM, using a single position sensor instead of an expensive incremental encoder or a cheap 3 phase hall sensor. The characteristic of the proposed encoder is that index information at every $60^{\circ}$ of electrical angle is inscribed on the encoder disk, as well as a multiple number of values representing information about PWM, which is obtained by modulating information about the electrical angle of the rotor that has the resolution of $60^{\circ}$. Such a method has the characteristic of enabling the acquisition of high-precision position information based on the information about a multiple number of PWM waveforms and counter values that have all been inscribed on the encoder disk for each $60^{\circ}$ range. The feasibility of the proposed new encoder was verified by fabricating a prototype encoder generating 240 pulses, followed by confirming its performance using Micom's capture and software counter functions.

비선형방정식을 이용한 이방성판의 음향방출 위치표정 (AE Source Location in Anisotropic Plates by Using Nonlinear Analysis)

  • 이경주;권오양
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.281-287
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    • 2001
  • 2차원 음향방출 위치표정에서 전통적인 방법으로 문턱 전압값을 설정하여 도달시간차를 측정함으로써 2개의 쌍곡선을 형성하는 데는 해당 구조물에서 직접 측정한 속도를 이용하게 된다. 복합재료 적층판과 같은 이방성 재료에서는 섬유의 배열방향에 따라 탄성계수가 변하므로 속도가 섬유의 방향성에 의존하게 된다. 따라서 임의의 위치에서 발생한 탄성파의 도달시간차 측정에 의한 위치표정의 오차가 커지며, 위치표정의 과정이 복잡해지는 것을 피할 수 없다. 본 연구에서는 전통적인 음향방출 위치표정에서 쌍곡선의 2중 교점의 오차를 정정하기 위해 사용되어야 하는 제 4의 센서를 사용하지만 속도변화에 기인하는 위치표정의 오차를 줄일 수 있는 방법으로 수치해석에 의해 비선형방정식을 풀어내는 위치표정 알고리즘을 제안하였다. 또한 제안된 방법이 전통적인 방법에 비해 이방성 판에서의 2차원 위치 표정을 보다 간단하게 수행하고, 정확도를 향상할 수 있는 방법임을 실험적으로 입증하였다.

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컨테이너 선박의 셀 가이드 정도 관리 시스템 개발 (Development of Cell Guide Quality Management System for Container Ships)

  • 박봉래;김현철
    • 한국해양공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.158-165
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    • 2018
  • Generally, container ships contain cargo holds with cell guides that serve to increase the container loading and unloading efficiency, minimize the space loss, and fix containers during the voyage. This paper describes a new quality management system for the cell guides of container ships (the so-called Trim Cell Guide system). The main functions of this system are the trimming of the point cloud obtained using a 3D scanner and an inspection simulation for cell guide quality. In other words, the raw point cloud of cell guides after construction is measured using a 3D scanner. Here, the raw point cloud contains a lot of noise and unnecessary information. Using the GUI interface supported by the system, the raw point cloud can be trimmed. The trimmed point cloud is used in a simulation for cell guide quality inspection. The RANSAC (Random Sample Consensus) algorithm is used for the transverse section representation of a cell guide at a certain height and applied for the calculation of the intervals between the cell guides and container. When the container hits the cell guides during the inspection simulation, the container is rotated horizontally and checked again for a possible collision. It focuses on a system that can be simulated with the same inspection process as in a shipyard. For a practicality review, we compared the precision data gained from an inspection simulation with the measured data. As a result, it was confirmed that these values were within approximately ${\pm}2mm$.