본 논문은 콘크리트 균열방향의 회전 및 철근의 항복에 따른 2차원 R/C 구조물의 극한거동 덴 한계상태설계에 관한 연구를 다룬 것으로, 유한요소모델에 적용하여 비선형 해석 및 한계상태설계가 가능한 수치 해석 및 설계 알고리즘을 소개하였다. 철근의 설계를 위하여, 각 유한요소의 극한거동에 기초한 한계상태설계방정식이 유한요소 알고리즘에 도입되었다. 한편, 하중에 따른 콘크리트 균열방향의 회전 및 철근의 항복을 고려한 2차원 R/C 평면요소의 단순화된 실용적 비선형 응력-변형률 거동의 구성관계모델을 제시하여 비선형 유한요소해석 알고리즘을 구성하였다 제시된 해석 모델을 R/C 전단벽의 실험모델과 비교하여 검증하도록 하였으며, R/C 전단벽에 대한 설계 예를 통하여, 각각의 유한요소에서 얻어진 설계 철근비를 한계상태설계방정식으로부터 산정하였다.
일반적으로 카오스 회로에는 Chua's 회로, Lorenz 회로, Duffing 회로 등이 있다. 이들 카오스 회로 중에서 Chua's 회로가 전자부품을 이용하여 가장 쉽게 구성할 수 있는 회로로 알려져 있다. Chua's 회로는 일반적으로 저항성분인 R, 인턱터 성분인 L, 캐패시터 성분인 C로 구성하는 선형요소와 비선형 저항으로 구성하는 비선형 요소로 구성된다. 그러나 L 요소는 포화특성으로 인하여 시중에서 구입한 부품으로는 실제 하드웨어를 구현하기 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 Chua 회로의 선형 요소인 R,L,C 성분의 요소 중에서 포화 특성을 자지고 있어 상용화된 제품으로는 제작 구현이 어려운 L 성분을 C 성분으로 대체하는 간략화한 Chua's 회로 제작 기법을 PSpice로 해석하고, 그 결과를 확인한다.
본 연구에서는 C(T) 시편 측면 홈의 유무에 따른 J-R 곡선의 변화가 유한요소 손상해석의 모델변수 결정에 미치는 영향을 알아보았다. 손상해석은 수정 응력 파괴변형률 모델을 이용하였다. C(T) 시편은 SA508 Gr. 1a 배관재에서 채취하였고 일부에 측면 홈이 가공되었다. 시험은 상온과 원전 운전 온도인 $316^{\circ}C$에서 각각 수행되었으며, 시험 결과 얻은 J-R 곡선을 모사하여 손상모델 변수를 얻었다. 그 결과, 측면 홈의 유무에 따른 J-R 곡선의 변화는 손상모델 변수 결정에 영향을 주지 않음을 확인하였다.
축력과 횡력을 받는 전단벽의 휨과 전단 거동을 분리산정하기 위하여 R/C 전단벽에 관한 실험 결과에 대해 System Identification을 행한다. 이를 토대로, 전단벽의 강도 저하 계수 'R'과 극한 회전능력을 구하는 실험식을 제안한다. R/C뼈대구조-전단벽에 대한 비탄성 해석 유한요소 컴퓨터 프로그램(IDARC)을 이용하여 전단벽의 지진 이력 거동을 재현한다. Identification 결과를 Digitize한 실험 결과와의 비교에 의해 검증하고, 총변형으로부터 휨과 전단에 의한 변형요소를 해석적으로 분리 함으로서 비탄성 전단 거동과 강도 저하 계수 'R'의 산정이 가능해진다. 또한 실험 결과에 대한 회귀 분석을 통하여 전단벽의 극한 회전 능력에 대한 실험식이 얻어진다.
본 연구는 von Bertalanffy의 성장식과 섭식양을 이용하여 자연조건하에서 노래미, Hexagrammos agrammus의 에너지 대사를 파악하기 위하여 시도된 것이며, 표본은 부산 동백섬 연안과 삼천포 신수도 연안에서 채집된 것이다. 에너지 대사 모델은 섭식양, 함장양, 흡수양, 동화양, 이화양, 배설양, 불소화배출양 등으로 구성된 표준화된 에너지 수지 모델을 이용하였으며, 에너지 대사의 구성요소별 측정단위는 열량단위가 아닌 중량단위로서 나타내 었다. 노래미에 의해 섭식된 연간섭식양이 에너지 대사의 구성요소별 배분되는 양 또는 을은 어체의 연령에 따라 달랐다. 에너지 대사의 구성요소별 추정값을 연령군별로 비교한 결과, 연간배설양은 어체의 연령이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었고, 나머지 구성요소는 어체의 연령이 증가할수록 증가하였다. 연령군별 평균체중 (W)과 연간흡수양($A_b$) 및 연간리화양(R) 간에는 각각 $A_b=4.592W^{0.666}$의 비선형과 R=0.007+0.567W의 선형관계가 있었고, 연간섭식양 (C)과 연간동화양 (A) 및 연간리화양 간에는 각각 A=-7.026+0.061C와 R=-20.749+0.048C의 선형관계가 있었다.
임의의 안정한 전달함수를 실현하는 일반적인 능동 RC회로합성방법에 대하여 논의하였다. 회로요소는 R, C, 및 연산증폭기 뿐이며, 회로구성은 박막 RC전로와 IC연산증폭기를 적용하는데 적합하다. 극과 전송령은 서로 독립식으로 조정될 수 있으며, 이들은 회로요소들의 변화에 민감하지 않다.
SNCR 기술은 SCR에 비해 탈질 효율은 떨어지지만 촉매없이 고온 배출가스에 NH3 또는 요소수를 직접 분사하여 질소와 물로 환원시키는 방법이므로 초기 투자비 및 운영비가 적어 최근 국내 대다수의 소각장, 산업용 보일러 등에 널리 적용되고 있다. 단, SNCR 기술은 급격한 온도 강하나 접근의 불용이성, 불균일한 혼합, 액적의 증발시간 지연, 불균일한 운전 조건 등의 영향을 크게 받으며, 특히 반응 온도가 가장 중요한 변수로서 최적 반응 온도 영역대가 약 800~$1,000^{\circ}C$라는 점에서 이상적인 반응 온도 조건을 찾아서 환원제를 분무하는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 열유동 전산해석을 통해 스토커식 소각로의 폐기물 성상별 화염 온도 분포를 예측하고 적정 반응 온도 영역을 확인하여 요소수 주입 고도를 선정, 폐기물 성상별 분무 조건을 확립하고자 수치 해석적 연구를 수행하였다. 폐기물 성상(고질/중질/저질 폐기물)별로 화염 온도를 예측한 결과, 최적 반응 온도 영역대가 약 800~$1,000^{\circ}C$, 폐기물 성상의 심한 변화 때문에 소각로의 효율적인 연소 조건 제어에 어려움 등을 고려하여 약 700~$1,000^{\circ}C$ 온도 영역대를 환원제 분무 온도로 선정하였다. 폐기물별로 발열량에 따른 화염 온도가 모두 다르기 때문에 환원제 분무 위치를 3지점으로 선정하여 각 지점별로 분무 운전 조건을 확립하였다.
New design automation method of R/C beam based on the finite element method and the nonlinear truss model approach has been presented. The proposed method can substitute inaccurate existing method, which has limitation in its application, provide accurate and efficient design results for any type of R/C beam.
2.5D C/SiC를 적용한 구조물의 거동 특성을 유한요소해석으로 근사하기 위해 기계적 물성 특성화와 모델링 기법에 관한 연구를 수행하였다. 2.5D C/SiC 소재의 거동 특성을 분석하기 위해 인장시험을 수행하였고 수학적 균질화 기법과 수정된 혼합 법칙을 적용하여 2.5D C/SiC를 구성하는 섬유와 기지의 탄성 물성을 정의하였다. 탄소성 거동을 나타내는 기지는 소성 영역의 거동을 bilinear 함수로 근사하고 시험과 해석의 오차를 최소화하여 등가 항복 강도와 등가 소성 강성을 계산하였다. 그리고 2.5D C/SiC의 RVE를 정의하고 수정된 혼합 법칙을 적용하여 유효강성행렬을 계산하는 과정을 ABAQUS의 User-defined subroutine을 통해 구성하였다. 제안된 과정을 바탕으로 정의된 섬유와 기지의 기계적 물성을 적용하여 유한요소해석을 수행한 결과는 시험의 거동을 잘 근사하고 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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