• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제6권4호
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• pp.365-387
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• 2019

This study aims to provide useful information on the fatigue assessment of a top-tensioned riser (TTR) subjected to vortex-induced vibration (VIV) by performing parametric study. The effects of principal design parameters, i.e., riser diameter, wall thickness, water depth (related to riser length), top tension, current velocity, and shear rate (or shear profile of current) are investigated. To prepare the base model of TTR for parametric studies, three (3) riser modelling techniques in the OrcaFlex were investigated and validated against a reference model by Knardahl (2012). The selected riser model was used to perform parametric studies to investigate the effects of design parameters on the VIV fatigue damage of TTR. From the obtained comparison results of VIV analysis, it was demonstrated that a model with a single line model ending at the lower flex joint (LFJ) and pinned connection with finite rotation stiffness to simulate the LFJ properties at the bottom end of the line model produced acceptable prediction. Moreover, it was suitable for VIV analysis purposes. Findings from parametric studies showed that VIV fatigue damage increased with increasing current velocity, riser outer diameter and water depth, and decreased with increasing shear rate and top tension of riser. With regard to the effects of wall thickness, it was not significant to VIV fatigue damage of TTR. The detailed outcomes were documented with parametric study results.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권11호
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• pp.1741-1751
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• 2004

It is commonly requested that the steam generator tubes wall-thinned in excess of 40% should be plugged. However, the plugging criterion is known to be too conservative for some locations and types of defects and its application is limited to a single crack in spite of the fact that the occurrence of multiple through-wall cracks is more common in general. The objective of this research is to propose the optimum failure prediction models for two adjacent through-wall cracks in steam generator tubes. The conservatism of the present plugging criteria was reviewed using the existing failure prediction models for a single crack, and six new failure prediction models for multiple through-wall cracks have been introduced. Then, in order to determine the optimum ones among these new local or global failure prediction models, a series of plastic collapse tests and corresponding finite element analyses for two adjacent through-wall cracks in thin plate were carried out. Thereby, the reaction force model, plastic zone contact model and COD (Crack-Opening Displacement) base model were selected as the optimum ones for assessment of steam generator tubes with multiple through-wall cracks. The selected optimum failure prediction models, finally, were used to estimate the coalescence pressure of two adjacent through-wall cracks in steam generator tubes.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권1호
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• pp.41-48
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• 2013

Several fatigue damages have recently been reported which cannot be resolved in the context of the existing fatigue design procedure, and they are suspected to be the cracks induced by the low cycle fatigue mechanism. To tackle the problem, a series of material tests together with fatigue tests have been carried out, and elasto-plastic notch strain analysis using nonlinear kinematic hardening model has been performed. The cyclic stress-strain curves are obtained and the nonlinear kinematic hardening model was calibrated based on the obtained material data. Also, the fatigue test with non-load-carrying cruciform fillet welded joint has been performed in low cycle fatigue regime. Then, the notch strain analyses have been carried out to find the precise elasto-plastic behavior of the material at the notch root of the cruciform joint. The variation of the material property from the base metal via HAZ up to the weld metal was taken into account using spatial variation of the material property. Then the detail elasto-plastic behavior of the welded joint subjected to the repeated cyclic loading has been investigated further through the comparison with the prediction with Neuber's rule. The calibration of the nonlinear kinematic hardening model and nonlinear notch strain analyses have been performed using the commercial FE program ABAQUS.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.225-232
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• 1997

서로 다른 기지의 성질을 갖는 재료들을 혼합하여 만든 합성재료의 새로운 물성치는 일반적으로 실험으로 규명하고 있다. 혼합하는 재료들의 체적비에 따라 실험으로 측정한 합성재료의 탄성계수와 포와송비는 그 합성재료로 만들어지는 구조물의 역학적 거동을 예측하는 해석적 모델의 기본자료로 사용된다. 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측은 합성재료에 대한 유한요소 모델로 해석한 정적변위와 균질.등방성으로 가정한 모델을 해석한 정적변위와의 차이를 최소화하는 구속적 비선형 최적화기법을 사용하여 수행하였다. 유한요소 모델은 체적비에 따라 혼합물질을 분배하기 용이하도록 제안하였으며 구속조건 및 하중조건은 일축인장에 의한 거동을 예측하도록 설정하였다. 본 논문에서는 고체입자를 섞어 만든 합성재료의 탄성물성치를 예제를 통하여 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험결과 및 이론식들과 비교.검토하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.213-224
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• 2008

The pumping of coolant in a liquid metal fast reactor may be performed with an annular linear induction electro-magnetic (EM) pump. Linear induction pumps use a traveling magnetic field wave created by poly-phase currents, and the induced currents and their associated magnetic field generate a Lorentz force, whose effect can be the pumping of the liquid metal. The flow behaviors in the pump are very complex, including a time-varying Lorentz force and pressure pulsation, because an induction EM pump has time-varying magnetic fields and the induced convective currents that originate from the flow of the liquid metal. These phenomena lead to an instability problem in the pump arising from the changes of the generated Lorentz forces along the pump's geometry. Therefore, a magneto-hydro-dynamics (MHD) analysis is required for the design and operation of a linear induction EM pump. We have developed a time-harmonic 2-dimensional axisymmetry MHD analysis method based on the Maxwell equations. This paper describes the analysis and numerical method for obtaining solutions for some MHD parameters in an induction EM pump. Experimental test results obtained from an induction EM pump of CLIP-150 at the STC "Sintez," D.V. Efremov Institute of Electro-physical Apparatus in St. Petersburg were used to validate the method. In addition, we investigated some characteristics of a linear induction EM pump, such as the effect of the convective current and the double supply frequency (DSF) pressure pulsation. This simple model overestimated the convective eddy current generated from the sodium flow in the pump channel; however, it had a similar tendency for the measured data of the pump performance through a comparison with the experimental data. Considering its simplicity, it could be a base model for designing an EM pump and for evaluating the MHD flow in an EM pump.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권1호
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• pp.47-60
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• 1989

본 논문에서는 사질토를 뒷채움한 강성연직벽에 작용하는 횡토려의 분포를 유한요소법을 이용한 탄소성해석에 의하여 구하고 벽체의 3가지 변위형태(벽체정부중심회전, 벽체양부중심회전및 평행이 동형태 및 변위의 크기가 토압분포에 미치는 영향을 연구하였다. 그리고 이들 토압을 Rankine주동 토압 및 Dubrova주동토압과 비교하였다. 벽달정부중심회전하는 경우 아아칭효과에 의하여 역5-형토려분포를 나타내고 결과적으로 벽체 전 높이에 작용하는 총토추의 작용점은 벽체람부로부터 벽체높이의 113보다 훨씬 높을 뿐만 아니라 다 른 형태의 벽체변위에 비하여 제일 높고 또한 크기도 가장 크다. 그리고 벽체변위가 증가하여 주동상태로 파괴될 때 뒷채움지반내에 발달하는 소성영역은 벽체저부중심회전형태인 경우에만 쐐기형태로 발달하고 다른 변위형태의 경우에는 쐐기형태를 보이지 않는다. 또한 뒷채움이 경사지면인 경우 몇가지 경사도에 대한 저부중심회전벽체의 토압분포를 나타내었다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권4호
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• pp.145-151
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• 1998

본 연구에서는 콘크리트 덧씌구기 보수체 손상의 주원인은 보수 모르타르와 기층 콘크리트 접촉면에서 발생되는 연직 응력, y, 으로 가정한 후 강우시 보수체의 온도변화에 따라서 이 응력의 크기를 조사하였다. 이 연직응력은 강우강도,보수 모르타르의 두께 및 종류를 변수로 하여 유한요소법을 사용하여 계산되었다. 강우강도는 강우빈도 nR= 1/a, 지속시간 tR=10min 및 60min을 가진 경우를 택하였으며, 보수층 두께, do,는 1, 2, 4, 10 cm 그리고 사용된 모르타트는 시멘트 모르타르(CM), 에폭시 시켄크 모르타르(ECM), 에폭시 모르타르(EM)의 세종류이었다. 본 연구결과 강우시 보수체 접촉면의 연직 인장응력 y 를 추정할 수 있는 공식이 유도되었다. 이 식을 이용하여 강우시 보수체의 온도변화로 인해 발생할 수 있는 접촉면의 파괴를 예방할 수 있는 보수재료의 성질 및 보수층의 두께가 결정될 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권11A호
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• pp.1812-1819
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• 2001

본 논문에서는 OSR=25에서 1 [MHz] 신호 대역폭, 12-비트 해상도를 만족하는 SOSOC $\Sigma$-Δ길 변조기 설계를 위하여 아날로그 비이상성 허용범위를 조사하였다. 공급전압 3.3 [V]에서 사양을 만족하는 $\Sigma$-Δ 변조기 설계를 위하여 우선 저전압에 적합한 SOSOC $\Sigma$-Δ 변조기 모델과 이득계수를 구하였다. 그리고 아날로그 비이상성인 증폭기 유한한 이득, SR, 폐루프 극점, 스위치 ON 저항 그리고 캐패시터 부정합과 같은 $\Sigma$-Δ 변조기의 성능 저하 요인들을 이상적인 $\Sigma$-Δ 변조기 모델에 첨가하여 $\Sigma$-Δ 변조기의 성능 예측과 비 이상성의 허용범위를 규정하였다. 이를 토대로 사양을 만족하는 $\Sigma$-Δ 변조기 설계 시 $\Sigma$-Δ 변조기를 구성하는 회로의 사양에 대한 지침과 $\Sigma$-Δ 변조기의 성능을 예측 할 수 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.39-45
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• 2008

일반적으로 아스팔트 콘크리트 포장의 수치해석은 순간적으로 최대 하중이 재하 되는 크리프 컴플라이언스(creep compliance) 개념을 가지고 수행되지만 실제 차량의 하중은 시간에 따라 크기가 변화하게 된다. 따라서 본 연구에서 차량의 이동 속도를 변화(25km/hr, 50km/hr, 80km/hr)시키며 현장의 포장 거동을 측정하고, 비선형 접지압력과 차량의 이동속도를 고려한 3차원 유한요소해석으로부터 얻어진 포장의 예측 거동을 비교 분석하였다. 현장거동에서 차량의 중간바퀴와 뒷바퀴에서 발생하는 횡방향 변형률과 종방향 변형률이 아스팔트 콘크리트 기층 하부에서 약 40%정도 차이가 나는 것으로 나타났으며 예측거동에서도 유사한 경향을 보여주었다. 그러나 예측거동의 경우 재료의 점탄성을 고려하지 못하고, 실제 하중의 이동을 완벽하게 고려하지 못했기 때문에 임계지점으로 차량이 접근하는 경우와 접근후에 대해서 정확한 설명이 힘든 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1185-1186
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• 2007

The UTM-01 developed in 1998 was the first maglev vehicle in Korea for the urban transit maglev (UTM) system. Through the improvement of UTM-01 and development of UTM02, the commercialization of the UTM system is being prepared now. In order to prepare for the commercialization of maglev, it is necessary that an optimal design of the levitation magnet should be provided for the safe operation of the vehicle. The levitation force is formed through the function of magnetic flux density on the top of magnet poles and gap between magnet pole and guide rail. To generate a magnetic field that is high enough to levitate the vehicle, ferromagnetic materials, such as pure iron for magnet pole and SS400 for guide rail, were used. The heat generated by $I^2R$ loss of magnet conductor makes the thermal convection on the surface of magnet including coil and poles. As these two characteristics are nonlinear phenomena, this paper deals with the nonlinear analysis on the magnetic and thermal properties of the U-type levitation magnet by using 3-D finite element method (FEM). Base on the analysis results, a small scale U-type magnet was designed, manufactured, and tested and it was verified that the magnet manufactured was satisfactory to all the design specifications.