• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.225-232
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• 1997

서로 다른 기지의 성질을 갖는 재료들을 혼합하여 만든 합성재료의 새로운 물성치는 일반적으로 실험으로 규명하고 있다. 혼합하는 재료들의 체적비에 따라 실험으로 측정한 합성재료의 탄성계수와 포와송비는 그 합성재료로 만들어지는 구조물의 역학적 거동을 예측하는 해석적 모델의 기본자료로 사용된다. 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측은 합성재료에 대한 유한요소 모델로 해석한 정적변위와 균질.등방성으로 가정한 모델을 해석한 정적변위와의 차이를 최소화하는 구속적 비선형 최적화기법을 사용하여 수행하였다. 유한요소 모델은 체적비에 따라 혼합물질을 분배하기 용이하도록 제안하였으며 구속조건 및 하중조건은 일축인장에 의한 거동을 예측하도록 설정하였다. 본 논문에서는 고체입자를 섞어 만든 합성재료의 탄성물성치를 예제를 통하여 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험결과 및 이론식들과 비교.검토하였다.

• 천문학회지
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• 제28권2호
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• pp.245-253
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• 1995

We have analyzed the time series of Ca II H,K and ${\lambda}8498$ line profiles taken for a sunspot (SPO 5007) with the Echelle spectrograph attached to Vacuum Tower Telescope at Sacramento Peak Solar Observatory. Each set of spectra was taken simultaneously for 20 minutes at a time interval of 30 seconds. A total of 40 photographic films for each line was scanned by a PDS at Korea Astronomy Observatory. The central peak intensity of Ca II H ($I_{max}$), the intensity measured at ${\Delta}{\lambda}=-0.1{\AA}$ from the line center of ${\lambda}8498(I_{{\lambda}8489})$, the radial velocity ($V_r$) and the Doppler width (${\Delta}{\lambda}_D$) estimated from Ca II H have been measured to study the dynamical behaviors of the sunspot chromosphere. Fourier analysis has been carried out for these measured quantities. Our main results are as follows: (1) We have confirmed the 3-minute oscillation being dominant throughout the umbra. The period of oscillations jumps from 180 sec in the umbra to 500 to 1000 sec in the penumbra. (2) The nonlinear character of the umbral oscillation is noted from the observed sawtooth shaped radial velocity fluctuations with amplitudes reaching up to $5{\sim}6\;km/sec$. (3) The spatial distribution of the maximum powers shows that the power of oscillations is stronger in the umbra than in the penumbra. (4) The spatial distributions of the time averaged < $I_{max}$ > and < $V_r$ > across the spot are found to be nearly axially symmetric, implying that the physical quantities derived from the line profiles of Ca II H and ${\lambda}8498$ are inherently associated with the geometry of the magnetic field distribution of the spot. (5) The central peaks of the CaII H emission core lead the upward motions of the umbral atmosphere by $90^{\circ}$, while no phase delay is found in intensities between $I_{max}$ and $I_{{\lambda}8498}$, suggesting that the umbral oscillation is of standing waves.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권6호
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• pp.692-710
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• 2018

The Three-dimensional (3-D) dynamical behaviors of a fluid-conveying pipe subjected to vortex-induced vibration are investigated with different internal flow velocity ${\nu}$. The values of the internal flow velocity are considered in both subcritical and supercritical regimes. During the study, the 3-D nonlinear equations are discretized by the Galerkin method and solved by a fourth-order Runge-Kutta method. The results indicate that for a constant internal flow velocity ${\nu}$ in the subcritical regime, the peak Cross-flow (CF) amplitude increases firstly and then decrease accompanied by amplitude jumps with the increase of the external reduced velocity. While two response bands are observed in the In-line (IL) direction. For the dynamics in the lock-in condition, 3-D periodic, quasi-periodic and chaotic vibrations are observed. A variety of CF and IL responses can be detected for different modes with the increase of ${\nu}$. For the cases studied in the supercritical regime, the dynamics shows a great diversity with that in the subcritical regime. Various dynamical responses, which include 3-D periodic, quasi-periodic as well as chaotic motions, are found while both CF and IL responses are coupled while ${\nu}$ is beyond the critical value. Besides, the responses corresponding to different couples of ${\mu}_1$ and ${\mu}_2$ are obviously distinct from each other.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.2661-2669
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• 2010

본 연구에서는 매트릭스가 손상된 적층복합판의 비선형 거동을 분석하기 위한 일차전단변형이론에 기초한 유한요소 정식을 유도하였다. Duan and Yao가 제안한 Matrix 균열의 강성 치환 방법을 적용하여 다방향 강성저하식을 구성하였다. 발생된 Matrix 균열은 탄성계수, 전단탄성계수 및 프아송비의 변화로 표현할 수 있으며, 이를 이용하여 판의 국부 강성 변화를 예측할 수 있다. 가정된 자연변형률 방법을 적용한 쉘요소를 이용하여 면내 및 전단잠김 현상이 발생하지 않았다. 적층복합판의 선형해석은 물론 비선형 해석결과들은 참고문헌의 결과들에 수렴되었다. 매트릭스가 손상된 적층복합판의 해석 결과들은 향후 연구에 비교자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.123-135
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• 2006

이 연구에서는 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램 형상에 따른 거동특성과 다이아프램 설계방법에 관한 것이다. 강재 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램은 상자형보 하부플랜지로부터 전달되는 집중력을 지지하게 되며, 보와 기둥의 강도 뿐만아니라 접합부의 거동에 큰 영향을 미치게 된다. 기존의 연구에서는 부정정 곡선보 모델로부터 유도된 다이아프램의 응력계산식이 제시되어 있으나, 설계식으로 활용되기에는 계산과정이 난해하고 유도과정이 비합리적이다. 또한 접합부 강도에 대한 다이 아프램의 역할을 고려하지 않음으로써 다이아프램의 합리적인 설계가 이루어 지지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서는 접합부 다이아프램의 설계변수에 대한 비선형 유한요소 해석을 수행하여, 다이아프램의 형상에 따른 강도특성을 검토하였다. 또한 원형기둥-상자형보, 접합부 다이아프램의 이론식이 접합부의 실제 거동과 큰 차이를 나타냄을 확인하였고, 보와 기둥 및 다이아프램 강성을 고려한 강재 원형기둥 접합부 다이아프램의 설계방법을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.123-130
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• 2010

본 논문에서는 기존 건축물의 내진성능을 향상시키기 위해 시공성과 설치 비용적인 측면에서 상대적으로 우수한 강재댐퍼를 대상으로 기존 개발된 장치와 새로 개발된 형상의 장치에 대한 평가를 해석적으로 수행하였다. 해석결과는 강도 및 에너지 소산능력으로 평가하였으며, 제안된 내력 산정식의 적용을 아울러 평가하였다. 연구대상 댐퍼의 스트럿 형상은 V형, S형이며, 댐퍼의 스트럿 높이와 각도를 주요 변수로 한 후 ABAQUS를 이용하여 유한요소 해석하였다. 해석은 최대변위를 50mm로 하고 점진적인 이력변위곡선을 적용하여 수행하였다. 항복강도, 최대강도, 에너지 소산능력 평가결과, V형 및 S형 모두 우수한 성능을 보유한 것으로 평가되었으며, 또한 스트럿 각도 $60^{\circ}$ 및 높이 140, 200 mm의 성능이 안정적인 것으로 평가되었다. 전체적으로는 S형의 응답이 V형보다 안정적인 것으로 평가되어, S형 강재댐퍼의 적용성이 V형보다 유리한 것으로 평가되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.7-13
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• 2002

지진하중을 받는 철근콘크리트 패널의 이력거동을 힘의 평형조건, 변형의 적합조건 및 재료의 구성법칙을 이용한 재료메카니즘을 이용하여 예측하였다. 해석에서는 7단계의 압축응력-변형률곡선과 6단계의 인장응력-변형률곡선으로 구성된 콘크리트의 응력-변형률 모델을 이용하였다. 콘크리트의 응력-변형률 모델에는 균열이 발생한 콘크리트의 연화효과에 의한 압축강도 저감효과가 고려되었다. 해석에 적용된 반복하중을 받는 철근의 평균 응력-변형률관계에는 바우싱거효과 및 철근과 콘크리트의 부착작용을 고려한 인장경화효과가 고려되었다. 해석에 의하여 예측된 패널의 이력거동은 철근비가 다른 3개의 철근콘크리트 패널시험에 의하여 검증되었다. 해석법은 패널의 이력곡선을 추적하여 철근비가 점차 증가하는 시험체의 최대전단응력을 매우 정확히 예측하였다. 또한, 해석에 의하여 예측된 수직 및 수평변형률은 실험에서 관찰된 변형률과 잘 일치하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권4호
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• pp.199-205
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• 2019

Two-dimensional materials such as graphene, h-BN, and $MoS_2$ have attracted increased interest as solid lubricant and protective coating layer for nanoscale devices owing to their superior mechanical properties and low friction characteristics. In this work, the frictional properties of single-layer graphene, h-BN, and $MoS_2$ are experimentally investigated under various normal forces using atomic force microscope (AFM) tips with a spherical and flat end, with the aim to gain a better understanding of frictional behaviors. The nonlinear relationship between friction and normal force friction was clearly observed for single-layer graphene, h-BN, $MoS_2$ specimens slid against the spherical and flat AFM tips. The results also indicate that single-layer graphene, h-BN, $MoS_2$ exhibit low frictional properties (e.g., friction coefficient below 0.1 under 70~100 nN normal force). In particular, graphene is found to be superior to h-BN and $MoS_2$ in terms of frictional properties. However, the friction of single-layer graphene, h-BN, $MoS_2$ against the flat tip is larger than that against the spherical tip, which may be attributed to the relatively large adhesion. Furthermore, it is shown that the fluctuation of friction is more significant for the flat tip than the spherical tip. The resutls of this study may be helpful to elucidate the feasibility of using two-dimensional materials as solid lubricant and protective coating layer for nanoscale devices.

• 대한조선학회논문집
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• 제59권3호
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• pp.157-163
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• 2022

An automatic mooring system for a ship consists of a vacuum suction pad and a mechanical part, enabling quick and safe mooring of a ship. In the development of a mooring system, the design of a vacuum suction pad is a key to secure enough mooring forces and achieve stable operation of a mooring system. In the vacuum suction pad, properly designing its rubber seal determines the performance of the suction pad. Therefore, it is necessary to appropriately design the rubber seal for maintaining a high-vacuum condition inside the pad as well as achieving its mechanical robustness for long-time use. Finite element analysis for the design of the rubber seal requires the use of an appropriate strain energy function model to accurately simulate mechanical behavior of the rubber seal material. In this study, we conducted simple uniaxial tensile testing of Chloroprene Rubber (CR) to explore the strain energy function model best-fitted to its experimentally measured engineering strain-stress curves depending on various temperature environments. This study elucidates the temperature-dependent mechanical behaviors of CR and will be foundational to design rubber seal for an automatic mooring system under various temperature conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.613-619
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• 2022

전도성 입자로 제조된 전기유변(Electrorheological) 유체에서 입자 크기 및 서로 다른 크기의 입자들의 혼합이 전기유변 현상에 어떤 영향을 미치는지 살펴보기 위해 Onsager 이론으로 확장된 Maxwell-Wagner 분극 모델을 이용하여 전산 모사를 수행하였다. 전산 모사 결과 입자의 부피 분율이 같은 경우 단일한 크기의 입자로 구성된 균일한 전기유변 유체의 동적 항복응력은 입자 크기에 무관하였고, 크기가 서로 다른 입자들로 혼합된 비균일 전기유변 유체의 동적 항복응력은 균일한 전기유변 유체에 비해 감소하였다. 입자 부피 분율이 같은 경우 ${\dot{\gamma}}^*$≧0.01인 범위에서 큰 입자로 구성된 균일한 전기유변 유체가 작은 입자로 구성된 균일한 전기유변 유체보다 전단응력이 큰 것으로 나타났으며, ${\dot{\gamma}}^*$≧1인 경우에는 전기유변 유체는 큰 입자의 비율이 증가할수록 전단응력이 증가함을 보였다. 모든 입자 크기 및 조성에 대해 전도성 입자로 제조된 전기유변 유체의 특성인 비제곱 전기유변 현상(∆_𝛕 ∝ Eⁿ, n ≈ 1.55)도 예측하였다.