• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권2호
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• pp.191-210
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• 2012

The Force Density Method (FDM) is a well known and extremely versatile tool in form finding of cable nets. In its linear formulation such method makes it possible to find all the possible equilibrium configurations of a net of cables having a certain given connectivity and given boundary conditions on the nodes. Each singular configuration corresponds to an assumed force density distribution. Its improvement as Non-Linear Force Density Method (NLFDM) introduces the possibility of imposing assigned relative distances among the nodes, the tensile level in the elements and/or their initial undeformed length. In this paper an Extended Force Density Method (EFDM) is proposed, which makes it possible to set conditions in terms of given fixed nodal reactions or, in other words, to fix the positions of a certain number of nodes and, at the same time, to impose the intensity of the reaction force. Through such extension, the (EFDM) enables us to deal with form findings problems of cable nets subjected to given constraints and, in particular, with mixed structures, made of cables and struts. The efficiency and the robustness of method are assessed through comparisons with other form finding techniques in dealing with characteristic applications to the prestress design of cable systems. As a further extension, the EFDM is applied to structures having some parts not yet geometrically defined, as can happen in designing new creative forms.

• 한국안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.20-28
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• 2005

In this paper, the methodology for the reliability estimation of buried pipeline with longitudinal gouges and dent is presented and the limit state of buried pipeline is formulated by failure assessment diagram(FAD). The reliability of buried pipeline with defects has been estimated by using a theory of failure probability. The failure probability is calculated by using the FORM(first order reliability method) and Monte Carlo simulation. The results out of two procedures have been compared each other. It is found that the FORM and Monte Carlo simulation give similar results for varying boundary conditions and various random variables. Furthermore, it is also recognized that the failure probability increases with increasing of dent depth, gouge depth, gouge length, operating pressure, pipe outside radius and decreasing the wall thickness. And it is found that the analysis by using the failure assessment diagram gives highly conservative results than those by using the theory of failure probability.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.24-29
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• 1993

초기 선형을 생성하는 과정은 대개 3가지로서 유사선으로 부터 얻는 법, 계열시험 결과로 부터 얻는 법, 주어진 조건을 만족하도록 처음부터 선형을 생성하는 법 등으로 생각할 수 있다. 본 연구에서는 마지막 방법을 택하여 초기 선형을 선형 설계자에게 익숙한 형상계수들을 이용하여 얻고자 하였다. 즉 최소화한 몇 가지의 형상계수를 이용하여 기본 곡선등을 전산기 화면에서 생성하고 이를 제어함으로 선형을 생성하거나 수정하고자 하였다. 곡선을 수학적으로 표시하기 위하여 다항식과 B-Spline 곡선을 사용하였다. 먼저 정면도를 얻기 위하여 5가지의 기본 곡선을 정의하고 이를 얻는 과정을 보였다. Centerline Contour는 B-Spline을 이용하여 생성하였고 정면도와 결합하여 수선(Water Line)을 생성하는 과정을 설명하였다. 이 과정에서 좀더 순정된 결과를 얻기 위해 2가지의 곡선이 제안되었으며 실선에 적용한 결과를 보이고 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.180-190
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• 2003

실수축 상의 적분 방법에 의한 정확한 closed-form 그린함수를 이용하여 코플래너 도파로의 불연속에 대한 공간영역 full-wave 해석을 하였다. MPIE(Mixed Potential Integral Equation)를 풀기 위한 수치계산 방법으로는 삼각형 요소를 이용한 갤러킨 방법을 사용하였다. 경계면에서 삼각형 요소상의 기저함수로는 선형함수를 사용하였으며, 관측점과 전원점이 일치하는 특이점 근방의 적분 계산을 위해 면적분을 선적분 형태로 바꾸어 피적분 함수의 특이점이 사라지도록 하는 해석적인 방법을 사용하였다. 실수축 적분방법에 의한 그린함수를 이용함으로써 불연속에 대한 정확한 특성을 구하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.35-47
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• 1996

포텐셜을 기저로 하는 판요소법을 사용하여 자유 표면이 존재하는 유동장에서 일정 속도로 전진하는 3차원 물체의 형상을 설계하였다. 설계 방법으로는 원하는 압력 분포를 경계 조건으로 부여하고 이를 만족하는 물체 형상을 찾아내는 역해석법(inverse method)을 사용하였다. 즉, 주어진 압력으로부터 물체 표면에 분포된 법선 다이폴의 세기인 포텐셜 값을 결정하게 되며, 이는 물체 표면에 대한 Dirichlet형태의 경계 조건으로서 Green의 정리로부터 유도된 적분 방정식을 해석하게 된다. 전체 속도 포텐셜은 기본 유동인 선속에 대한 성분과 선제에 의하여 교란되는 성분으로 구성되어진다고 가정하였으며, 교란 포텐셜을 사용하여 선형화된 자유 표면 경계 조건을 적용하였다. 적분 방정식에 대한 수치 해석을 위해 물체 표면에 법선 다이폴과 Rankine 쏘오스를 분포하였으며, 자유 표면에는 Rankine 쏘오스를 분포하고 4점 유한 차분법을 사용하여 자유 표면 경계 조건이 만족되도록 하였다. 해로서 얻어지는 각 판요소에서의 Rankine 쏘오스의 세기는 가상의 유동 출입량으로서 형상 수정항으로 사용되었다. 몰수 회전 타원체의 형상 설계에 대하여 본 설계법을 적용한 결과 무한 수심에서나 조파 상태에서 $4{\sim}6$회의 반복 계산으로 충분히 수렴된 해를 얻을 수 있었다. 또한 자유 표면을 가르고 전진하는 Wigley 수학적 선형에 대한 형상 설계를 수행하여 만족스러운 결과를 얻어내었으며, 얻어진 수치해는 매우 안정적이고 빠른 수렴성을 보였다. 선형의 우열 비교를 통해 조파 저항을 감소시킬 수 있는 압력 분포의 형태를 파악하였으며, 이를 바탕으로 조파 저항의 관점에서의 5500TEU급 콘테이너 운반선의 설계를 수행하였다. 설계되어진 새로운 선형은 조파 저항의 관점에서 기존의 선형보다 계산과 실험에서 모두 우수하게 개량된 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국주조공학회지
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• 제29권6호
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• pp.270-276
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• 2009

After casting button-type small ingots of ternary Fe-Mn-S alloys which had three different Mn/S ratios (1, 5 and 70) in a vacuum arc furnace, the effect of the ratio on the sulfide formation was investigated. In case of the Mn/S ratio of 1, if alloy composition was located in an iron-rich corner on a Fe-Mn-S ternary phase diagram, only duplex MnS-FeS sulfide films were observed in the grain boundary. If the alloy composition was located in the miscibility gap area of the phase diagram, primary globular dendritic sulfides and dendritic sulfide slags were generated within the grain and tubular monotectic sulfides were also detected in the grain boundary. When the Mn/S ratio was 5, if the alloy composition was in the iron-rich corner, only bead-like sulfides were generated. On the other hand, if the composition was in the miscibility gap area, globular dendritic sulfides and dendritic sulfide slags were generated in the form of primary sulfide inclusions and rod-like eutectic sulfides were observed in the grain boundary. Especially, if the contents of Mn and S increased more in the miscibility gap area of the phase diagram, primary globular sulfides containing iron intrusions were observed. In case of Mn/S ratio of 70, if the contents of Mn and S was decreased in the Fe corner of the phase diagram, only bead-like sulfides were observed in the grain boundary. Despite the composition was outside the miscibility gap area of the phase diagram, if the contents of Mn and S increased, clusters of fine sulfide particles as well as fine spherical primary monophase sulfides were observed in the grain boundary.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.536-543
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• 2001

고강도콘크리트를 시스템 거푸집 공법에 적용하는데 있어 거푸집 탈형시기가 일반 거푸집과 비교하여 상대적으로 빠르기 때문에 공기단축을 위해서는 조기재령에서의 압축강도 발현성상을 파악하는 것이 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 양생온도별 배합조건에 따른 고강도콘크리트의 응결성상 및 시스템 거푸집 탈형이 이루어지는 조기재령에서의 압축강도 발현성상을 비교.분석함으로써 실제 건설생산현장에서 고강도콘크리트를 시스템 거푸집공법에 적용하는데 있어 거푸집 탈형시점에 대한 정량적인 판단기준을 확립할 수 있는 기초적 자료를 제시하고자 한다. 본 실험결과 슬립폼 공법을 적용하는데 있어 필수적인 조기강도 확보를 위한 양생온도 범위 및 배합조건을 알 수 있었고, 조기재령에서의 압축강도 발현성상 고찰을 통해 시스템 거푸집 탈형시점을 결정하는데 있어 기초자료를 제시할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.262-270
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• 1987

본 논문에서는 Eulerian 좌표축에서 온도 경계층과 혼합된 비정상 경계층 유 동을 효과적으로 다룰 수 있는 좌표변환 방법과 수치해석 방법을 도입하였다. 이전 의 수치적 방법들은 축차적이며, 뒷정체점 부근의 경계층 두께가 시간과 더불어 지수 적으로 증가하므로, 격자점의 수를 경계층 두께의 증가에 따라 상당히 늘려 주어야 된 다. 그러나 여기에서는, 격자점의 수를 무리하게 늘릴 필요가 없으며 일반적인 비선 형 차분방정식을 정확도를 떨어뜨리지 않고 선형화시킴으로써 비축차적인 수치해들이 허용된다. 이런 선형화 방법은 Beam & Warming에 의해 최초로 압축성 Navier-Stokes 방정식에 사용되었고, Orlandi & Ferziger, Kim & Chang에 의해 경계층 유동에 확장되 었다.또한 뒷정체점 부근에서 경계층 두께의 증가로 인한, 격자점 증가의 필요를 피하기 위하여, 몇 가지 서로 다른 종류의 변환변수들을 시간과 공간에 따라 선별적으 로 사용하여 수치적인 경계층 두께가 거의 일정하도록 만들었다. 이와 같은 변환변 수들은 또한 쌍-포물선형인 현 지배방정식의 초기조건들을 쉽게 구할 수 있도록 허용 해 준다.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제1권2호
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• pp.119-124
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• 1997

Cloud streets were successfully simulated by numerical model (RAMS) including an isolated mountain near the coast, large sensible heat flux from the sea surface, uniform stratification and wind velocity with low Froude number (0.25) in the inflow boundary. The well developed cloud streets between a pair of convective rolls are simulated at a level of 1 km over the sea. The following five results were obtained: 1) For the formation of the pair of convective rolls, both strong static instability and a topographically induced mechanical disturbance are strongly required at the same time. 2) Strong sensible heat flux from the sea surface is the main energy source of the pair of convective rolls, and the buoyancy caused by condensation in the cloud is negligibly small. 3) The pair of convective rolls is a complex of two sub-rolls. One is the outer roll, which has a large radius, but weak circulation, and the other is the inner roll, which has a small radius, but strong circulation. The outer roll gathers a large amount of moisture by convergence in the lower marine boundary, and the inner roll transfers the convergent moisture to the upper boundary layer by strong upward motion between them. 4) The pair of inner rolls form the line-shaped cloud streets, and keep them narrow along the center-line of the domain. 5) Both by non-hydrostatic and by hydrostatic assumptions, cloud streets can be simulated. In our case, non-hydrostatic processes enhanced somewhat the formation of cloud streets. The horizontal size of the topography does not seem to be restricted to within the small scale where non-hydrostatic effects are important.