• 제목/요약/키워드: Partial equilibrium analysis

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함수구배재료에서 임의의 방향을 따라 비정상적으로 전파하는 모드 III 균열해석 (Analysis of Unsteady Propagation of Mode III Crack in Arbitrary Direction in Functionally Graded Materials)

  • 이광호;조상봉;황재석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권2호
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    • pp.143-156
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    • 2015
  • 함수구배재료의 모드 III 균열이 물성치 구배방향과 다른 방향으로 비정상적으로 전파할 때 전파균열선단부근의 응력 및 변위장에 대하여 연구하였다. 함수구배재료는 밀도가 일정한 상태에서 전단탄성계수가 선형적으로 변화하는 경우와 밀도와 전단탄성계수가 지수형적으로 변화하는 경우로 가정했다. 조화함수의 해를 얻기 위하여 일반적인 편미분방정식의 동적평형방정식을 라플라스 방정식으로 변환하였다. 라플라스 방정식으로부터 균열속도 변화률, 응력확대계수의 변화률 등에 의존되는 응력장과 변위장을 근접해법으로 얻었다. 본 연구에서 얻어진 응력장과 변위장을 사용하여 재료의 비 균질성, 균열속도의 변화률, 응력확대계수의 변화률 등을 고려한 상태에서 균열이 임의의 방향으로 전파할 때 균열선단부근의 응력 및 변위 그리고 응력확대계수에 대하여 연구하였다.

합성보의 부착슬립 효과를 고려한 유한요소 기반의 수치해석모델 (FE Based Numerical Model to Consider Bond-slip Effect in Composite Beams)

  • 곽효경;황진욱
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.95-110
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    • 2010
  • 본 논문에서는 합성보의 부착슬립 효과를 고려할 수 있는 유한요소 수치모델을 제안하고자 한다. 전단연결재가 설치된 슬래브와 거더 경계에서 선형 전단력-슬립 관계를 가정하여, 부착슬립 거동을 해석할 수 있는 수치모델이 구현되었다. 본 수치모델을 통하여 축 방향의 자유도를 부가하지 않고 2절점의 보 요소를 적용하여 합성보 경계에서의 슬립 거동을 고려하는 것이 가능하다. 선형 부분전단 연결이론을 토대로 한 슬립 거동의 지배방정식은 슬래브와 거더 경계에서 힘의 평형상태와 단면 내에서 상수로 가정된 곡률을 바탕으로 결정된다. 또한, 지배방정식 구성에 있어서 요소 양 절점에서의 휨 모멘트 값을 필요로 하기 때문에 유한요소 해석으로 도출되는 상수 모멘트를 요소 내에서 선형으로 분포시켰다. 제안된 수치모델을 적용한 해석결과를 기존 연구의 수치해석 결과 및 실험결과와 비교하였으며, 하중-처짐 곡선의 비교를 통하여 본 모델의 성능을 검증하였다.

특별직교이방성 적층판의 고유진동수에 대한 형상비의 영향 (The Influence of the Aspect Ratio on the Natural Frequency of the Specially Orthotropic Laminated Plates)

  • 한봉구;김덕현
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.219-225
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    • 2011
  • 건설기술자들에게는 첨단 복합재료구조에 대한 이론이 너무 어려워서 간단하면서도 쉽게 적용할 수 있는 정확한 방법을 필요로 하고 있다. 단순지지된 적층판을 특별직교이방성 적층판 이론에 의하여 해석하였다. 본 연구에서는 형상비를 1 : 1 ~ 1 : 5 까지 변화시켜가며 해석을 수행하였다. 대부분의 교량이나 건물의 상판은 형상비가 큰 경우가 많은데, 이런 구조물의 평형방정식에 대한 종방항 모멘트항($M_x$)의 영향은 매우 작아서, 더욱 간단한 해석이 가능하다. 본 논문에서는 특별직교이방성 적층판의 고유진동수에 대한 형상비의 영향을 연구하였으며 이 방법을 사용하면 충분히 정확한 값을 산출할 수 있다. 본 논문의 연구의 결과는 단순지지된 특별직교이방성 적층판의 해석에 이용할 수 있다.

Electrodeposition of Silicon in Ionic Liquid of [bmpy]$Tf_2N$

  • 박제식;이철경
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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    • pp.30.1-30.1
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    • 2011
  • Silicon is one of useful materials in various industry such as semiconductor, solar cell, and secondary battery. The metallic silicon produces generally melting process for ingot type or chemical vapor deposition (CVD) for thin film type. However, these methods have disadvantages of high cost, complicated process, and consumption of much energy. Electrodeposition has been known as a powerful synthesis method for obtaining metallic species by relatively simple operation with current and voltage control. Unfortunately, the electrodeposition of the silicon is impossible in aqueous electrolyte solution due to its low oxidation-reduction equilibrium potential. Ionic liquids are simply defined as ionic melts with a melting point below $100^{\circ}C$. Characteristics of the ionic liquids are high ionic conductivities, low vapour pressures, chemical stability, and wide electrochemical windows. The ionic liquids enable the electrochemically active elements, such as silicon, titanium, and aluminum, to be reduced to their metallic states without vigorous hydrogen gas evolution. In this study, the electrodeposion of silicon has been investigated in ionic liquid of 1-butyl-3-methylpyrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide ([bmpy]$Tf_2N$) saturated with $SiCl_4$ at room temperature. Also, the effect of electrode materials on the electrodeposition and morphological characteristics of the silicon electrodeposited were analyzed The silicon electrodeposited on gold substrate was composed of the metallic Si with single crystalline size between 100~200nm. The silicon content by XPS analysis was detected in 31.3 wt% and the others were oxygen, gold, and carbon. The oxygen was detected much in edge area of th electrode due to $SiO_2$ from a partial oxidation of the metallic Si.

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Sodium Glycinate 수용액의 CO$_2$ 흡수특성 및 반응 메커니즘 해석 (Absorption Characteristics of Aqueous Sodium Glycinate Solution with Carbon Dioxide and Its Mechanistic Analysis)

  • 심재구;김준한;장경룡
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.430-438
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    • 2008
  • 본 논문에서는 아미노산염의 일종인 글리신산나트륨(sodium glycinate) 수용액을 이산화탄소(CO$_2$) 흡수제로 사용하여 이산화탄소 분리회수 특성평가 실험을 수행하였다. 흡수제와 이산화탄소의 기-액 흡수평형 실험을 통하여 흡수제 농도 20 wt%와 30 wt%에서 글리신산나트륨과 상용 흡수제인 MEA의 분압에 따른 몰부하비(mol loading ratio)를 측정하여 이산화탄소 흡수능을 평가하였다. 또한, 기-액 흡수평형 결과를 바탕으로 2 t-CO$_2$/day 용량의 파일럿플랜트 실험을 수행한 결과, 이산화탄소 탈거가 MEA에 비하여 용이하게 일어나지 않아 상대적으로 낮은 이산화탄소 제거율을 얻었다. 이는 글리신산나트륨 고유의 입체구조에 기인하는 것으로 판단된다. 본 논문은 이산화탄소 흡수제로 아미노산염 계열 흡수제를 이용하여 실제 공정에 적용한 우리나라 최초의 연구결과로서 아미노산염의 흡수제로서의 가능성 파악에 큰 의의가 있다고 할 수 있다.

Effect of Ethanol on the Protolytic Properties of the Vitamins B Group

  • Ghasemi, J.;Shiri, F.
    • 대한화학회지
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    • 제51권1호
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    • pp.21-30
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    • 2007
  • 다중파장 분광광도법 적정을 사용하여 25 oC에서 0.1M NaNO3를 함유한 에탄올-물 이성분 혼합 용매 중에서 네 가지 수용성 비타민인 엽산(비타민 B9 또는 B10), 티아민(비타민 B1), 리보플라빈(비타민 B2) 및 피리독살(비타민 B6)의 양성자이전상수를 조사하였다. 인자분석모형으로 pH-흡광도 데이터를 적절한 질량균형방정식에 곡선맞추기 (curve fitting)하여 양성자이전 평형상수, 스펙트럼, 농도 도표와 성분 수를 계산하였다. DATAN 프로그램으로 산도상수를, SPECFIT 프로그램으로 표준편차와 부분상관계수를 계산하였다. Gran 도시에 바탕을 둔 4-파라미터 식, pH = α + SpcH + JH+[H+] + JOH-Kw/[H+]에 의거한 유리전극 보정과정을 사용하여 pH값을 농도 척도(pcH)로 읽었으며, 용매가 양성자이전상수에 미치는 영향을 고찰하였다.

Klebsiella aerogenes Urease로의 닉켈의 도입 (NICKEL INCORPORATION INTO Klebsiella aerogenes UREASE)

  • Lee, Mann-Hyung-
    • 한국응용약물학회:학술대회논문집
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    • 한국응용약물학회 1994년도 제2회 추계심포지움
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    • pp.69-80
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    • 1994
  • Although ureases play important roles in microbial nitrogen metabolism and in the pathogenesis of several human diseases, little is known of the mechanism of metallocenter biosynthesis in this Ni-Containing enzyme. Klebsiella aerogenes urease apo-protein was purified from cells grown in the absence of Ni. The purified apo-enzyme showed the same native molecular weight, charge, and subunit stoichiometry as the holo-enzyme. Chemical modification studies were consistent with histidinyl ligation of Ni. Apo-enzyme could not be activated by simple addition of Ni ions suggesting a requirement for a cellular factor. Deletion analysis showed that four accessory genes (ureD, ureE, ureF, and ureG) are necessary for the functional incorporation of the urease metallocenter. Whereas the $\Delta$ureD, $\Delta$ureF, and $\Delta$ureG mutants are inactive and their ureases lack Ni, the $\Delta$ureE mutants retain partial activity and their ureases possess corresponding lower levels of Ni. UreE and UreG peptides were identified by SDS-polyacrylamide gel comparisons of mutant and wild type cells and by N-terminal sequencing. UreD and UreF peptides, which are synthesized at ve교 low levels, were identified by using in vitro transcription/translation methods. Cotransformation of E. coli cells with the complementing plasmids confirmed that ureD and ureF gene products act in trans. UreE was purified and characterized. immunogold electron microscopic studies were used to localize UreE to the cytoplasm. Equilibrium dialysis studies of purified UreE with $^{63}$ NiC1$_2$ showed that it binds ~6 Ni in a specific manner with a $K_{d}$ of 9.6 $\pm$1.3 $\mu$M. Results from spectroscopic studies demonstrated that Ni ions are ligated by 5 histidinyl residues and a sixth N or O atom, consistent with participation of the polyhistidine tail at the carboxyl termini of the dimeric UreE in Ni binding. With these results and other known features of the urease-related gene products, a model for urease metallocenter biosynthesis is proposed in which UreE binds Ni and acts as a Ni donor to the urease apo-protein while UreG binds ATP and couples its Hydrolysis to the Ni incorporation process.ouples its Hydrolysis to the Ni incorporation process.s.

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Bending and free vibration analysis of laminated piezoelectric composite plates

  • Zhang, Pengchong;Qi, Chengzhi;Fang, Hongyuan;Sun, Xu
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제75권6호
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    • pp.747-769
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    • 2020
  • This paper provides a semi-analytical approach to investigate the variations of 3D displacement components, electric potential, stresses, electric displacements and transverse vibration frequencies in laminated piezoelectric composite plates based on the scaled boundary finite element method (SBFEM) and the precise integration algorithm (PIA). The proposed approach can analyze the static and dynamic responses of multilayered piezoelectric plates with any number of laminae, various geometrical shapes, boundary conditions, thickness-to-length ratios and stacking sequences. Only a longitudinal surface of the plate is discretized into 2D elements, which helps to improve the computational efficiency. Comparing with plate theories and other numerical methods, only three displacement components and the electric potential are set as the basic unknown variables and can be represented analytically through the transverse direction. The whole derivation is built upon the three dimensional key equations of elasticity for the piezoelectric materials and no assumptions on the plate kinematics have been taken. By virtue of the equilibrium equations, the constitutive relations and the introduced set of scaled boundary coordinates, three-dimensional governing partial differential equations are converted into the second order ordinary differential matrix equation. Furthermore, aided by the introduced internal nodal force, a first order ordinary differential equation is obtained with its general solution in the form of a matrix exponent. To further improve the accuracy of the matrix exponent in the SBFEM, the PIA is employed to make sure any desired accuracy of the mechanical and electric variables. By virtue of the kinetic energy technique, the global mass matrix of the composite plates constituted by piezoelectric laminae is constructed for the first time based on the SBFEM. Finally, comparisons with the exact solutions and available results are made to confirm the accuracy and effectiveness of the developed methodology. What's more, the effect of boundary conditions, thickness-to-length ratios and stacking sequences of laminae on the distributions of natural frequencies, mechanical and electric fields in laminated piezoelectric composite plates is evaluated.

MLS 차분법을 이용한 동적균열전파 해석 (Analysis of Dynamic Crack Propagation using MLS Difference Method)

  • 윤영철;김경환;이상호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.17-26
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    • 2014
  • 본 논문은 MLS(Moving Least Squares) 차분법을 바탕으로 동적균열전파 해석을 수행하기 위한 알고리즘을 제시한다. MLS 차분법은 절점만으로 이루어진 수치모델을 사용하며, 이동최소제곱법을 이용하여 전개한 Taylor 다항식을 기초로 미분근사식을 유도하기 때문에, 요소망의 제약에서 완벽하게 벗어난 절점해석이 가능하다. 시간항을 포함하는 동적 평형방정식은 Newmark 방법으로 시간적분 하였다. 동적하중을 받는 균열이 전파할 때, 매 시간단계마다 절점모델을 재구성하지 않고 균열선단 주변에서 국부적인 수정을 통해 해석이 가능하다. 동적균열을 묘사하기 위해 가시한계법(visibility criterion)을 적용하였고, 동적 에너지해방률을 산정하여 균열의 진전유무와 그에 상응하는 진전방향을 결정하였다. 모드 I 상태와 혼합모드 상태에서 균열이 진전하는 현상을 모사하였고, 이론해와 Element-Free Galerkin법으로 계산한 결과와의 비교를 통해 개발된 알고리즘의 정확성과 안정성을 검증하였다.

근적외선 분광분석법을 이용한 국산 주요 수종의 섬유포화점 이하 함수율 예측 모델 개발 (Moisture Content Prediction Model Development for Major Domestic Wood Species Using Near Infrared Spectroscopy)

  • 양상윤;한연중;박준호;정현우;엄창득;여환명
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.311-319
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    • 2015
  • 근적외선 반사율 분광분석법을 이용하여 리기다 소나무, 소나무, 잣나무, 백합나무의 섬유포화점 이하 함수율 예측모델을 개발하였다. 시편들을 다양한 평형함수율 상태로 유도한 후 1000 nm~2400 nm 파장영역의 반사율 스펙트럼을 획득하였다. 최적 함수율 예측 모델을 선정하기 위해 5가지의 수학적 전처리(moving average (smoothing point: 3), baseline, standard normal variate (SNV), mean normalization, Savitzky-Golay $2^{nd}$ derivatives (polynomial order: 3, smoothing point: 11))를 8가지 조합으로 각 시편의 반사율 스펙트럼에 적용하였다. 수학적 전처리 후, 변형된 스펙트럼을 이용하여 PLS 회귀분석을 실시하였다. 그 결과, 최적 함수율 예측 모델을 도출한 전처리 방법은 리기다 소나무와 소나무의 경우 moving average/SNV, 잣나무와 백합나무의 경우 moving average/SNV/Savitzky-Golay $2^{nd}$ derivatives이며, 모든 모델은 3개의 주성분을 포함하고 있었다.