• 제목/요약/키워드: Stress fields

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도시 열섬현상 저감을 위한 MPCM 적용 축열도료 제조 및 열적성능 평가 (Preparation and Thermal Performance Evaluation of Heat Storage paint with MPCM for Reducing Urban Heat Island Effect)

  • 정수광;강유진;위승환;장성진;김수민
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.17-24
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    • 2015
  • The formation of heat islands causes high energy demand for space cooling and peak cooling loads in conditioned buildings. High-temperature fluctuations on a building roof may cause mechanical stress and increase surface deterioration. Thermal energy storage (TES) systems using microencapsulated phase-change materials (MPCMs) have been recognized as one of the most advanced energy technologies for enhancing the energy efficiency and sustainability of buildings. In this study, we prepared MPCM/paint composites for mitigating the heat island effect and reducing peak temperature. In addition, we carried out thermal and physical analysis of prepared MPCM composite samples by means of SEM, FTIR spectroscopy, DSC, and TGA. Further, we evaluated the dynamic heat transfer performance of heat-storage tiles painted with 10 g of heat-storage paint. From the obtained results, we deduced that MPCM/hydrophilic paint composites are more applicable to various fields, including the building sector, than MPCM/hydrophobic paint composites. On the basis of SEM and FTIR spectroscopy results, we concluded that materials with hydrophilic properties are more compatible with MPCMs than those with hydrophobic properties. In addition, DSC analysis results revealed that MPCM/hydrophilic paint composites have better compatibility, higher latent heat capacity, and better thermal properties than other composites. TGA results showed that hydrophilic-paint-based composites have higher thermal durability than hydrophobic-paint-based composites. Finally, a lot of MPCM-loaded heat-storage tiles showed lower peak temperatures at all measurement positions.

회전익항공기용 연료셀 피탄 수치모사 연구 (Numerical Simulation of Bullet Impact for Fuel Cell of Rotorcraft)

  • 김현기;김성찬
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.405-411
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    • 2012
  • 회전익항공기의 연료셀 내부는 연료보관 및 연료를 엔진으로 공급하기 위한 배관과 구성품들이 배치되어 있다. 특히, 기동헬기는 전장에서 사용되는 헬기로써, 수 km 고도에서 비행하는 고정익기보다 비행고도가 낮기 때문에 피탄될 가능성이 높다. 따라서, 항공기의 생존성을 극대화하기 위해서는 피탄시 유체내부 상승압력에 의한 내부 구성품들이 받는 영향성을 검토하여 설계되어야 함은 주지의 사실이다. 그러나 내탄시험은 연료셀 자체의 제작비용 및 준비기간이 상당히 소요되고, 실탄 사용에 따른 시험수행의 제약 때문에 수치모사를 통한 관련 데이터의 확보가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 유체-구조 수치모사 프로그램인 Autodyn을 이용하여 회전익항공기 연료셀의 내탄 수치모사를 수행하여, 피탄 후 연료셀 내부에서의 탄 거동을 분석하고 유체내부의 압력과 연료 셀 자체의 등가응력을 평가하였다.

유량 파형이 데이퍼형 인조혈관 유동에 미치는 영향 (The Effects of Flow Wave form on the Flow Characteristics in Tapered Vascular Grafts)

  • 이현철;석광원;전철완;이진;이영석;김성환
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.337-346
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    • 1996
  • The patency of small size vascular grafts is poor, and the blood flow characteristics in the artery graft anastomosis are suspected as one of the important factors influencing intimal hyperplasia. Disturbed flow patterns caused by sixte and compliance mismatch generate unfavorable flow environment which promotes intimal thickening. Tapered vascular yuts are suggested in order to reduce sudden expansion near the anastomosis. The photochromic flow visualization method is used to measure the flout fields in the end-to-end anastomosis model under the carotid and femoral artery flow wave form. The results show that flow disturbance near the anastomosis is diminished in the tapered grafts comparing to the tubular graft. As the divergent ang1e decreases, we can reduce the low and oscillatory wall shear stress zone which is prone to intimal hyperplasia. The flow wave form effects the wall shear rate dis- tribution significantly. The steep deceleration and back flow in the femoral flow wAve form cause low mean wall shear rate and high oscillatory shear index.

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루트부 갭이 있는 양면 필릿용접 이음부의 용접잔류응력 분포 (Distribution of Welding Residual Stresses in T-joint Weld with Root Gap)

  • 방한서;김성환;김영표;이창우
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권3호
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    • pp.81-88
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    • 2002
  • 용접구조물의 루트부는 외력에 의한 응력 집중에 의해 파손되기 쉽다. 따라서 구조물의 안전성 및 신뢰성 측면에서 홈 가공한 그루브 용접에 의한 완전용입 용접이 일반적으로 요구되어진다. 하지만 필릿 T-이음부 용접은 루트부의 갭과 같은 불완전 용입부를 만들어내기 쉬움에도 불구하고 홈 가공 시간 및 용접봉 소모량을 줄이기 위해 이러한 필릿용접이 자주 행해지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 필릿 용접구조물의 플래이트(또는 플랜지)와 웨브 부분에 발생하는 용접잔류 응력과, 특히 불완전 용입에 의한 루트부 갭을 갖는 양면 T-이음부의 노치부분에 발생하는 잔류응력 분포를 해석하고자 하였다. 해석을 위해서 서브머지드 아-크 용접에 의한 단층 및 다층패스용접 모델을 선정하였으며, 열전도 및 열탄소성 이론을 고려한 유한요소 프로그램을 사용하였다.

횡방향 구속응력에 의한 자켓팅-콘크리트 공시편 거동 (Behavior of concrete cylinders confined by jacketing with lateral confining stress)

  • 조성철;최은수;정영수;조백순;최지호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.157-160
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    • 2008
  • 국내에는 내진설계가 적용되어지지 않고 설계 시공된 교량과 교각이 상당수 존재하며 지진 발생 시 취약한 소성흰지구간에서 충분한 횡구속 없이 주철근 겹침 이음을 가지고 있는 교각들이 다수 존재하고 있는 실정이다. 내진 성능향상을 위한 국내 많은 보강방법들이 연구되고 있는 추세이며 보다 효과적인 콘크리트 보강기법을 개발하기 위하여 횡방향 구속응력을 도입한 자켓팅 보강공법을 제시하였다. 자켓팅-콘크리트 공시편 압축 실험에서 강도 및 연성도에 영향을 주는 주요 요인 콘크리트은 압축강도, 보강량 및 보강재의 강도 등이다. 본 연구에서는 실시된 실험결과를 바탕으로 콘크리트 비선형 재료를 사용한 해석적 연구를 추가로 실시하여 실험에서 나타난 결과 값과 비교하고 실험 변수와 보강효과에 영향을 미치는 추가적인 변수를 추정하였다. 또한 선행 연구에서 제시된 횡방향구속응력을 사용한 자켓팅 보강공법의 적용성을 높이기 위한 방법들은 어떤 것들이 있는지에 대하여 서술 하였다.

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미세전류치료의 최근 임상연구논문 고찰 (A Literature Review on the Clinical Application of Microcurrent Electrical Neuromuscular Stimulation(MENS) : articles published for recent 10 years)

  • 류지미;김성수;김경석;정석희
    • 한방재활의학과학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.121-133
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    • 2008
  • Objectives : MENS was used for wound healing and pain relief using bioelectric property. There are many articles on in vivo and clinical research. This article reviews articles on MENS published for recent 10 years to consider effectiveness of MENS and other fields to applicate MENS. Articles were collected from MAR, 2008 to JUN, 2008. Methods : We searched Pubmed, KSI, KERIS, KMBASE, and National assembly library using "Microcurrent Electrical Neuromuscular Stimulation" and classified the articles into subsets of foreign, Korean and wound healing, pain, relief, and increasing the range of movement(ROM). Also we evaluated their values according to the Jadad scale. Results : A total of 18 articles (Foreign-9, Korean-9) reconfirmed that MENS reduces pain, increases wound healing, ROM, and strength of muscle. In addition, MENS has effect on stress-hormone and various pain like low back pain, acute lateral epicondylitis, and plantar fascitis. And there are various styles developed. However, there is no standard protocol so the user is usually in trouble at clinic. Conclusions : MENS may be have application to various pain diseases, and further studies analysing its effectiveness are needed.

Nonlinear transient analysis of FG pipe subjected to internal pressure and unsteady temperature in a natural gas facility

  • Soliman, Ahmed E.;Eltaher, Mohamed A.;Attia, Mohamed A.;Alshorbagy, Amal E.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제66권1호
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    • pp.85-96
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    • 2018
  • This study investigates the response of functionally graded (FG) gas pipe under unsteady internal pressure and temperature. The pipe is proposed to be manufactured from FGMs rather than custom carbon steel, to reduce the erosion, corrosion, pressure surge and temperature variation effects caused by conveying of gases. The distribution of material graduations are obeying power and sigmoidal functions varying with the pipe thickness. The sigmoidal distribution is proposed for the 1st time in analysis of FG pipe structure. A Two-dimensional (2D) plane strain problem is proposed to model the pipe cross-section. The Fourier law is applied to describe the heat flux and temperature variation through the pipe thickness. The time variation of internal pressure is described by using exponential-harmonic function. The proposed problem is solved numerically by a two-dimensional (2D) plane strain finite element ABAQUS software. Nine-node isoparametric element is selected. The proposed model is verified with published results. The effects of material graduation, material function, temperature and internal pressures on the response of FG gas pipe are investigated. The coupled temperature and displacement FEM solution is used to find a solution for the stress displacement and temperature fields simultaneously because the thermal and mechanical solutions affected greatly by each other. The obtained results present the applicability of alternative FGM materials rather than classical A106Gr.B steel. According to proposed model and numerical results, the FGM pipe is more effective in natural gas application, especially in eliminating the corrosion, erosion and reduction of stresses.

오스테나이트계 STS 304강의 해수 내 전기화학적 특성에 미치는 캐비테이션의 영향 (Effect of cavitation for electrochemical characteristics in seawater for austenitic 304 stainless steel)

  • 김성종;이승준;정상옥
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권5호
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    • pp.484-492
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    • 2013
  • 세계 각국은 산업 고도화에 따라 해수환경에 내식성, 내마모성을 갖는 재료에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히 표면이 미려하고 내식성이 강한 스테인리스강은 선박, 해양 플랜트 및 조류발전 등 다양한 산업분야에 널리 사용되고 있다. 그러나 해양환경에서 $Cl^-$ 이온에 의한 부식 손상과 고속회전에 따라 캐비테이션 손상이 발생하기 쉽다. 따라서 이 연구에서는 해수 내 빠른 유속 환경에 사용되는 304 스테인리스강에 대해 캐비테이션 침식-부식실험을 실시하여 외부 조건이 스테인리스강의 내식성에 미치는 영향을 종합 분석하였다. 캐비테이션이 발생된 조건에서 워터캐비테이션 피닝효과에 의한 시험편 내에 압축잔류응력 형성으로 높은 경도를 나타냈으나, 물리적 충격으로 인한 산화피막 파괴로 동전위 분극 실험에서는 높은 전류밀도를 나타냈다. 따라서 해수 내 캐비테이션에 대한 저항성을 향상시키기 위해서는 전기화학적 특성뿐만 아니라 기계적 특성도 복합적으로 고려한 재료의 선택이 필요하다.

헤비사이드 강화를 이용한 구조물의 아이소-지오메트릭 위상 최적설계 (Isogeometric Topological Shape Optimization of Structures using Heaviside Enrichment)

  • 안승호;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.79-87
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    • 2013
  • 레벨셋방법과 헤비사이드 강화를 이용한 아이소-지오메트릭 위상최적설계 방법을 개발하였다. 레벨셋 방법에서는 초기해석영역은 고정되어 있으며 경계는 레벨셋 함수값을 이용한 암시적인 동적 경계로 표현되며, 이는 복잡한 위상적 변화를 용이하게 표현할 수 있게 한다. 헤비사이드 강화는 기존의 기저함수에 내부 경계를 표현하는 강화 함수를 더함으로써 아이소-지오메트릭 해석법의 정밀도를 향상시킨다. 제안된 위상 최적설계 방법은 다음과 같은 이점을 갖는다. 아이소-지오메트릭 해석법을 이용하여 정밀한 기하 형상을 얻을 수 있으며 텐서 곱을 이용하여 정의된 패치의 한계를 헤비사이드 강화를 이용함으로써 해결할 수 있다. 단일 패치를 사용함으로써 연속적인 응력 분포를 얻어낼 수 있을 뿐 아니라 불연속적인 변위장 또한 표현해 낼 수 있다. 레벨셋 방법론이 암시적 동적 경계를 잘 표현하기 때문에 이를 이용하여 헤비사이드 강화를 이용한 아이소-지오메트릭 해석법에서 위상의 변화를 잘 표현해 낼 수 있다.

고 세장비 표면주름을 가진 마이크로 폴리머 헤어 제작 (Fabrication of High-Aspect-Ratio Microscale Polymer Hairs Having Surface Wrinkles)

  • 박상후;김성진;박희진;이주철;신보성
    • 폴리머
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    • 제37권1호
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    • pp.1-4
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    • 2013
  • 본 연구에서는 스탬프와 레진의 접촉-인장 방법을 이용하여 고 세장비를 가지는 폴리머 마이크로 헤어를 제작하는 공정을 제안하였다. 또한 광경화시 수축방향에 따라 마이크로 헤어에 표면주름이 다르게 생성되는 것을 실험적으로 관찰하였으며, 헤어의 직경이 $20{\mu}m$ 부근일 때, 일정한 패턴을 가진 표면주름이 제작되었다. 이 직경에서 스탬프와 레진의 접합력보다 수축력이 더 크게 되어 광경화 도중에 레진이 스탬프에서 분리되면서 단방향의 수축을 유도하게 되어 일정한 간격의 주름이 발생하는 것으로 사료된다. 본 연구의 기초결과를 이용하여, 향후 균일한 표면주름을 가지는 다양한 형태의 마이크로 폴리머 헤어를 제작할 수 있을 것으로 사료되며, 생체모사, 열전달 및 촉매 촉진과 같은 표면적과 관련된 기술 등 다양한 분야에 응용이 가능할 것으로 사료된다.