콘크리트 내부에 존재하는 공극(void)의 공간적 분포는 콘크리트의 역학적, 물리적 거동에 큰 영향을 미친다. 따라서 콘크리트 재료 물성의 파악과 건정성 평가를 위해 내부에 존재하는 공극의 분포 상태를 파악하는 것은 매우 중요하다. 콘크리트에는 육안으로 보이는 재료 표면의 공극 이외에도 내부 공극이 존재한다. 본 연구에서는 경량골재 콘크리트의 공극 분포를 파악하기 위하여 micro CT(X-ray microtomography)를 활용하여 생성된 3차원 콘크리트 디지털 시편을 사용하였다. 흑백처리된 단면 이미지를 중첩하여 공극을 묘사할 수 있는 3차원 시편을 생성하였다. 공극의 분포 상태를 확률적으로 묘사하기 위하여 확률 분포 함수 two-point correlation function과 lineal-path function으로 분석하였다. 또한, 이미지 분석을 통해서 콘크리트 시편의 공극의 밀도 분포를 파악하였다. 콘크리트 내부에 있는 개별 경량 골재의 공극도 이미지 처리와 확률 분포함수를 사용하여 분석하였다. Micro CT와 3차원 이미지 분석 방법을 통하여 콘크리트 내부에 존재하는 공극의 분포 상태를 효과적으로 파악할 수 있음을 확인하였다.
This paper is aimed at determining the e-field distribution by apply voltage of air void, which can be generate air void in the XLPE cable for ultra high voltage. E-field distribution had an effect in XLPE due to the type and position of void, compared and studied. This method of analysis is based on the quasi-static electromagnetic 3D simulation program by boundary element method (BEM): Applied AC 3[kV], discretization of 2000 elements, 4 angular periodicity, The result of experiment indicate that E-field distribution appeared the highest levels on the void position of electrode 2[nm] outer boundary and shape of the smallest inner angle in the void. This will serve to explain the XLPE cable degradation studied of possible, connected cable variation of position and shape of void effects to e-field concentration.
콘크리트는 대표적인 다상 재료로서, 재료를 구성하는 각 성분의 공간적 분포는 콘크리트의 특성에 큰 영향을 미친다. 콘크리트에 존재하는 공극(void)은 콘크리트의 강도 및 투수성에 큰 영향을 주는 요인으로서, 콘크리트의 재료 물성의 파악을 위해 내부 공극의 분포를 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 투수 콘크리트의 공극 분포 분석을 위해서 CT(computed tomography)로부터 얻은 단면 이미지를 중첩하여 3차원 콘크리트 디지털 시편을 생성, 공극 분포를 시각화(visualization)하였다. 공극 분포 상태를 확률적으로 묘사하기 위하여 확률 분포 함수들(two-point correlation function, lineal-path function과 two-point cluster function)을 사용하여 투수 콘크리트 디지털 시편의 공극 분포를 분석하였다. 그 결과, CT와 확률 분포 함수를 이용한 3차원 이미지 분석 방법을 통하여 투수 콘크리트 내부에 존재하는 공극의 공간적 분포에 대한 연속성, 투수성 및 이방성을 효과적으로 파악할 수 있음을 확인하였다.
대표적인 다상 재료인 콘크리트는 구성 성분의 공간적 분포에 의해 재료 특성이 큰 영향을 받는다. 특히 공극(void)은 콘크리트의 특성에 큰 영향을 주는 요인으로서, 콘크리트 내부에 분포하는 공극의 공간적 분포를 파악하는 것은 재료의 특성을 이해하는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 콘크리트 내부에 존재하는 경량 골재의 공극 분포 분석을 위해서, CT(computed tomography)로부터 얻은 단면 이미지를 활용하여 생성된 3차원 경량 골재 이미지를 활용하여 공극 분포를 시각화(visualization)하였다. 방향에 따른 3차원 경량 골재 내부의 공극 분포 상태를 정성적으로 묘사하기 위해서 확률 분포 함수인 두점 상관함수(two-point correlation function)를 사용하여 공극의 공간적 분포 경향을 구(sphere)에 표현하였다. 또한 방향에 대한 골재의 강성도(stiffness)를 계산하여 각 방향에 따른 골재의 역학적 물성치 분포 변화를 확인하였다. 각 방향으로의 확률 분포 함수로 표현된 공극 분포와 강성도 분석함으로서 CT 이미지를 통한 공극 분포 특성 분석 및 경량 골재의 역학적 특성을 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 저차원 확률 함수를 사용하여 연속적인 선형 공극비 기울기를 갖는 기능경사재료 형태의 가상 시편을 제작하였다. 실제 물 시멘트 비가 다른 두 종류 시멘트 풀 시편의 X-선 CT 단면 이미지를 통해 3차원 공극 분포 모델을 제작하여 이를 기반으로 가상 시편을 제작하였다. 가상 시편이 두 실제 시편 사이에 위치하도록 공극 분포 특성을 저차원 확률 함수와 공극비 기울기로 구성하였다. 공극 분포의 기울기는 연속적인 형태의 수직 방향의 선형 공극비 기울기로 구현하며, 이를 위해 확률적 최적화의 목적 함수로 저차원 확률 함수와 공극비 기울기에 관한 함수를 사용하였다. 가상 시편 내 공극 분포 특성 확인을 위해 본 연구에서는 투기율 분석을 유한요소해석을 통해 수행하였다. 공극 분포 특성과 투기율 해석 결과를 비교하여 가상 시편이 갖는 공극 분포 특성이 투기율에 미치는 영향을 확인하고, 투기율의 실제 실험 결과와 해석 결과의 비교를 통해 해석 결과의 타당성을 입증하였다.
This study is to investigate the v-t characteristics gained by means of the Weibull distribution and to analyze the characteritics of fatigue breakdown caused by the A-C voltage of cross-linked polyethylene with and without void. By the results, it has in most cases reveald deteriorative breakdown in case of none-void, and that random breakdown or complex Weibull distribution of deteriorative breakdown and random breakdown in case of with void.
An experimental investigation has been conducted to determine the flow pattern for two-component , two-phase mixtures which flow vertically upwards in concentric annuli based on the measurement for the local void fraction and the distribution of the local void fraction in various radial locations in the annular gap. The annular test section consists of a lucite outer tube whose inside diameter is 38mm and a stainless steel rod, The rod diameter is either :2mm,16mm or 20mm. It is demonstrated that the probability density function of the fluctuations in void fraction may be used as an flow pattern indicator and the local void fraction distribution depends on the flow pattern and radial location in the annular passage.
3종의 입상체시료를 대상으로 공극비의 빈도분포, 상대밀도 전단강도 등에 대한 시험연구결과 (1) 유리알의 경우 공극비의 빈도분포는 Shahinpoorl가 제안한 음의 지수분포에 접근하며 입자의 모양은 구형에서 각형의 순으로 변화되는 반면에 조밀한 공극의 빈도는 감소하며 Beta분포로서 잘 나타냈다. (2) 전 시료에서 공극비의 표준편차는 시료의 상대밀도와 입자의 구형성이 감소함에 따라 증가하였다. (3) 전단강도는 평균공극비와 표준편차의 함수일 뿐만 아니라 공극비 분포의 확율밀도함수이다. (4) 공극비는 정도분포가 조밀한 공극쪽으로 기울수록 시료의 전단강도는 더 크며 이의 역도 또한 같다.
In this paper, the 3 dimensional surface charge method is applied to calculate electric fields distribution inside a general and an optimal model of GIS with a metal impurity and a void respectively. We know the optimal model can reduce tangential electric fields at solid insulator surface to 70% of the general model and infulence fields distribution near a metal impurity. Meanwhile, we find the optimal model does not decrease field distribution inside a void in the insulator.
보드의 기계적 성질에 영향을 미치는 공극에 대하여 공극을 두가지로 분류하고 밀도에 따른 오에스비의 내부 공극구조의 특성에 대하여 살펴보고자 하였다. 스트랜드보드의 내부공극을 X-ray 단층촬영기로 측정하고 이미지분석 소프트웨어를 사용하여 밀도에 따른 공극의 분포와 공극의 함유량을 조사하였다. 측정 전에 보드의 밀도를 밀도측정기와 전건법으로 측정하였으며 이 두 방법에 의해 측정된 결과는 아주 높은 상관관계를 보여주었다. X-ray를 서로 다른 배율로 조사하여 획득한 이미지를 바탕으로 분석한 결과, 저해상도에서는 스트랜드간의 공극(macro-void)의 측정이 가능하나 스트랜드내의 미세공극(micro-void)은 이미지획득이 불가능하였다. 중해상도에서는 두가지 형태 모두의 이미지 획득이 가능하였고, 고해상도에서는 대부분의 미세공극 이미지의 획득이 가능하였다. 저배율을 채택하여 스트랜드간의 공극을 측정하고 스트랜드내의 미세공극은 관련식을 이용하여 추정하였다. 이를 통해 보드내부에 존재하는 스트랜드간의 공극분포를 파악할 수 있었으며 그 공극의 함유비율을 정확하게 산정할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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