• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.720-727
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• 2019

하이브리드 로켓 연소의 저주파수 연소불안정은 고체연료의 열적지연(Thermal Lag)과 경계층 유동 변화에 의한 열전달 진동의 공진에 의해 발생한다. 본 연구는 연료 표면 근처의 경계층 유동의 교란이 어떤 물리적 과정에 의해 발생하여 연소불안정으로 발달하는지를 실험적으로 확인하였다. 특히 산화제의 스월 분사는 연소 안정화에 매우 큰 기여를 하므로 스월 강도를 증가시키며 경계층의 변화와 연소불안정의 발생과정을 연구하였다. 경계층 섭동을 확인하기 위하여 연소 유동장을 가시화하였고 이미지에 대한 POD(Proper Orthogonal Decomposition) 분석을 시도하였다. 스월 강도가 증가할수록 500Hz 대역 고주파수 p', q'의 결합이 약해지며 열적지연과 유사한 주파수 특성을 갖는 Rayleigh Index의 섭동 발생도 약해져 경계층 진동의 발생이 점차 감소하는 것을 관찰하였다. 따라서 고주파수 p', q'의 주기적인 결합에 의한 축 방향 경계층 진동이 나타나면 열적지연 주파수와 공진에 의한 연소불안정이 발생함을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권9호
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• pp.2937-2952
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• 2021

A typical three-dimensional finite element model for a fuel assembly is established, which is composed of 16 monolithic U-10Mo fuel plates and Al alloy frame. The distribution and evolution results of temperature, displacement and stresses/strains in all the parts are numerically obtained and analyzed with a self-developed code of FUELTM. The simulation results indicate that (1) the out-of-plane displacements of Al alloy side plates are mainly attributed to the bending deformations; (2) enhanced out-of-plane displacements appear in fuel plates adjacent to the outside Al plates, which results from the occurred bending deformations due to the applied constraints of outside Al plates; (3) an intense interaction of fuel foil with the cladding occurs near the foil edge, which appears more heavily in the fuel plates adjacent to the outside Al plates. The maximum first principal stresses in the fuel foil are similar for all the fuel plates and appear near the fuel foil edge; while, the through-thickness creep strains of fuel foil in the fuel plate near the central region of fuel assembly are larger, and the induced creep damage might weaken the fuel skeleton strength and raise the fuel failure risk.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.331-340
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• 2021

본 논문은 비예측 극한하중인 폭발하중에 노출된 RC building 구조물의 폭발손상평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 효율성 및 정확성을 높이기 위해, 폭발하중에 대한 정의, 유체-구조 연성을 위한 Euler-Lagrange 커플링 기법 적용, 그리고 고변형률 속도가 고려된 콘크리트 및 강재 재료구성모델이 제안된다. 특히 효율적인 폭발하중 정의를 위해, Euler-FCT 기법을 통하여 TNT 질량에 따른 시간별 압력하중 데이터가 확보되고, 이는 RC building 구조물 총 7 지점의 폭발위치에 적용되며, ANSYS-AUTODYN 솔버에 연결되어 수치 시뮬레이션이 수행된다. 해석결과, TNT 질량 및 폭발 위치에 따라 손상 차이가 발생하였으며, 먼저 TNT 질량 20 kg 일 경우 3 곳의 폭발손상 지점에서 주부재 중 슬래브에서만 중간 및 가벼운 손상이 발생되었고, TNT 질량 100 kg 일 경우 5 곳의 폭발손상 지점 중 3 곳은 슬래브 및 보 부재에서 중간 손상이 발생되었으며, 2 곳은 슬래브에서 심각한 손상이 발생되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제23권6호
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• pp.641-651
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• 2019

The stochastic stability control of the parameter-excited vibration of an inclined stay cable with multiple modes coupling under random and periodic combined support disturbances is studied by using the direct eigenvalue analysis approach based on the response moment stability, Floquet theorem, Fourier series and matrix eigenvalue analysis. The differential equation with time-varying parameters for the transverse vibration of the inclined cable with control under random and deterministic support disturbances is derived and converted into the randomly and deterministically parameter-excited multi-degree-of-freedom vibration equations. As the stochastic stability of the parameter-excited vibration is mainly determined by the characteristics of perturbation moment, the differential equation with only deterministic parameters for the perturbation second moment is derived based on the $It{\hat{o}}$ stochastic differential rule. The stochastically and deterministically parameter-excited vibration stability is then determined by the deterministic parameter-varying response moment stability. Based on the Floquet theorem, expanding the periodic parameters of the perturbation moment equation and the periodic component of the characteristic perturbation moment expression into the Fourier series yields the eigenvalue equation which determines the perturbation moment behavior. Thus the stochastic stability of the parameter-excited cable vibration under the random and periodic combined support disturbances is determined directly by the matrix eigenvalues. The direct eigenvalue analysis approach is applicable to the stochastic stability of the control cable with multiple modes coupling under various periodic and/or random support disturbances. Numerical results illustrate that the multiple cable modes need to be considered for the stochastic stability of the parameter-excited cable vibration under the random and periodic support disturbances, and the increase of the control damping rather than control stiffness can greatly enhance the stochastic stability of the parameter-excited cable vibration including the frequency width increase of the periodic disturbance and the critical value increase of the random disturbance amplitude.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권6호
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• pp.241-246
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• 2018

This research addresses the improvement of tribo-systems, specifically regarding the reduction of friction and wear through tribo-coupling between tetrahedral amorphous carbon (ta-C) with different types of counterpart materials, namely bearing steel (SUJ2), tungsten carbide (WC), stainless steel (SUS304), and alumina ($Al_2O_3$). A second variable in this project is the utilization of different values of duct bias voltage in the deposition of the ta-C coating - 0, 5, 10, 15, and 20 V. The results of this research are expected to determine the optimum duct bias and best counter materials associated with ta-C to produce the lowest friction and wear. Results obtained reveal that the tribo-couple between the ta-C coating and SUJ2 balls produces the lowest friction coefficient and wear rate. In terms of duct bias changes, deposition using 5 V produces the most optimum tribological behavior with lowest friction and wear on the tribo-system. In contrast, the tribo-couple between ta-C with a WC ball causes penetration through the coating surface layer and hence high surface delamination. This study demonstrates that the most effective ta-C coating duct bias is 5 V associated with SUJ2 counter material to produce the lowest friction and wear.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6C호
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• pp.359-366
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• 2008

말뚝의 하중전이거동 및 변형특성 해석을 위해 하중전이함수법이 널리 사용된다. 본 연구에서는 말뚝-지반의 상효작용 즉, 지반의 연속성을 고려한 하중전이해석에 고찰하였으며, Mindlin 해를 이용하여 이를 고려함으로써 말뚝의 실제 거동에 보다 부합되도록 수정된 하중전이 해석방법을 제안하였다. 이를 통해 말뚝-지반 상호작용의 영향인자인 말뚝직경-지반계수의 비$(D/E_s)$과 주면마찰력-재하하중의 비$(R_s/Q)$를 고려할 수 있었다. 제안된 하중전이함수법의 타당성을 검증하기 위하여 현장재하시험 사례와의 비교분석 결과, 제안된 해석방법은 암반 근입 현장타설말뚝의 하중-침하 거동 및 하중전이특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.313-327
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• 2008

화재 발생 시 지하구조물의 열-역학상호거동이 정확히 고려되지 못하고 있으며, 이로 인해 일반적인 열전달 이론에 근거한 수치해석 시 화재로 인한 구조물의 손상정도가 과소 평가될 수 있는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 화재 발생 시 지하구조물의 열-역학 상호거동을 모사하기 위한 유한요소 기반의 수치모델을 새롭게 개발하였다. 특히, 화재로 인한 구조물의 단면 손실을 모사하기 위한 요소제거모델을 제안하였고 대류 경계조건을 적용하였다. 이때 요소 내의 최대 온도가 해석 시에 설정한 임계온도 이상이 되면 요소가 제거되도록 설정하였다. 모형 화재시험 결과와 해석 결과를 비교한 변수해석을 통하여, RABT와 RWS 화재 시나리오 조건에 대한 최적의 임계온도, 요소크기, 온도에 따른 대류열전달계수 조건 등을 제시하였다.

• 접착 및 계면
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• 제10권3호
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• pp.117-126
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• 2009

에폭시/산무수물 경화제계에 실리카를 필러로 사용하여 에폭시 접착제의 경화거동과 특성을 알아보았다. DSC와 stress rheometer를 이용하여 측정한 에폭시 수지의 경화거동에서는 승온 속도를 증가시키거나 등온에서 경화 온도가 높을수록 gelation 온도는 높아졌으나 경화도는 감소함을 확인하였다. 열 안정성은 실리카 간의 응집 및 수분으로 인해 미세한 질량 감소 차이 외에 실리카 함량에 따른 변화는 없는 것으로 나타났다. 실리카가 첨가된 경화물의 열팽창계수는 실리카를 30 wt% 첨가하였을 때 약 33%의 감소하여 $40ppm/^{\circ}C$ 임을 확인하였다. 동역학적인 물성은 필러를 첨가하지 않은 시편의 저장탄성률(2,377 MPa)에 비해 30 wt%의 실리카 함량이 첨가된 시편의 저장탄성률(3,909 MPa)은 약 60% 증가하였다. 실리카의 표면을 실란 커플링제로 처리한 시편의 경우 저장탄성률이 감소하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권8호
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• pp.47-59
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• 2016

얕은 기초의 회전거동은 지진 시 상부 구조물의 지진하중을 줄이는 효과적인 방법으로 대두되고 있다. 그러나 회전거동의 메커니즘에 대한 이해부족과 항복거동으로 인한 지반변형 때문에 시공에 적용되지 못하고 있다. 본 연구에서는 원심모형실험을 이용한 수평반복하중 실험을 통해 세장비가 다른 시스템의 근입된 얕은 기초의 회전거동 특성을 평가하였다. 실험결과를 통해 기초의 회전거동으로 인한 하부지반면의 원형현상을 관찰하였으며, 이로 인해 기초의 최대 전도모멘트가 기초의 극한 모멘트 지지력과 같아지는 것을 알 수 있었다. 기초 저면에서 관측된 토압변화를 통해 항복거동으로 인한 수평거동과 회전거동의 연결(coupling)과 분리(decoupling)현상을 볼 수 있었다. 또한 기초의 회전각이 증가할수록 지반의 비선형성과 에너지 감쇠가 커짐을 알 수 있었고, 근입된 기초의 극한 모멘트 지지력이 지표면에 놓인 기초의 극한 모멘트 지지력보다 더 커지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 기초의 회전거동을 이용한 내진 설계 시 보다 정확하고 적절한 기초의 극한 모멘트 지지력을 제시할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.5-10
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• 2003

다공질 매체 속의 내부 구조를 이루고 있는 고체 부분과 유체 부분은 서로 다른 재료특성을 가지는 물체들로 구성되어 있고 각 구성물들은 서로 다른 물리적 성질과 화학적 성질을 가지면서 서로 다른 상대 속도를 가지고 이동하기 때문에 포화된 다공질 매체의 구조적 변형 거동을 해석하는 것은 매우 복잡하다. 변형 거동에 영향을 주는 여러 가지 복합적인 요인들이 고려된 다공질 매체의 변형 거동을 해석하고 규명하기 위하여 Arbitrary Lagrangian Eulerian(ALE) 정식화가 이루어진 구성방정식을 세워야 할 필요가 있다. ALE 정식화는 Lagrangian 요소와 Eulerian 요소의 장점을 최대화 시키고 단점을 최소화 시키는 것에 주안점을 두기 때문에 고체 부분과 유체 부분을 함께 고려해야 하는 다공질 매체의 변형 거동을 해석하는데 있어서 적합한 방법이라고 할 수 있다. 그렇기 때문에 여기서는 포화된 다공질 매체의 보존 법칙들에 대한 ALE 정식화가 이루어진다. 고체 부분과 유체 부분의 질량 보존 법칙에 대하여 ALE 정식화가 이루어진 식이 각각 표현되고 다공질 매체 전체에 대한 운동량 보존 법칙이 표현된다.