Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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v.24
no.2
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pp.19-24
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2016
Positional stability analysis based on aerodynamic forces and induced moments of formation flight using two small aircraft models is presented. The aerodynamic force and moments of the trailing aircraft are analyzed in the aspect of flight stability. The induced moments with the change of local flow direction by wing-tip vortex from the leading aircraft can affect the flight positional stability of aircraft in closed formation flight. Aerodynamic forces and moments of trailing aircraft model are measured by 6-component internal balance at the 49 locations with vertical and lateral space between two aircraft models. Results are shown that the positional stability of trailing aircraft in formation flight can be analyzed by positional stability derivatives with vertical and lateral space. It is concluded that flying positions can be important factors for aircraft position stability due to induced aerodynamic force and moments with vertical and lateral spacing by the variation of flow pattern from the leading aircraft in formation flight.
The paper is concerned with the numerical study of the cross-wind response of the 295 m-tall six-flue industrial chimney, located in the power station of Belchatow, Poland. The response of the chimney due to turbulent wind flow is caused by the lateral turbulence component and vortex excitation with taking into account motion-induced wind forces. The cross-wind response has been estimated by means of the random vibration approach. Three power spectral density functions suggested by Kaimal, Tieleman and Solari for the evaluation of the lateral turbulence component response are taken into account. The vortex excitation response has been calculated by means of the Vickery and Basu's model including some complements. Motion-induced wind forces acting on a vibrating chimney have been modeled as a nonlinear aerodynamic damping force. The influence of three components mentioned above on the total cross-wind response of the chimney has been investigated. Moreover, the influence of damping ratios, evaluated by Multi-mode Random Decrement Technique, and number of mode shapes of the chimney have been examined. Computer programmes have been developed to obtain responses of the chimney. The numerical results and their comparison are presented.
Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene
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v.15
no.1
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pp.61-70
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2005
This study investigated the spinal loads(L5/S1 disc compression and shear forces) predicted from four biomechanical models: one EMG model and three optimization models. Three objective functions used in the optimization models were to miminize 1) the cubed muscle forces : MF3, 2) the cubed muscle stress : MS3, 3) maximum muscle intensity : MI. Twelve healthy male subjects participated in the isometric voluntary exertion tests to six directions : flexion/extension, left/right lateral bending, clockwise/ counterclockwise twist. EMG signals were measured from ten trunk muscles and spinal loads were assessed at 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90%MVE(maximum voluntary exertion) in each direction. Three optimization models predicted lower L5/S1 disc compression forces than the EMG model, on average, by 31%(MF3), 27%(MS3), 8%(MI). Especially, in twist and extension, the differences were relatively large. Anterior-posterior shear forces predicted from optimization models were lower, on average, by 27%(MF3), 21%(MS3), 9%(MI) than by the EMG model, especially in flexion(MF3 : 45%, MS3 : 40%, MI : 35%). Lateral shear forces were predicted far less than anterior-posterior shear forces(total average = 124 N), and the optimization models predicted larger values than the EMG model on average. These results indicated that the optimization models could underestimate compression forces during twisting and extension, and anterior-posterior shear forces during flexion. Thus, future research should address the antagonistic coactivation, one major reason of the difference between optimization models and the EMG model, in the optimization models.
It is well known that the geometry of the articular surface has a major role in determining the position of articular contact and the lines of action for the contact forces. The contact force calculation of the knee joint under the effect of sliding and rolling is one of the most challenging issues in this field. We present a 3-D human knee joint model including sliding and rolling motions and major ligaments to calculate the lateral and medial condyle contact forces from the recovered total internal reaction force using inverse dynamic contact modeling and the Least-Square method. As results, it is believed that the patella, muscles and tendon affect a lot for the internal reaction forces at the initial heel contact stage. With increasing flexion angles during gait, the decreasing contact area is progressively shifted to the posterior direction on the tibia plateau. In addition, the medial side contact force is larger than the lateral side contact force in the knee joint during normal human walking. The total internal forces of the knee joint are reasonable compared to previous studies.
Vo, Anh Khoa;Mai, Thi Loan;Jeon, Myungjun;Yoon, Hyeon Kyu
Journal of Navigation and Port Research
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v.46
no.2
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pp.82-91
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2022
When a ship moves in the proximity of the lateral bank, bank suction forces are generated due to bank effects. Thus, hydrodynamic forces can significantly impact the ship's maneuverability and navigation safety. In this study, model tests were performed to investigate the hydrodynamic forces exerted on a ship, especially suction forces caused by bank effects, using captive model and bank effect tests. A low-speed condition was selected in this study, because of the perilous situation as the ship moves close to the bank. The accuracy of the hydrodynamic forces exerted on the hull was verified, by comparing the results of the static drift test with the results obtained from other institutes at design speed. The straight simulation caused by bank effects was then implemented using estimated hydrodynamic coefficients.
This paper is mainly concerned with the ship-bank interaction by model test. The experiments for the characteristics of hydrodynamic interaction forces and moments between vessel and bank with a mound were carried out in the seakeeping and maneuvering basin. A series of tests were carried out with ship model in parallel course along a vertical sidewall with a mound with varying lateral spacing between model ship and sidewall, length of sidewall and water depth. From the experimental results, it indicated that the hydrodynamic interaction effects increase as length of sidewall with a mound increases. Furthermore, for lateral spacing less than about 0.2L between vessel and bank, it can be concluded that the bank effects increase largely as the lateral spacing between vessel and bank decreases. However, for spacing between vessel and bank more than about 0.3L, the interaction effects increase slowly as lateral spacing decreases. Also, for the water depth to draft ratio(h/d) less than about 1.5, the hydrodynamic interaction effects increase dramatically as h/d decreases.
A numerical analysis and experimental study were performed to investigate the behavior and strength of tube-gusset connection subjected to axial and lateral forces. To investigate the behavior of the connections, experiment was conducted by applying three directional loads. Local buckling and local plastic bending deformation of the connection were observed from the test. Analytical results were compared with test results for the limited cases. Primary interests here are the effect of eccentricity on the strength of the connection. To suggest a formula for the strength of tube-gusset connection, lateral forces were replaced with equivalent wall moment and eccenrtric vertical component force of lateral force. Ultimate strength formula for the each force was proposed. Finally, nondimensionalized ultimate strength interaction relationships between the wall moment of tube($M_w$), vertical axial force($P_v$), and eccentric vertical component of lateral force($P_e$) were formulated through parametric study.
Base isolation technology has been accepted as a feasible and attractive way in improving seismic resistance of structures. The seismic design of new seismically isolated structures is mainly governed by the Uniform Building Code (UBC-97) published by the International Conference of Building Officials. In the UBC code, the distribution formula of the inertial (or lateral) forces leads to an inverted triangular shape in the vertical direction. It has been found to be too conservative for most isolated structures through experimental, computational and real earthquake examinations. In this paper, four simple and reasonable design formulae, based on the first mode of the base-isolated structures, for the lateral force distribution on isolated structures have been validated by a multiple-bay three-story base-isolated steel structure tested on the shaking table. Moreover, to obtain more accurate results for base-isolated structures in which higher mode contributions are more likely expected during earthquakes, another four inertial force distribution formulae are also proposed to include higher mode effects. Besides the experimental verification through shaking table tests, the vertical distributions of peak accelerations computed by the proposed design formulae are in good agreement with the recorded floor accelerations of the USC University Hospital during the Northridge earthquake.
International conference on construction engineering and project management
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2022.06a
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pp.571-578
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2022
Modularization in a high-rise building is different from a small building, as it is exposed to more lateral forces like wind and earthquakes. The integrity, robustness, and overall stability of the modules and their performance is based on the joining techniques and strong structural systems. High lateral stiff construction structures like concrete shear walls and frames, braced steel frames, and steel moment frames are used for the stability of high-rise modular buildings. Similarly, high-rise stick-built buildings have concrete cores and perimeter frames for lateral load strength and stiffness. Methods for general steel-concrete connections are available in many works of literature. However, there are few modular-related papers describing this connection system in modular buildings. This paper aims to review the various research and practice adopted for steel-to-concrete connections in construction and compare the methods between stick-built buildings and modular buildings. The literature review shows that the practice of steel module-to-concrete core connection in high-rise modular buildings is like outrigger beams-to-concrete core connection in stick-built framed buildings. This paper concludes that further studies are needed in developing proper guidelines for a steel module-to-concrete core connection system in high-rise modular buildings.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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