본 연구에서는 쾌속조형시스템의 요구사항에 부합되는 Semi-fragile 워터마킹 알고리즘을 제안한다. 쾌속조형시스템은 높은 정밀도를 요구하기 때문에 원본에 시각적인 변화를 주거나 왜곡을 할 경우, 출력물인 시제품에 큰 영향을 미친다. 따라서 이동, 회전, 신축과 같은 기하학적 변환이나 메쉬의 순서를 변경하는 변환, 파일 포맷 변환은 모델의 기본 형태를 변화시키지 않기 때문에 많이 사용되지만, 모델의 기본 형태를 변환시키는 데시메이션, 평활화 등은 사용하지 않는다. 제안된 알고리즘은 쾌속조형시스템의 이러한 제약을 고려하여 기하학적인 변환이나 메쉬 순서정렬, 파일 포맷 변환에는 강인하지만 그 외 변환에는 취약한 Semi-fragile 워터마킹 알고리즘이다. 제안한 워터마킹 알고리즘은 워터마크 정보의 삽입 전후 모델의 형태가 변하지 않으며, 쾌속조형시스템과 같은 고정밀도를 요구하는 기계공학 분야에서 데이터의 무결성 인증목적으로 사용할 수 있으며, 정보은닉 용도로도 사용할 수 있다.
본 연구에서는 새로운 에너지 수확용 Multi-layer 블록 구조를 제시하고 고체 및 Shell 유한 요소를 사용하여 다양한 기하학적 형상 변화에 대한 자유진동 특성을 분석하고 압전 성능을 실험적으로 평가한다. 본 연구에서 제시하는 블록 구조에 대한 2차원 및 3차원 유한요소 모델은 해석의 정확성 뿐 만 아니라 전체 진동 모드를 정확히 보여준다는 점에서 장점을 갖는다. ABAQUS가 적용된 유한요소 모델은 다양한 Tip mass 및 PZT 변화에 따른 Multi-layer 블록 구조의 자유진동을 분석하기 위하여 사용되었다. 특히, 본 연구에서 제시한 결과는 블록구조 전체의 기하학적 형상, Tip mass 및 Hole의 유무, Tip mass 및 PZT의 위치변화 등에 대하여 국부 및 전체 진동 모드에 미치는 중요한 영향들에 대하여 초점을 둔다. 또한, 실험실 규모의 실제 모형 실험을 수행하여 개발한 에너지 블록구조의 발전성능을 평가하였다.
본 연구에서는 광정횡월류위어의 정확한 월류량을 산정하기 위해 직사각형, 1:1 및 1:2 경사 사다리꼴 위어에 대한 형상별 흐름특성을 수리실험을 통해 확인하였다. 흐름은 사다리꼴 형상으로 사면경사가 작을수록 흐름이 안정적이었으며, 각 형상별 위어 월류량의 경우 직사각형 형상보다 1 : 1 및1 : 2 사다리꼴 형상에서 각 5.67% 및 8.57% 가량 증가해 홍수배제 능력에서도 유리한 것으로 나타났다. 기존의 유량계수식에 횡월류위어 형상에 대한 매개변수 $L/L_H$를 추가한 다중회귀분석으로 각 형상별 유량계수식과 형상을 일반화 시킨 통합 유량계수식을 제시하였다. 또한 선행연구 및 기존 연구자들의 실험자료와 본 실험의 연구자료를 이용하여, 측정된 월류량과 계산된 월류량을 비교하여 새롭게 제안하는 유량계수식의 적용성을 확인하였다.
우리나라를 대표할 수 있는 문화 아이콘으로 한글이 급부상하고 있다. 한글은 과학적이며 현대 디자인의 지침서로서도 손색이 없을 만큼 체계적이다. 우선 점, 선, 면 등 아주 단순한 형태들로 다양하고도 아름다운 글자꼴을 만들 수 있다. 또한 대칭, 반복 등 기본적인 조형의 원리가 글자꼴에 담겨져 있다. 이러한 글자꼴이 지닌 조형적 특징을 활용하여 직물디자인을 개발하고자 한다. 즉, 본 연구에서 한글의 글자꼴이 지닌 기하학적인 형태와 조형적인 아름다움을 활용한 넥타이 및 스카프용 직물디자인을 개발하기 위하여 한글 자음 'ㄱ, ㄹ, ㅁ, ㅂ, ㅅ, ㅇ, ㅍ' 과 한글 모음 'ㅑ, ㅕ'를 선정하였다. 그런 다음 컴퓨터 그래픽 프로그램인 아도브 일러스트레이터 10.0을 이용하여 여섯 가지의 넥타이 및 스카프용 직물디자인을 개발하여 제시하였다. 본 연구를 통하여 한글을 이용한 문화상품의 개발 가능성을 제시하고자 하였다.
본 논문에서는 평면 형상에 대해 자연스러운 근사화와 효과적인 지역화를 제공하는 새로운 계층적 표현 방법인 MBO-tree를 제안하였다. 곡선 근사화 방법으로 알려진 Douglas-Peucker 알고리즘을 기반으로 곡선 분할점의 근사화 오차를 분할점과 함께 계층적 트리 노드에 저장함으로써 근사화 척도로 활용하였으며, 보다 자연스러운 형상 표현을 위해 오차 조정 알고리즘도 제안하였다. MBO-tree의 오타 조정은 자식 노드의 오차가 부모 노드의 오차보다 크지 않도록 제한하는 것으로 구현하였다. 지역화를 위해서는 MBR(Minimum Bounding Rectangle)을 단순 확장한 MBO(Minimum Bounding Octangle)를 경계 영역으로 사용하였다. MBO는 다른 계층적 표현 체계의 경계 영역들에 비해 대상 객체에 밀착하여 효과적으로 포함할 뿐만 아니라, 계층간 경계 영역 포함 관계도 만족하기 때문에 점 포함 테스트나 형상간 교차 테스트 등과 같은 계층적인 기하학 연산에 매우 유용하다. 실험을 통해서 본 논문에서 제안한 방법이 strip tree, arc tree, HAL tree등과 같은 다른 계층적 표현 체계에 비해 보다 자연스러운 근사화와 효과적인 지역화가 가능함을 확인하였다.
The paper presents the study on a change in modal parameters and structural stiffness of cable-stayed Fiberline Bridge made entirely of Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) composite used for 20 years in the fjord area of Kolding, Denmark. Due to this specific location the bridge structure was subjected to natural aging in harsh environmental conditions. The flexural properties of the pultruded GFRP profiles acquired from the analyzed footbridge in 1997 and 2012 were determined through three-point bending tests. It was found that the Young's modulus increased by approximately 9%. Moreover, the influence of the temperature on the storage and loss modulus of GFRP material acquired from the Fiberline Bridge was studied by the dynamic mechanical analysis. The good thermal stability in potential real temperatures was found. The natural vibration frequencies and mode shapes of the bridge for its original state were evaluated through the application of the Finite Element (FE) method. The initial FE model was created using the real geometrical and material data obtained from both the design data and flexural test results performed in 1997 for the intact composite GFRP material. Full scale experimental investigations of the free-decay response under human jumping for the experimental state were carried out applying accelerometers. Seven natural frequencies, corresponding mode shapes and damping ratios were identified. The numerical and experimental results were compared. Based on the difference in the fundamental natural frequency it was again confirmed that the structural stiffness of the bridge increased by about 9% after 20 years of service life. Data collected from this study were used to validate the assumed FE model. It can be concluded that the updated FE model accurately reproduces the dynamic behavior of the bridge and can be used as a proper baseline model for the long-term monitoring to evaluate the overall structural response under service loads. The obtained results provided a relevant data for the structural health monitoring of all-GFRP bridge.
Marandi, S. Masoud;Dehkordi, Mohsen Botshekanan;Nourbakhsh, S. Hassan
Steel and Composite Structures
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제31권3호
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pp.261-276
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2019
The study investigates the free vibration of a nano-scale sandwich beam by an extended high order approach, which has not been reported in the existing literature. First-order shear deformation theory for steel skins and so-called high-order sandwich panel theory for the core are applied. Next, the modified couple stress theory is used for both skins and cores. The Hamilton principle is utilized for deriving equations and corresponding boundary conditions. First, in the study the three-mode shapes natural frequencies for various material parameters are investigated. Also, obtained results are evaluated for two types of stiff and soft cores and isotropic, homogenous steel skins. In the research since the governing equations and also the boundary conditions are nonhomogeneous, therefore some closed-form solutions are not applicable. So, to obtain natural frequencies, the boundary conditions are converted to initial conditions called the shooting method as the numerical one. This method is one of the most robust approaches to solve complex equations and boundary conditions. Moreover, three types of simply supported on both sides of the beam (S-S), simply on one side and clamp supported on the other one (S-C) and clamped supported on both sides (C-C) are scrutinized. The parametric study is followed to evaluate the effect of nano-size scale, geometrical configurations for skins, core and material property change for cores as well. Results show that natural frequencies increase by an increase in skins thickness and core Young modulus and a decrease in beam length, core thickness as well. Furthermore, differences between obtained frequencies for soft and stiff cores increase in higher mode shapes; while, the more differences are evaluated for the stiff one.
Boussoufi, Aicha;Errouane, Lahouaria;Sereir, Zouaoui;Antunes, Jose V.;Debut, Vincent
Advances in aircraft and spacecraft science
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제9권3호
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pp.169-193
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2022
By the present paper, both experimental and analytical models have been proposed to study the vibration behavior of partially bio-sourced sandwich panel with orthogonally stiffened core. For a variable mass fraction of Alfa fibers from 5% to 15%, impregnated in a Medapoxy STR resin, this panel were manufactured by molding the orthogonally stiffened core then attached it with both skins. Using simply supported boundary conditions, a free vibration test was carried out using an impact hammer for predicting the natural frequencies, the mode shapes and the damping coefficient versus the fibers content. In addition, an analytical model based on the Higher order Shear Deformation Theory (HSDT) was developed to predict natural frequencies and the mode shapes according to Navier's solution. From the experimental test, we have found that the frequency increases with the increase in the mass fraction of the fibers until 10%. Beyond this fraction, the frequencies give relatively lower values. For the analytical model, variation of the natural frequencies increased considerably with side-to-thickness ratio (a/H) and equivalent thickness of the core to thickness of the face (hs/h). We concluded that, the vibration behavior was significantly influenced by geometrical and mechanical properties of the partially bio-sourced sandwich panel.
The SCR catalyst in coal-fired power plant is eroded by the collision of fly ash on the catalyst surface. However the erosion of SCR catalyst by the collision of fly ash has not been fully studied, especially in terms of fluid dynamics. Hence, in the present study, we focus on the gas and solid flows inside the SCR catalyst duct and their consequent effect on the erosion characteristics. For this purpose, computational fluid dynamics is applied to investigate the two-phase flows and to evaluate the erosion rate for different flow and particle injection conditions. Also, the erosion rate and pressure drop of commonly used square shape are compared with equilateral triangle and hexagon shapes. The pressure drop of SCR catalyst is increased when SCR catalyst surface area per unit volume increases. The erosion rate of SCR catalyst is enhanced when the particle velocity, mass flow rate of particle, particle diameter and cell density of SCR catalyst are increased. From the results, the pressure drop and erosion rate at the catalyst surface can be minimized by reducing cell density of SCR catalyst to decrease particle velocity and number of particle impacts.
Ancient masonry towers are regarded as among the most important historical heritage structures of the world. These slender structures typically have orthogonal and circular geometry in plane. These structural forms are commonly installed with adjacent structures. Because of their geometrical shapes and structural constraints, ancient masonry towers are more vulnerable to earthquake damage. The main goal of the paper is to investigate the seismic behavior of Erzurum Clock Tower under earthquake loading and to determine the contribution of the castle walls to the seismic performance of the tower. In this study, four three-dimensional finite element models of the Erzurum Clock Tower were developed and the seismic responses of the models were investigated. Time history analyses were performed using the earthquakes that took place in Turkey in 1983 near Erzurum and in 1992 near Erzincan. In the first model, the clock tower was modeled without the adjacent walls; in the second model, the clock tower was modeled with a castle wall on the south side; in the third model, the clock tower was modeled with a castle wall on the north side; and in the last model, the clock tower was modeled with two castle walls on both the north and south sides. Results of the analyses show that the adjacent walls do not allow lateral movements and the horizontal displacements decreases. It is concluded that the adjacent structures should be taken into consideration when modeling seismic performance in order to get accurate and realistic results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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