• Title/Summary/Keyword: Simulated Soil

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Analysis of the effects of operating point of tractor engine on fatigue life of PTO gear using simulation

  • Lee, Pa-Ul;Chung, Sun-Ok;Choi, Chang-Hyun;Park, Young-Jun;Kim, Yong-Joo
    • 농업과학연구
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    • 제43권3호
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    • pp.441-449
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    • 2016
  • Agricultural tractors are designed using the empirical method due to the difficulty of measuring precise load cycles under various working conditions and soil types. Especially, directly drives various tractor implements, the power take off (PTO) gear. Therefore, alternative design methods using gear design software are needed for the optimal design of tractors. The objective of this study is to simulate fatigue life of the PTO gear according to the operating point of the tractor engine. The PTO gear was made with SCr415 alloy steel with carburizing and quenching treatments. The fatigue life of the PTO gear was simulated by using bending and contact stress according to the torque of the load levels. The PTO gear simulation was conducted by the KISSsoft commercial software for gear analysis. Bending and contact stress were calculated by the ISO 6336:2006 Method A and B. The simulation of fatigue life was calculated by the Miner's cumulative damage law. The total fatigue life of tractors can be estimated to 3,420 hours; thus, 3,420 hours of fatigue life were used in the simulation of the PTO gear of tractors. The main simulation results showed that the maximum fatigue life of the PTO gear was infinite fatigue life at maximum engine power. Minimum fatigue life of the PTO gear was 19.61 hours at 70% of the maximum engine power. Fatigue life of the PTO gear changed according to load of tractor. Therefore, tractor work data is needed for optimal design of the PTO gear.

Retrofitting of vulnerable RC structures by base isolation technique

  • Islam, A.B.M. Saiful;Jumaat, Mohd Zamin;Ahmmad, Rasel;Darain, Kh. Mahfuz ud
    • Earthquakes and Structures
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    • 제9권3호
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    • pp.603-623
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    • 2015
  • The scale and nature of the recent earthquakes in the world and the related earthquake disaster index coerce the concerned community to become anxious about it. Therefore, it is crucial that seismic lateral load effect will be appropriately considered in structural design. Application of seismic isolation system stands as a consistent alternative against this hazard. The objective of the study is to evaluate the structural and economic feasibility of reinforced concrete (RC) buildings with base isolation located in medium risk seismic region. Linear and nonlinear dynamic analyses as well as linear static analysis under site-specific bi-directional seismic excitation have been carried out for both fixed based (FB) and base isolated (BI) buildings in the present study. The superstructure and base of buildings are modeled in a 3D finite element model by consistent mass approach having six degrees of freedom at each node. The floor slabs are simulated as rigid diaphragms. Lead rubber bearing (LRB) and High damping rubber bearing (HDRB) are used as isolation device. Change of structural behaviors and savings in construction costing are evaluated. The study shows that for low to medium rise buildings, isolators can reduce muscular amount of base shears, base moments and floor accelerations for building at soft to medium stiff soil. Allowable higher horizontal displacement induces structural flexibility. Though incorporating isolator increases the outlay, overall structural cost may be reduced. The application of base isolation system confirms a potential to be used as a viable solution in economic building design.

GIS를 이용한 주암호 유역의 오염부하량 산정 및 수질모의 (Calculation of Pollutant Loads and Simulation of Water Quality in Juam Lake Watershed using GIS)

  • 김철;김석규
    • 한국지리정보학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.87-98
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    • 2002
  • 광주 전남의 상수원인 주암호 유역에 대해 GIS를 이용하여 점오염원과 비점오염원 부하량을 산정하였으며 기 개발된 모형을 이용하여 수질을 모의하였다. 점오염원 부하량은 환경부에서 발표한 원단위(1998)를 이용하여 산정하였고, 비점오염원 부하량은 유출곡선지수를 이용한 SCS방법으로 직접유출량을 계산한 후 우리나라 유역의 특성에 맞는 토지이용별 기대평균농도 값을 이용하여 산정하였다. 수질모의는 미국환경청에서 개발한 WASP모형(2001)을 이용하였으며 대상유역을 GIS를 이용하여 경사, 방향, 고도, 토양, 토지이용과 강우량에 따라 44개의 소유역으로 구분하고, 그중 하나의 소유역에 대해 모형을 적용하였다. 모형의 결과치를 수질관측치와 비교한 결과 매우 유사함을 알 수 있었다.

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소형수도재배구중(小型水稻栽培區中) Carbofuran 의 흡수(吸收) 이행(移行) 및 잔류특성(殘留特性) (Absorption , Translocation and Residue of Carbofuran in Miniature Paddy Agrosystem)

  • 이영득;박형만;박영선;박창규
    • 한국환경농학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.31-37
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    • 1987
  • 수도재배환경중(水稻栽培環境中) carbofuran의 흡수(吸收), 이행(移行) 및 잔류양상(殘留樣相)을 구명(究明)하기 위하여 소형수도재배구(小型水稻栽培區)를 이용(利用), carbofuran 입제(粒劑)를 2수준(水準)으로 살포(撒布)하고 시기별(時期別)로 수질(水質), 수도체(水稻體),토양(土壤) 및 수확물중(收穫物中) 잔류수준(殘留水準)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 수면살포(水面撒布)한 carbofuran 입제(粒劑)는 빠른 속도(速度)로 용출(溶出)되어 수질중(水質中) carbofuran 농도(濃度)는 처리(處理) 1일이내(日以內)에 최고치(最高値)에도 달하였다. 용출(溶出)된 carbofuran은 수도체(水稻體)로 흡수(吸收), 이행(移行)되어 처리(處理) 1∼3일(日) 후(後)에 최고치(最高値)에 도달하였으며 그 이후(以後) 완만한 감소(減少) 경향(傾向)을 보였다. 수질중(水質中) carbofuran의 반감기(半減期)는 4일(日)이었고 토양중(土壤中)에서의 반감기(半減期)는 처리수준(處理水準)에 따라 8∼12일(日)이었다. 수확물중(收穫物中) carbofuran 잔류량(殘留量)은 현미(玄米)의 경우 0.01∼0.02ppm이었으며 볏짚에서는 0.37∼0.07ppm의 범위(範圍)였다.

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기상자료 공간내삽과 작물 생육모의기법에 의한 전국의 읍면 단위 쌀 생산량 예측 (Yield and Production Forecasting of Paddy Rice at a Sub-county Scale Resolution by Using Crop Simulation and Weather Interpolation Techniques)

  • 윤진일;조경숙
    • 한국농림기상학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.37-43
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    • 2001
  • Crop status monitoring and yield prediction at higher spatial resolution is a valuable tool in various decision making processes including agricultural policy making by the national and local governments. A prototype crop forecasting system was developed to project the size of rice crop across geographic areas nationwide, based on daily weather pattern. The system consists of crop models and the input data for 1,455 cultivation zone units (the smallest administrative unit of local government in South Korea called "Myun") making up the coterminous South Korea. CERES-rice, a rice crop growth simulation model, was tuned to have genetic characteristics pertinent to domestic cultivars. Daily maximum/minimum temperature, solar radiation, and precipitation surface on 1km by 1km grid spacing were prepared by a spatial interpolation of 63 point observations from the Korea Meteorological Administration network. Spatial mean weather data were derived for each Myun and transformed to the model input format. Soil characteristics and management information at each Myun were available from the Rural Development Administration. The system was applied to the forecasting of national rice production for the recent 3 years (1997 to 1999). The model was run with the past weather data as of September 15 each year, which is about a month earlier than the actual harvest date. Simulated yields of 1,455 Myuns were grouped into 162 counties by acreage-weighted summation to enable the validation, since the official production statistics from the Ministry of Agriculture and Forestry is on the county basis. Forecast yields were less sensitive to the changes in annual climate than the reported yields and there was a relatively weak correlation between the forecast and the reported yields. However, the projected size of rice crop at each county, which was obtained by multiplication of the mean yield with the acreage, was close to the reported production with the $r^2$ values higher than 0.97 in all three years.

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잔교식 구조물의 응답스펙트럼 해석법 개선사항 도출 연구: 고유주기 및 입력지반가속도를 중점으로 (Study on Improvement of Response Spectrum Analysis of Pile-supported Structure: Focusing on the Natural Periods and Input Ground Acceleration)

  • 윤정원;한진태;김종관
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.17-34
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    • 2020
  • 일반적으로 잔교식 구조물의 내진설계를 위한 응답스펙트럼 해석 시 기준서들에서는 지진응답해석을 통해 증폭된 가속도를 입력가속도 활용하도록 제시하고 있으나, 기준서에 따라 방법이 상이하여 설계 시 혼란을 야기할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 동적원심모형실험을 통해 지반 내 다양한 깊이에서 지반 가속도를 산정하였으며, 산정된 지반가 속도를 활용하여 응답스펙트럼 해석을 수행하였다. 이후 실험 및 해석을 통해 도출된 잔교식 안벽 구조물의 모멘트 결과를 비교하였으며, 응답스펙트럼 해석 시 적절한 입력지반가속도를 결정하기 위한 방법을 제시하고자 하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 탄성 지반 스프링을 적용하는 경우 구조물의 고유주기를 가장 적절하게 모사하는 것으로 나타났으며, 상부 지표면에서 증폭된 지진파를 입력가속도로 활용하는 것이 사질토 지반에 관입된 구조물 응답을 가장 합리적으로 모사하는 것으로 나타났다.

EPB tunneling in cohesionless soils: A study on Tabriz Metro settlements

  • Rezaei, Amir H.;Shirzehhagh, Mojtaba;Golpasand, Mohammad R. Baghban
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제19권2호
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    • pp.153-165
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    • 2019
  • A case study of monitoring and analysis of surface settlement induced by tunneling of Tabriz metro line 2 (TML2) is presented in this paper. The TML2 single tunnel has been excavated using earth pressure balanced TBM with a cutting-wheel diameter of 9.49 m since 2015. Presented measurements of surface settlements, were collected during the construction of western part of the project (between west depot and S02 station) where the tunnel was being excavated in sand and silt, below the water table and at an average axis depth of about 16 m. Settlement readings were back-analyzed using Gaussian formula, both in longitudinal and transversal directions, in order to estimate volume loss and settlement trough width factor. In addition to settlements, face support and tail grouting pressures were monitored, providing a comprehensive description of the EPB performance. Using the gap model, volume loss prediction was carried out. Also, COB empirical method for determination of the face pressure was employed in order to compare with field monitored data. Likewise, FE simulation was used in various sections employing the code Simulia ABAQUS, to investigate the efficiency of numerical modelling for the estimating of the tunneling induced-surface settlements under such a geotechnical condition. In this regard, the main aspects of a mechanized excavation were simulated. For the studied sections, numerical simulation is not capable of reproducing the high values of in-situ-measured surface settlements, applying Mohr-Coulomb constitutive law for soil. Based on results, for the mentioned case study, the range of estimated volume loss mostly varies from 0.2% to 0.7%, having an average value of 0.45%.

계절예측 정보 기반 APEX-Paddy 모형 적용성 평가 (Evaluation of Applicability of APEX-Paddy Model based on Seasonal Forecast)

  • 조재필;최순군;황세운;박지훈
    • 농촌계획
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    • 제24권4호
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    • pp.99-119
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    • 2018
  • Unit load factor, which is used for the quantification of non-point pollution in watersheds, has the limitation that it does not reflect spatial characteristics of soil, topography and temporal change due to the interannual or seasonal variability of precipitation. Therefore, we developed the method to estimate a watershed-scale non-point pollutant load using seasonal forecast data that forecast changes of precipitation up to 6 months from present time for watershed-scale water quality management. To establish a preemptive countermeasure against non-point pollution sources, it is possible to consider the unstructured management plan which is possible over several months timescale. Notably, it is possible to apply various management methods such as control of sowing and irrigation timing, control of irrigation through water management, and control of fertilizer through fertilization management. In this study, APEX-Paddy model, which can consider the farming method in field scale, was applied to evaluate the applicability of seasonal forecast data. It was confirmed that the rainfall amount during the growing season is an essential factor in the non-point pollution pollutant load. The APEX-Paddy model for quantifying non-point pollution according to various farming methods in paddy fields simulated similarly the annual variation tendency of TN and TP pollutant loads in rice paddies but showed a tendency to underestimate load quantitatively.

동해안 지역 폭설의 수문학적 거동 분석 (Analysis on the Hydrologic Behavior of Heavy Snowfall in East Coast Region)

  • 김남원;정일문
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권2호
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    • pp.257-262
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    • 2019
  • 본 연구에서는 2014년 2월 동해안 폭설의 수문학적 거동을 검토하기 위해 속초 인근 쌍천 유역을 대상으로 융설로 인한 수문성분의 변화를 분석하였다. 적설과 융설과정을 통한 수문성분의 시간적 변화를 SWAT-MODFLOW을 이용하여 모의하였다. 분석결과 2월까지 쌓인 눈은 2014년 3월 하순 시점부터 본격적으로 녹아내려 4월의 하천유출량은 융설을 고려하지 않은 경우에 비해 두 배 이상 늘어나는 것으로 분석되었다. 또한 토양수분 역시 융설로 인해 최대 21 % 증가하며 지하수위는 4월말까지 약 40 cm 상승하는 것으로 나타나 2014년 2월의 폭설은 이 지역 수자원 확보에 중요한 역할을 한 것으로 평가된다.

가축 방목형태에 따른 수질영향 모의 (Simulated water quality effects of alternate grazing management practices)

  • 박종윤
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.52-52
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    • 2018
  • 목초지에서 비점오염원 유출특성은 가축밀도(stocking rate)와 방목형태(grazing management practice)에 기인하여 다르게 나타난다. 전통적인 방목형태는 한 대상지역에서 높은 가축밀도의 연속적인 방목(continuous grazing)을 취하는 것인데, 이 경우 토양압밀에 따른 강우의 침투량 감소, 가축의 배설물 축적 등으로 비점오염 유출량이 증가할 수 있으며, 식물의 재성장기간 부족으로 지속적인 방목지 운영이 어려울 수 있다. 순환방목(rotational grazing)은 이러한 연속적 방목 형태의 부정적인 영향을 개선하고자 대안으로 제시되었다. 방법은 구역을 나누고 초본식물의 생육상태를 고려하여 일정기간이 지나면 다른 구역으로 이동 시키며 방목하는 형태이다. 기존의 연구들은 단위 면적당 적정 가축밀도, 필드규모에서 방목형태에 따른 비점오염 유출특성에 초점을 두고 있으며, 결과들은 가축밀도의 영향보다는 방목형태에 의한 수문, 수질 영향이 더 크다고 지적하고 있다. 이에 본 연구에서는 이러한 가축밀도(Heavy vs Light) 및 방목형태(Continuous vs Rotational)가 유역의 비점오염 유출특성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자, 미국 북텍사스 지역에 위치한 Clear Creek 유역을 대상으로 4개의 방목시나리오(heavy continuous[HC], light continuous[LC], multi-paddock[MP], no grazing)를 구성하고 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모형에 적용하였다. SWAT 모형은 대상유역 내 4개의 방목지에서 측정한 토양수분 및 식물 바이오매스 자료, 유역 출구점에서 관측된 장기간의 수문 수질 자료를 이용하여 검증되었다. 연구결과는 순환방목(MP) 시나리오가 수질보호 및 토양침식 방지, 식생의 영양염류 흡수능력이 커지는 것과 같이 생태계서비스 기능의 개선 측면에서 최적의 방목형태(best grazing management)인 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 가축밀도 보다는 방목형태에 기인한 것으로 필드와 유역스케일에서 동일한 결과를 보여주었다. 그러나 유역 내 목초지의 차지비율에 따라 순환방목 채택에 따른 비점오염 유출량의 감소효과는 다르게 나타나게 된다.

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