• Advances in nano research
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• 제14권3호
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• pp.211-224
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• 2023

This work presents a modified analytical model for the bending behavior of axially functionally graded (AFG) carbon nanotubes reinforced composite (CNTRC) nanobeams. New higher order shear deformation beam theory is exploited to satisfy parabolic variation of shear through thickness direction and zero shears at the bottom and top surfaces.A Modified continuum nonlocal strain gradient theoryis employed to include the microstructure and the geometrical nano-size length scales. The extended rule of the mixture and the molecular dynamics simulations are exploited to evaluate the equivalent mechanical properties of FG-CNTRC beams. Carbon nanotubes reinforcements are distributed axially through the beam length direction with a new power graded function with two parameters. The equilibrium equations are derived with associated nonclassical boundary conditions, and Navier's procedure are used to solve the obtained differential equation and get the response of nanobeam under uniform, linear, or sinusoidal mechanical loadings. Numerical results are carried out to investigate the impact of inhomogeneity parameters, geometrical parameters, loadings type, nonlocal and length scale parameters on deflections and stresses of the AFG CNTRC nanobeams. The proposed model can be used in the design and analysis of MEMS and NEMS systems fabricated from carbon nanotubes reinforced composite nanobeam.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권1호
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• pp.1-16
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• 2023

The free vibration of temperature-dependent functionally graded plates (FGPs) resting on a viscoelastic foundation is investigated in this paper using a newly developed simple first-order shear deformation theory (FSDT). Unlike other first order shear deformation (FSDT) theories, the proposed model contains only four variables' unknowns in which the transverse shear stress and strain follow a parabolic distribution along the plates' thickness, and they vanish at the top and bottom surfaces of the plate by considering a new shape function. For this reason, the present theory requires no shear correction factor. Linear steady-state thermal loads and power-law material properties are supposed to be graded across the plate's thickness. Uniform, linear, non-linear, and sinusoidal thermal rises are applied at the two surfaces for simply supported FGP. Hamilton's principle and Navier's approach are utilized to develop motion equations and analytical solutions. The developed theory shows progress in predicting the frequencies of temperature-dependent FGP. Numerical research is conducted to explain the effect of the power law index, temperature fields, and damping coefficient on the dynamic behavior of temperature-dependent FGPs. It can be concluded that the equation and transformation of the proposed model are as simple as the FSDT.

• 한국음향학회지
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• 제41권6호
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• pp.601-609
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• 2022

2007년 8월 동해 연안에서 연안용승 현상이 발생 되었고, 이에 따른 수직적인 수온과 염분 자료가 실시간 해양관측부이를 통해 획득되었다. 시계열 관측자료를 기반으로 연안용승 발생 전·중·후의 수직적인 음속구조를 산출하였고, 연안용승의 수평적인 규모와 실제 해저지형 등을 고려한 음향모델링을 통해 연안용승이 수중의 음파 전달과 탐지환경에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 포물선 방정식 모델을 이용한 저주파(500 Hz) 음파 전달손실과 심도별 표적 탐지거리를 비교·분석한 결과, 동해 연안에서 용승이 발생하면 그렇지 않은 일반적인 음탐환경에 비해 최대 약 10 dB의 탐지이득을 기대할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한, 이번 연구를 통해 용승 전·후 약 2 ~ 3일의 짧은 기간 내에서도 음파전달 특성이 크게 달라질 수 있음을 확인하였다.

• Computers and Concrete
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• 제32권1호
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• pp.61-74
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• 2023

This article investigates the wave propagation analysis of the imperfect functionally graded (FG) sandwich plates based on a novel simple four-variable integral quasi-3D higher-order shear deformation theory (HSDT). The thickness stretching effect is considered in the transverse displacement component. The presented formulation ensures a parabolic variation of the transverse shear stresses with zero-stresses at the top and the bottom surfaces without requiring any shear correction factors. The studied sandwich plates can be used in several sectors as areas of aircraft, construction, naval/marine, aerospace and wind energy systems, the sandwich structure is composed from three layers (two FG face sheets and isotropic core). The material properties in the FG faces sheet are computed according to a modified power law function with considering the porosity which may appear during the manufacturing process in the form of micro-voids in the layer body. The Hamilton principle is utilized to determine the four governing differential equations for wave propagation in FG plates which is reduced in terms of computation time and cost compared to the other conventional quasi-3D models. An eigenvalue equation is formulated for the analytical solution using a generalized displacements' solution form for wave propagation. The effects of porosity, temperature, moisture concentration, core thickness, and the material exponent on the plates' dispersion relations are examined by considering the thickness stretching influence.

• 공학논문집
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• 제1권1호
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• pp.5-14
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• 1997

이 논문에서는 위성 탑재용 안테나를 설계하기 위해서 옵셑 그레고리언 안테나의 복사특성을 해석하였다. 거리 복사패턴을 계산하기 위해서 부반사판에 GO를 이용해서 반사파를 구하고 여기에 UTD를 이용하여 구한 회절파를 더하여 얻은 결과를 가지고 PO를 이용하여 주반사면에 유기되는 전류밀도를 구하여 복사적분식을 유도하였다. 그레고리언 안테나의 복사특성해석을 위해서 주반사판의 초점거리가 62.4$\lambda$, 반경이 100$\lambda$, 옵셑 높이가 75$\lambda$, 부반사판의 이심율 0.501. 초점간의 거리 32.82$\lambda$, 경사각이 $9^{\circ}$, 반개구각이 $15.89^{\circ}$ 인 경우를 해석하였다. 이 때 급전혼에서 복사되는 파를 x편파와 y편파로 하였을 경우, 옵셑 그레고리언 안테나의 교차편파 준위와 부엽준위가 옵셑 포물면 안테나의 경우에 비해서 각각 30dB, 10dB씩 줄어드는 특성을 보였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제3권2호
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• pp.159-166
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• 1999

Purpose : To evaluate the effect of rotational correlation time (${\tau}_R$) and the possible related changes of other parameters, ${\tau}_M,{\;}{\tau}_S,{\;}and{\;}(\tau}_V$ of gadolinium (Gd) chelate on T1 relaxation enhancement in two pool model. Materials and Methods : The NMRD (Nuclear Magnetic Relaxation Dispersion) profiles were simulated from 0.02 MHz to 800 MHz proton Larmor frequency for different values of rotational correlation times based on Solomon-Bloembergen equation for inner-sphere relaxation enhancement. To include both unbound pool (pool A) and bound pool (pool B), the relaxivity was divided by contribution from unbound pool and bound pool. The rotational correlation time for pool A was fixed at the value of 0.1 ns, which is a typical value for low molecular weight complexes such as Gd-DTPA in solution and ${\tau}_R$ for pool B was changed from 0.1 ns to 20 ns to allow the slower rotation by binding to macromolecule. The fractional factor of was also adjusted from 0 to 1.0 to simulate different binding ratios to macromolecule. Since the binding of Gd-chelate to macromolecule cab alter the electronic environment of Gd ion and also the degree of bulk water access to hydration site of Gd-chelate, the effects of these parameters were also included. Results : The result shows that low field profiles, ranged from 0.02 to 40 MHz, and dominated by contribution from bound pool, which is bound to macromolecule regardless of binding ratios. In addition, as more Gd-chelate bound to macromolecule, sharp increase of relaxivity at higher field occurs. The NMRD profiles for different values of ${\tau}_S$ show the enormous increase of low field profile whereas relaxivity at high field is not affected by ${\tau}_S$. On the other hand, the change in ${\tau}$V does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the maximum relaxivity value. The results shows a parabolic dependence of relaxivity on ${\tau}_M$. Conclusion : Binding of Gd-chelate to a macromolecule causes slower rotational tumbling of Gd-chelate and would result in relaxation enhancement, especially in clinical imaging field. However, binding to macromolecule can change water enchange rate (${\tau}_M$) and electronic relaxation ($T_le$) vis structural deformation of electron environment and the access of bulk water to hydration site of metal-chelate. The clinical utilities of Gd-chelate bound to macromolecule are the less dose requirement, the tissue specificity, and the better perfusion and intravascular agents.

• 한국지구과학회지
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• 제41권5호
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• pp.478-489
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• 2020

대기 압력 변동을 측정하는 인프라사운드 관측 기술을 통하여 원거리 지표폭발 사고를 분석하였다. 2019년 12월 24일 전남 광양시에서 발생한 2차례 폭발 사고에서 발생한 인프라사운드 신호가 151-435 km 거리에 위치하는 12개 음파 관측소에 기록되었다. 당시 인프라사운드는 북북서 방향의 성층권 바람에 의해 약 40 km 고도에서 굴절되어 같은 방향에 분포하는 관측소에 도달하였다. 반면, 약 10 km 고도에서는 강한 서풍의 영향으로 대류권 굴절 신호가 북동 및 동쪽 방향에 위치하는 관측소에 도달하는 등 방향에 따라 상이한 전파 경로를 보였다. 대기 유효음파속도구조와 포물선 방정식 모델링을 통해 전파 경로상의 투과손실을 계산하고 폭발 지점으로부터 기준거리에서의 초과압력을 추정하였다. 추정된 초과압력은 초과압력-폭발량 관계식에 적용함으로써, 두 차례의 폭발은 각각 14, 65 kg TNT 폭발 에너지에 상응하는 것으로 계산되었다. 1차 폭발 당시에 폭발 충격으로 부속물이 대기 중으로 비산하는 현상이 관측되었고, 폭발충격에 의한 파편 운동과 초과압력 간의 관계식으로 1차 폭발의 에너지는 약 49 kg 이하 TNT 폭발에 상응하는 것으로 계산되었다. 본 연구에서 제안한 폭발 에너지 추정 방법은 향후 다양한 원거리 폭발 에너지 계산에 활용이 가능하리라 본다. 향후 계산 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 대기 속도구조 불확실성에 대한 연구와 다양한 발파 자료를 통한 검증 연구가 필요하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.43-54
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• 1992

낮은 아치는 동하중 재하시 재료는 탄성범위 내에 있더라도 큰 변형이 발생할 수 있으며, 좌굴 가능성이 높기 때문에 선형해석으로는 정확한 거동을 구명하기 어렵다. 본 연구에서는 이에 따라 낮은 아치의 동적 비선형 해석방법 및 좌굴판단기준을 제시하였으며, 제시된 방법을 토대로 낮은 아치의 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 동적운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 이 때, 동적 운동방정식의 시간적분으로 Newmark 해법을 채택하였다. 프로그램은 만재 방사형 등분포하중을 받는 낮은 원호 아치를 해석하여 그 결과치를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 모형해석을 통해서는 큰 동하중을 받는 원호 아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며, 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알았다. 여러가지 형상의 아치에 대한 좌굴해석을 실시하여 임계 좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 원호 아치의 거동을 본 연구에서 사용한 무차원 매개변수를 이용하여 해석한 결과로 부터, 동일한 형상매개변수를 가진 아치들은 실제하중을 하중매개변수로 환산하여 같은 하중매개변수를 재하했을 때 시간매개변수에 따라 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았으며, 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다. 또한, 포물선형상의 아치와 연직하중이나 집중하중이 재하된 경우의 해석에도 개발된 프로그램이 유용하게 사용될 수 있음을 해석예를 통하여 밝혔다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권2호
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• pp.242-250
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• 1997

W UMa형 접촉쌍성 AB And의 BVR CCD 측광 관측을 1994년 9월부터 1996년 10까지 4일간 수행하여 4개의 새로운 극심 시간을 결정하였다. 이 극심 시각과 이제까지 발표된 모든 극심 시각을 분석하여 AB And의 주기변화의 양상을 연구하였다. AB And의 주기변화를 sine 함수와 같이 규칙적으로 변한다고 가정하여, 관측된 극심 시간을 가장 잘 맞추는 광도 요소를 구하였다. 이 광도요소의 sine 항으로부터 계산된 AB And의 공전주기 변화는 약 0.059일의 진폭으로 약 92년 주기로 규칙적으로 변화하고 있다. 그러나 가장 최근에 관측된 이 연구의 극심 시각들은 이 광도요소에서 예측한 극심 시각들보다 다소 크게 나타나고 있다. 따라서, 우리는 AB An의 공전주기가 sine 함수 외에도 포물선 형태로 변한다고 가정하고 관측된 극심 시각을 가장 잘 맞추는 광도요소를 구하였다. 이 광도요소의 이차항으로 계산된 AB And의 공전주기는 100년에 약 0.73초만큼 영 년 증가하는 동시에, sine 항으로부터 약 62.9년 주기와 0.024일의 진폭으로 규칙적으로 변화한다는 것을 알 수 있었다. 따라서 향후 10년 이내에는 AB And의 공전주기는 sine 항만을 고려하면 주기 감소를 해야하고, 이차항까지 고려하면, 주기 증가가 예측되므로, AB And의 주기변화에 대한 명확한 해답을 위해서 지속적인 관측이 요구된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.529-538
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• 2016

멱 법칙 및 S 형상 함수를 이용한 점진기능재료(FGM) 판의 정적 및 동적해석을 위해 단순화된 전단변형이 고려된 이론을 정식화 하여 동적 평형방정식을 유도하였다. 단순화된 전단변형 이론은 전단보정계수가 필요없으며 수직 전단변형률과 전단응력의 곡선분포를 고려하였고 판의 상부와 하부에서 0이 된다는 조건을 만족한다. 또한 4개의 변수만으로 평형방정식이 유도되고 합응력, 평형방정식 그리고 경계조건이 고전적 이론과 유사한 형태를 가지게 된다. 점진기능재료의 형태는 멱 법칙 및 S 형상 함수로 두께방향으로 변화가 고려된다. Hamilton 원리를 이용하여 동적 평형방정식을 유도하였고 Winkler-Pasternak 탄성지반 모델을 적용하였다. 단순지지된 점진기능재료 판의 정적 및 자유진동 응답을 계산하였고 비교하였다. 본 연구에서 제시한 결과는 참고문헌과 비교하여 정확하고 관련성을 가진다. 거듭제곱 지수, 탄성지반 계수 그리고 폭-두께비의 변화에 따른 정적 및 자유진동 해석결과를 제시하였다.