• 제목/요약/키워드: critical state parameter

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고 임계 압축인자를 갖는 탄화수소 연료의 초임계 열역학적 물성 예측을 위한 상태방정식 분석 (Cubic Equation of State Analysis for the Prediction of Supercritical Thermodynamic Properties of Hydrocarbon Fuels with High Critical Compressibility Factor)

  • 김재승;서지완;김규홍
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.24-34
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    • 2022
  • 초임계 영역에서 작동하는 탄화수소 연료를 사용하는 재생냉각채널의 냉각성능을 예측하기 위해서는 타당한 물성 예측이 필수이다. 본 연구는 고분자 탄화수소의 임계 압축인자에 따라 밀도와 비열을 적절하게 예측하기 위해 2-파라미터 상태방정식인 SRK(Soave-Redlich-Kwong) 및 PR(Peng-Robinson) 상태방정식과 이를 합한 3-파라미터 상태방정식인 RK-PR 상태방정식에 대한 비교 분석을 수행하였다. 대표적으로 낮은 임계압축 인자를 갖는 n-dodecane 연료와 높은 임계압축 인자를 갖는 JP-10 연료를 선정하여 두 연료의 열역학적 물성을 예측할 때 적합한 상태방정식을 제시하였다. 마지막으로 밀도와 비열의 예측 결과를 NIST REFPROP 데이터와 비교하여 검증하였다.

표준삼축시험으로부터 사질토에서의 한계상태정수 결정에 관한 연구 (II) : 실험 및 추천 (Determination of Critical State Parameters in Sandy Soils from Standard Triaxial Testing (II) : Experiment and Recommendation)

  • 조계춘
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.77-92
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    • 2003
  • 사질토에서의 한계상태정수 결정시 근본적인 물리적 과정들과 고유적 인 한계성들을 파악하기 위하여 일련의 표준삼축시험을 실시하였다. 시험결과에 의하면, 주어진 흙에 대하여 한계상태마찰각은 배수조건에 상관없이 일정한 반면에, e-log p'공간상에서의 한계상태선은 주로 표준삼축시험에서 충분치 못하게 도달하는 변형률과 비배수시험에서의 변형률 국지화효과 때문에 배수조건에 따라 다른 결과를 보였다. 실내시험을 통하여 한계상태정수를 산정하는 최선의 방법은 균일하고 느슨하게 성형된 시료를 배수조건하에서 전단하는 것으로 나타났다. 더불어 배수시험에서 다일러턴 시효과나 변형률 국지화효과를 피할 수 있는 시험을 계획하기 위한 참고상태정수를 제시하였다.

STABILITY OF POSITIVE STEADY-STATE SOLUTIONS IN A DELAYED LOTKA-VOLTERRA DIFFUSION SYSTEM

  • Yan, Xiang-Ping;Zhang, Cun-Hua
    • 대한수학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.715-731
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    • 2012
  • This paper considers the stability of positive steady-state solutions bifurcating from the trivial solution in a delayed Lotka-Volterra two-species predator-prey diffusion system with a discrete delay and subject to the homogeneous Dirichlet boundary conditions on a general bounded open spatial domain with smooth boundary. The existence, uniqueness and asymptotic expressions of small positive steady-sate solutions bifurcating from the trivial solution are given by using the implicit function theorem. By regarding the time delay as the bifurcation parameter and analyzing in detail the eigenvalue problems of system at the positive steady-state solutions, the asymptotic stability of bifurcating steady-state solutions is studied. It is demonstrated that the bifurcating steady-state solutions are asymptotically stable when the delay is less than a certain critical value and is unstable when the delay is greater than this critical value and the system under consideration can undergo a Hopf bifurcation at the bifurcating steady-state solutions when the delay crosses through a sequence of critical values.

가는 모래의 전단강도 -파괴포락선의 곡률특성과 상태정수에 관하여- (Shear Strength of Fine Sand -Curvature Characteristics of Failure Envelope and Stress Parameter-)

  • 윤여원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.195-202
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    • 1994
  • 본 연구에서는 모래의 전단파괴 포락선의 곡률특성을 구명하고 전단강도와 Been과 Jefferies가 제시한 상태정수간의 매개변수관계를 밝히기 위하여 많은 압밀배수삼축시험의 결과를 분석하였다. 통상적인 삼축시험에서 시료의 단면적 변화와 멤브레인의 영향에 대한 수정은 특히 한계상태를 결정하는데 중요하다고 할 수 있다. 실험결과로부터 전단강도를 밀도와 응력수준의 함수로 표현하는 모델을 제시하였고 모래의 전단파괴포락선의 곡률특성과 상태정수와 전단강도정수간의 관계를 밝혔다.

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부산모래의 상태정수와 콘저항치 상관관계 (Relationship between the State Parameter and Cone Resistance of Busan Sand)

  • 김승한;이문주;최성근;홍성진;이우진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.123-131
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    • 2007
  • 일련의 CID 삼축압축시험과 실내콘관입시험을 통하여 부산모래에서의 상태정수와 정규화된 콘저항치의 상관관계를 파악하였다. 삼축압축시험결과를 토대로 부산모래의 한계상태선을 도출하였으며 3개의 한계상태정수는 $M=1.39(\phi_{cs}=34^{\circ}),\;\Gamma=1.07$$\lambda=0.068$인 것으로 산출되었다. 부산모래의 상태정수와 정규화된 콘저항치의 상관관계는 $(q_c-p)/p'=27.6\exp(-10.9\Psi)$의 식으로 표현되었으며, 이는 응력이력에 관계없이 동일함을 확인하였다. 문헌조사를 통해 얻은 다른 모래시료의 정규화된 콘저항치 기울기 m 및 $\Psi=0$에서의 절편값 $\kappa$를 비교 분석한 결과, 부산모래는 유사한 $\lambda_{ss}$ 값을 갖는 모래시료 중 가장 큰 $\kappa$값을 보였으나, m과 $\kappa$$\lambda_{ss}$와 갖는 관계는 기존에 발표된 자료와 일치함을 확인하였다.

파쇄성이 큰 제주해사의 한계상태 특성 (Critical State of Crushable Jeju Beach Sand)

  • 이문주;배경두;안성모;이우진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권2C호
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    • pp.133-140
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    • 2010
  • 본 연구에서는 제주해사에 대한 일련의 삼축압축시험을 수행하여 파쇄성이 큰 제주 탄산염 모래의 한계상태정수를 결정하였다. 제주해사는 입자의 모난 정도가 크고 입자표면과 내부에 다수의 공극이 발달되어 전형적인 탄산염 모래의 특성을 보인다. 제주해사는 큰 최대, 최소 간극비와 큰 압축성 때문에 전단 시 압축거동이 지배적이었다. 구속압이 증가할수록 입자가 파쇄되어 제주해사의 첨두마찰각이 다소 감소하였으나, 일반적인 규산염 모래의 마찰각보다는 다소 큰 것이 관찰되었다. 제주해사의 한계상태 마찰각은 평균유효응력이 증가할수록 점차 감소하였으나, 시료의 간극비가 제주해사의 한계상태에 미치는 영향은 미미하였다. 제주해사의 한계상태 정수는 여타의 탄산염 모래와 유사하였으나, 일반적인 규산염 모래보다는 매우 크게 결정되었다.

Modelling the critical state behaviour of granular soils: Application of NorSand constitutive law to TP-Lisbon sand

  • Antonio Viana da Fonseca;Fausto Molina-Gomez;Cristiana Ferreira;Julieth Quintero
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제34권3호
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    • pp.317-328
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    • 2023
  • The soil behaviour can be represented by numerical modelling of element testing using diverse constitutive models. However, not all constitutive models allow the simulation of the stress-strain response at the critical state in granular soils with both contractive and dilative behaviour. Moreover, the accuracy of these models depends highly on the quality of the experimental data used for their calibration. This study addresses the modelling of the critical state behaviour of an alluvial natural soil from the Lower Tagus Valley (south of Portugal), known as TP-Lisbon sand, using the NorSand constitutive law. For this purpose, a series of numerical simulations of element testing was carried out using two algorithms performed in Visual Basic (VB) and Fast Lagrangian Analysis of Continua (FLAC). Moreover, this study presents the characterisation of of NorSand parameters from an accurate experimental programme based on triaxial and bender element testing. This experimental program allowed defining: (i) the critical state locus, (ii) the stress-dilatancy, and (iii) the soil elasticity of TP-Lisbon sand -all fundamental to calibrate the contractive and dilative behaviour of such alluvial soil. The results revealed a good agreement between experimental data and NorSand simulations using VB and FLAC. Therefore, this study showed that the quality of laboratory testing procedures and its good interpretation enables NorSand constitutive law to capture representatively the non-associated plastic strains, often expressed by the state parameter, allowing a representation of soil behaviour of alluvial soils within the critical state soil mechanics framework for different state parameters.

Parametric study using finite element simulation for low cycle fatigue behavior of end plate moment connection

  • Lim, Chemin;Choi, Wonchang;Sumner, Emmett A.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제14권1호
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    • pp.57-71
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    • 2013
  • The prediction of the low cycle fatigue (LCF) life of beam-column connections requires an LCF model that is developed using specific geometric information. The beam-column connection has several geometric variables, and changes in these variables must be taken into account to ensure sufficient robustness of the design. Previous research has verified that the finite element model (FEM) can be used to simulate LCF behavior at the end plate moment connection (EPMC). Three critical parameters, i.e., end plate thickness, beam flange thickness, and bolt distance, have been selected for this study to determine the geometric effects on LCF behavior. Seven FEMs for different geometries have been developed using these three critical parameters. The finite element analysis results have led to the development of a modified LCF model for the critical parameter groups.

Aerodynamic shape optimization emphasizing static stability for a super-long-span cable-stayed bridge with a central-slotted box deck

  • Ledong, Zhu;Cheng, Qian;Yikai, Shen;Qing, Zhu
    • Wind and Structures
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    • 제35권5호
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    • pp.337-351
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    • 2022
  • As central-slotted box decks usually have excellent flutter performance, studies on this type of deck mostly focus on the vortex-induced vibration (VIV) control. Yet with the increasing span lengths, cable-supported bridges may have critical wind speeds of wind-induced static instability lower than that of the flutter. This is especially likely for bridges with a central-slotted box deck. As a result, the overall aerodynamic performance of such a bridge will depend on its wind-induced static stability. Taking a 1400 m-main-span cable-stayed bridge as an example, this study investigates the influence of a series of deck shape parameters on both static and flutter instabilities. Some crucial shape parameters, like the height ratio of wind fairing and the angle of the inner-lower web, show opposite influences on the two kinds of instabilities. The aerodynamic shape optimization conducted for both static and flutter instabilities on the deck based on parameter-sensitivity studies raises the static critical wind speed by about 10%, and the overall critical wind speed by about 8%. Effective VIV countermeasures for this type of bridge deck have also been proposed.

Nonlinear thermal buckling of bi-directional functionally graded nanobeams

  • Gao, Yang;Xiao, Wan-shen;Zhu, Haiping
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제71권6호
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    • pp.669-682
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    • 2019
  • We in this article study nonlinear thermal buckling of bi-directional functionally graded beams in the theoretical frameworks of nonlocal strain graded theory. To begin with, it is assumed that the effective material properties of beams vary continuously in both the thickness and width directions. Then, we utilize a higher-order shear deformation theory that includes a physical neutral surface to derive the size-dependent governing equations combining with the Hamilton's principle and the von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ geometric nonlinearity. It should be pointed out that the established model, containing a nonlocal parameter and a strain gradient length scale parameter, can availably account for both the influence of nonlocal elastic stress field and the influence of strain gradient stress field. Subsequently, via using a easier group of initial asymptotic solutions, the corresponding analytical solution of thermal buckling of beams is obtained with the help of perturbation method. Finally, a parametric study is carried out in detail after validating the present analysis, especially for the effects of a nonlocal parameter, a strain gradient length scale parameter and the ratio of the two on the critical thermal buckling temperature of beams.