• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.94-103
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• 2016

액체로켓엔진에서의 재생냉각 채널은 높은 온도의 연소가스로부터 연소실 내벽을 효율적으로 냉각하기 위해 사용되며, 냉각채널 설계를 위해서는 열전달 특성과 압력손실 특성을 미리 예측하여야 한다. 본 연구에서는 서로 다른 형상을 갖는 5개의 냉각채널을 설계하고, 커터와 엔드밀로 채널을 제작하였다. 채널을 흐르는 유속과 후단 압력조건을 달리하여 가공방법, 채널 형상, 유동조건에 따른 압력손실을 실험적으로 측정하여 해석결과와 비교를 수행하였다. 동일 형상 및 유동조건에서 커터로 가공된 채널이 엔드밀로 가공된 채널보다 압력손실이 적었다. 또한 채널 형상, 유동조건에 따라 실험결과와 해석결과의 압력손실 비가 달라짐을 확인할 수 있었다.

• Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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• 제2권2호
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• pp.111-125
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• 2015

For engineers, generating a mesh in porous media (PMs) sometimes represents a smaller computational load than generating realistic stent geometries with computer fluid dynamics (CFD). For this reason, PMs have recently become attractive to mimic flow-diverter stents (FDs), which are used to treat intracranial aneurysms. PMs function by introducing a hydraulic resistance using Darcy's law; therefore, the pressure drop may be computed by test sections parallel and perpendicular to the main flow direction. However, in previous studies, the pressure drop parallel to the flow may have depended on the width of the gap between the stent and the wall of the test section. Furthermore, the influence of parameters such as the test section geometry and the distance over which the pressure drops was not clear. Given these problems, computing the pressure drop parallel to the flow becomes extremely difficult. The aim of the present study is to resolve this lack of information for stent modeling using PM and to compute the pressure drop using several methods to estimate the influence of the relevant parameters. To determine the pressure drop as a function of distance, an FD was placed parallel and perpendicular to the flow in test sections with rectangular geometries. The inclined angle method was employed to extrapolate the flow patterns in the parallel direction. A similar approach was applied with a cylindrical geometry to estimate loss due to pipe friction. Additionally, the pressure drops were computed by using CFD. To determine if the balance of pressure drops (parallel vs perpendicular) affects flow patterns, we calculated the flow patterns for an ideal aneurysm using PMs with various ratios of parallel pressure drop to perpendicular pressure drop. The results show that pressure drop in the parallel direction depends on test section. The PM thickness and the ratio of parallel permeability to perpendicular permeability affect the flow pattern in an ideal aneurysm. Based on the permeability ratio and the flow patterns, the pressure drop in the parallel direction can be determined.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.804-811
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• 2019

본 연구는 매체형 전동밀(전동 볼 밀)에서 매체선정에 관한 공정조건 최적화를 위하여, 직경과 재질이 각각 다른 3가지 종류의 분쇄매체를 이용, 매체의 움직임을 실제 촬영하고 DEM 시뮬레이션을 병행하여 비교 연구하였다. 시뮬레이션에서는 밀의 회전속도, 매체의 재질, 매체의 운동속도, 매체와 포트 벽면과의 마찰계수 등을 실제 실험조건과 동일하게 조건을 맞추었다. 다양한 종류의 분쇄매체의 움직임을 실제 촬영된 사진 및 시뮬레이션에서 해석된 스냅샷 사진 위에, 본 연구에서 정의한 분쇄장을 설정하여 해석함으로써 그 값을 정량적으로 측정하였다. 또한, 정량적으로 측정된 값과 분쇄시료의 변화된 모습을 관찰하여 그 상관관계를 검토하였다. 따라서 특정 실험조건에서 분쇄장에 가장 큰 영향을 주는 분쇄매체의 최적화를 제언 하고자 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권1호
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• pp.1-9
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• 2021

In the present study, the model-scale Propeller Open Water (POW) tests for the propeller of 176K bulk carrier and 8600TEU container ship were conducted through Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation. In order to solve the incompressible viscous flow field, the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RaNS) equations were employed as the governing equations. The γ-Reθ(gamma-Re-theta) transition model combined with the SST k-ωturbulence model was introduced to describe the laminar-turbulence transition considering the low Reynolds number of model-scale. Firstly, the flow simulation developing over a flat plate was performed to verify the transition modeling, in which the wall shear stresses were compared with experiments and other numerical results. Then, to investigate the effect of the model, the CFD simulation for the POW test was performed and the simulated propeller performance was validated through comparison with the experiment conducted at Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO).

• 대한조선학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.243-252
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• 2021

The present study aims to investigate the interaction of a wire-type turbulence stimulator and the laminar boundary layer on a flat plate by flow field measurement. For the towing tank tests, a one-dimensional Laser Doppler Velocimetry (LDV) attached on a two-axis traverse was used to measure the streamwise velocity component of the boundary layer flow in zero pressure gradient, disturbed by a turbulence stimulator. The wire diameter was 0.5 and 1.0 mm according to the recommended procedures and guidelines suggested by the International Towing Tank Conference. Turbulence development by the stimulator was identified by the skin friction coefficient, mean and Root Mean Square (RMS) of the streamwise velocity. The laminar boundary layer with the absence of the wire-type stimulator was similar to the Blasius solution and previous experimental results. By the stimulator, the mean and RMS of the streamwise velocity were increased near the wall, showing typical features of the fully developed turbulent boundary layer. The critical Reynolds number was reduced from 2.7×10⁵ to 1.0×10⁵ by the disturbances caused by the wire. As the wire diameter and the roughness Reynolds number (Rek) increased, the disturbances by the stimulator increased RMS of the streamwise velocity than turbulent boundary layer.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.39-50
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• 2011

흙막이 가시설 공사에 사용되는 H-pile은 철거의 어려움으로 공사 완료 후 그대로 지중에 사장되거나 사용 후 인발된다. 이때 H-pile 외부에 공동이 있을 경우 지반 변형을 일으키게 된다. 본 연구의 목적은 H-pile을 이용한 흙막이 구조물 조성 시 천공 후 공동 충진을 용이하게 할 수 있고, H-pile 회수 시 마찰을 최소화하는 채움재 개발에 있다. 일차시험에서는 연구 목적을 만족하는 배합비를 선정하기 위해 수행되었고, 이차시험에서는 사용재료와 철판의 전단시험으로 인발 시 적용성을, 압밀시험을 통해 공동 충진 시 적용성을 평가하였다. 시험결과 유동화 채움재로서 우수한 성질을 보이는 배합은 벤토나이트를 기준으로 물 350%~450%, 시멘트 70%~100%, 모래 70%~100%가 포함된 배합으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권7호
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• pp.13-21
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• 2006

최근 보강토는 토지활용의 극대화 방법의 일환으로 토목구조물에 다양하게 이용되고 있다. 일반적으로 보강토를 축조하는 과정에서 높이 약 $20{\sim}50cm$ 내외로 다짐을 실시하고 있으며, 이러한 다짐과정에서 기계진통이 보강토에 영향을 미치고 있는 상태이다. 본 연구에서는 토목섬유(부직포)로 보강된 화강풍화토에 대한 정적하중 및 동적하중에 의한 비압밀비배수 삼축압축시험을 실시하여 무보강 및 보강화강풍화토의 응력-변형특성 등에 대한 분석을 실시하였다. 즉 비압밀비배수 조건하에서 토목섬유로 보강된 화강풍화토의 전단장도는 주로 점착력성분 증가는 뚜렷하게 나타났으며, 내부마찰각 성분의 증가는 무보강에 비해 다소 작게 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권3호
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• pp.259-276
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• 2024

The undrained shear strength is widely acknowledged as a fundamental mechanical property of soil and is considered a critical engineering parameter. In recent years, researchers have employed various methodologies to evaluate the shear strength of soil under undrained conditions. These methods encompass both numerical analyses and empirical techniques, such as the cone penetration test (CPT), to gain insights into the properties and behavior of soil. However, several of these methods rely on correlation assumptions, which can lead to inconsistent accuracy and precision. The study involved the development of innovative methods using extreme gradient boosting (XGB) to predict the pile set-up component "A" based on two distinct data sets. The first data set includes average modified cone point bearing capacity (q_t), average wall friction (f_s), and effective vertical stress (σ_vo), while the second data set comprises plasticity index (PI), soil undrained shear cohesion (S_u), and the over consolidation ratio (OCR). These data sets were utilized to develop XGBoost-based methods for predicting the pile set-up component "A". To optimize the internal hyperparameters of the XGBoost model, four optimization algorithms were employed: Particle Swarm Optimization (PSO), Social Spider Optimization (SSO), Arithmetic Optimization Algorithm (AOA), and Sine Cosine Optimization Algorithm (SCOA). The results from the first data set indicate that the XGBoost model optimized using the Arithmetic Optimization Algorithm (XGB - AOA) achieved the highest accuracy, with R2 values of 0.9962 for the training part and 0.9807 for the testing part. The performance of the developed models was further evaluated using the RMSE, MAE, and VAF indices. The results revealed that the XGBoost model optimized using XGBoost - AOA outperformed other models in terms of accuracy, with RMSE, MAE, and VAF values of 0.0078, 0.0015, and 99.6189 for the training part and 0.0141, 0.0112, and 98.0394 for the testing part, respectively. These findings suggest that XGBoost - AOA is the most accurate model for predicting the pile set-up component.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권8호
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• pp.37-44
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• 2013

지압형 앵커는 일본, 유럽 등에서 1950년대부터 안정성 및 경제성의 우수함이 인식되어 왔다. 하지만 국내에서 적용하고 있는 지압형 앵커는 쐐기체의 확장에 의한 지반의 마찰력만으로 설계 인장력을 발휘하는 구조적인 문제점을 지니고 있으며 공벽에 밀착시키는 방법이 마땅치 않아 지압력을 확인하기가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 지압력을 최대한 발휘할 수 있도록 확공지압형 앵커시스템을 개발하였다. 또한, 확공지압형 앵커의 인발특성을 평가하고 지압력에 의한 정착장 감소효과를 검증하기 위하여 현장시험을 수행하였다. 확공지압형 앵커에 대한 현장시험은 그라우팅 이전 가인장 상태와 그라우팅 후 본인장 상태에 대한 인발시험을 각각 수행하여 인발저항력을 확인하였으며 이를 마찰형 앵커의 인발시험 결과와 비교 분석하였고, 범용 유한요소해석 프로그램인 PLAXIS-2D를 이용한 정착부 상세 모델링을 통하여 가인장 시 정착부에서의 지압효과에 대한 검증을 수행하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.111-118
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• 2018

단층 등 취약지반 조건에서의 터널굴착 시 터널천단 및 측벽변위의 억제를 목적으로 하는 각부보강공이 일반적으로 적용되고 있으며, 터널 단면증가 변화율에 따른 각부보강공 설치각도 및 길이를 고려한 지보안전성 확인을 위한 주요 인자로서 내공변위 천단침하 각부침하 각부축력 등의 여러 응력변위 특성 변수들이 있다. 이러한 굴착중 안전성확인을 위한 변수들에 대한 검토 결과, 우각부 침하영향성이 단면증가율 보다 더 큰 변위경향을 보이는 가장 중요한 중점관리 지배요소로 분석되었으며, 터널단면 증가 변화율에 대한 각 보강공 길이별 축력의 변화관점에서는 큰 연관성을 보여주지 못하는 터널단면 증가율 대비 작은 증가율을 나타냈다. 또한, 각부 보강공 축력의 발생경향은 터널 단면증가율보다 보강공 마찰지지 개념 메커니즘에 따른 거동 영향성을 보여주는 것으로 분석되었다. 본 연구결과, 일정한 길이의 각부 보강공이 선정될 경우 지반불량 구간에서의 터널 단면이 다소 대단면화하여도 무리하게 각부보강공의 길이를 연장시키지 않는 것이 시공성 및 경제성을 고려한 보다 더 합리적인 방법으로 판단된다.