• Computers and Concrete
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• 제2권6호
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• pp.455-479
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• 2005

This paper describes a 2D nonlinear finite element analysis (NLFEA) platform that combines heat flow analysis with realistic analysis of cracked reinforced concrete structures. The behavior models included in the structural analysis are mainly based on the Modified Compression Field Theory and the Distributed Stress Field Model. The heat flow analysis takes into account time-varying thermal loads and temperature-dependent material properties. The capability of 2D nonlinear transient thermal analysis is then implemented into a nonlinear finite element analysis program VecTor2(C) for 2D reinforced concrete membranes. Analyses of four numerical examples are performed using VecTor2, and results obtained indicate that the suggested nonlinear finite element analysis procedure is capable of modeling the complete response of a concrete structure to thermal and mechanical loads.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권8호
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• pp.65-71
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• 2008

This paper presents a transient heat transfer analysis of a drum brake shape. The transient heat transfer analysis of automotive drum brakes with frictional contact is performed by using the finite element method. The drum brake type studied in the page is the internally expanding one in which two shoes fitted externally with frictional material are forced outward against surface a rotating drum on the wheel unit. In this case, the braking power is produced by the friction force between a drum and a lining, and is converted into heat. The brake drum has constant material properties. The air inside the drum has temperature-dependent thermal conductivity and enthalpy. Radiation effects are ignored. The result explains the reason why hair crack and cause of drum failure occur. The temperature of drum is in proportion to the drum thickness and nonlinear changes at every points of drum. It's necessary for the decrease of the drum temperature to make the air inside drum flow.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.11-14
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• 2008

This paper is currently being conducted to develop a nonlinear finite element analysis methods for predicting the structural behavior of reinforced concrete structures, exposed to fire. The changes in thermal parameters are discussed from the point of view of changes of structure and chemical composition due to the high temperature exposure. Although, this study considers codes standard fire for reinforced concrete frame, any other time-temperature relationship can be easily incorporated.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.31-39
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• 2009

최근 고층건물의 화재안전성에 대한 문제점이 사회적으로 부각되어지고 있으며, 이러한 고층 건물에 다수 사용되고 있는 CFT기둥 부재에 대한 내화성능을 정량적으로 평가하는 방법이나 기준들이 마련되지 않은 상황이다. 이에 본 연구에서는 고강도 콘크리트를 충전한 CFT 단주를 제작하여 내화실험을 실시하고, 화재시 내화성능평가 및 비정상온도분포해석을 이용한 해석을 수행하여 온도분포해석의 모델링을 제안할 수 있었다. 이것을 기초로 CFT Stub Column의 고온특성 평가결과를 활용하여 화재시 내화시간에 따른 CFT기둥의 잔존내력 예측식을 유도할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.189-197
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• 2007

터널 라이닝은 대형 화재 등과 같은 고온에 노출될 경우, 폭렬이 발생하고 이로 인해 급격한 온도 전달 및 내력 저하로 구조체 붕괴의 원인이 될 수 있다는 것이 여러 사례를 통해 보고되고 있다. 본 연구는 터널라이닝의 내화뿜칠 재료로 매우 적합할 것으로 판단되는 고인성 고내화성 시멘트 복합체(FR-ECC)를 개발하고 이의 역학적 특성 및 내화 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 FR-ECC에 있어서의 배합 요인을 실험 변수로 내화 시험을 실시하였으며 비정상 온도 분포 해석 기법(nonlinear transient heat flow analysis)을 이용하여 이를 해석적으로 묘사 검증되었다. 또한, 실험 결과를 통해 검증된 해석 기법을 이용하여 터널라이닝에 대한 열전달 해석을 수행하여 FR-ECC를 내화 2차 라이닝재로 이용하는 경우의 거동 특성을 분석하였다. 실험 결과 내화 성능을 향상시키기 위한 FR-ECC의 최적 배합은 PVA 섬유 또는 PP 섬유 혼입률 $V_f=2.0%$, 다공성 세라믹재 혼입률 $V_C=3.6%$, 공기량 $V_A=15%$로 나타났으며, 검증된 비정상 온도 분포 해석 기법을 이용하여 기존 터널에 40mm FR-ECC를 추가 라이닝 한 경우에 대한 해석 결과, 콘크리트 및 철근의 온도 분포가 모두 $350^{\circ}C$ 이내에서 제어되어 터널 내 콘크리트 및 철근에 대한 화재 피해를 방지할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.283-292
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• 2007

본 연구는 화재에 노출된 철근콘크리트 구조물의 열적 특성 및 구조 거동을 예측할 수 있는 비정상 온도 분포 해석 및 비선형 유한요소해석 기법 개발에 관한 것으로써, 범용 유한요소해석 프로그램인 DIANA를 이용하여 화재에 의한 고온을 받는 철근콘크리트 구조에 대한 수치해석을 수행하고 그 결과를 비교분석하였다. 고온을 받는 철근콘크리트 골조에 대한 수치해석은 시간의존 비정상 온도 분포 해석과 비선형 유한요소해석의 2단계로 진행된다. 비정상 온도 분포 해석에서는 열전도율, 열용량, 열팽창계수에 대한 시간의존 변수를 온도 함수로 표현하여 이를 고려하였으며, 비선형 유한요소해석에 있어서는 콘크리트의 비선형성과 균열을 고려하기 위하여 파괴 역학적 관점을 도입하였다. 또한 철근콘크리트 단순보에 대한 내화 실험을 실시하여, 재료의 열적 특성 및 해석 기법에 대한 검증을 실시하였다. 이러한 해석 기법을 철근콘크리트 골조로 확장하여 열에 의한 콘크리트 및 철근의 역학적 물성 변화 요인을 고려한 해석을 통하여 각각의 변수에 대한 비교 분석을 수행하였다. 본 연구에서의 고온 환경하의 철근콘크리트 구조물에 대한 비선형 유한요소해석기법은 온도에 따른 재료의 열적 특성 및 역학적 성능 및 화재-온도 곡선을 자유롭게 입력하여 고려할 수 있으며, 추후 관련 해석에 용이하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.477-488
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• 2008

The objective of the paper is to analyze the thermally induced density wave oscillations in water cooled boiling water reactors. A transient thermal hydraulic model is developed with a characteristics-based implicit finite-difference scheme to solve the nonlinear mass, momentum and energy conservation equations in a time-domain. A two-phase flow was simulated with a one-dimensional homogeneous equilibrium model. The model treats the boundary conditions naturally and takes into account the compressibility effect of the two-phase flow. The axial variation of the heat flux profile can also be handled with the model. Unlike the method of characteristics analysis, the present numerical model is computationally inexpensive in terms of time and works in a Eulerian coordinate system without the loss of accuracy. The model was validated against available benchmarks. The model was extended for the purpose of studying the flow-induced density wave oscillations in forced circulation and natural circulation boiling water reactors. Various parametric studies were undertaken to evaluate the model's performance under different operating conditions. Marginal stability boundaries were drawn for type-I and type-II instabilities in a dimensionless parameter space. The significance of adiabatic riser sections in different boiling reactors was analyzed in detail. The effect of the axial heat flux profile was also investigated for different boiling reactors.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.994-1000
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• 2011

본 논문은 압전소자의 주기적인 발진운동을 탄성 변환하여 유체유동을 유발하는 압전소자 팬의 수치해석 모델에 대한 연구이다. LED 모듈 등의 고밀도 열이 발생하는 소형 전자장치의 냉각에 적용이 가능한 압전소자 냉각팬의 성능 향상을 위해 CFD 도구를 이용하였다. 본 논문의 결과는 압전소자의 길이 5cm와 방열판의 길이 3cm라는 비율이 효과적이었다. 이는 기하학적으로 비슷한 형태를 가지고 다른치수를 가지는 모델에서 기초적인 설계를 하는데 도움이 될 것이다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권4호
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• pp.437-448
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• 2017

The problem of flow through the vent is formulated as an unsteady, nonlinear, ordinary differential equation and solved using Runge-Kutta method to obtain pressure inside payload faring. An inverse problem for prediction of the discharge coefficient is presented employing measured internal pressure of the payload fairing during the ascent phase of a satellite launch vehicle. A controlled random search method is used to estimate the discharge coefficient from the measured transient pressure history during the ascent period of the launch vehicle. The algorithm predicts the discharge coefficient stepwise with function of Mach number. The estimated values of the discharge coefficients are in good agreement with differential pressure measured during the flight of typical satellite launch vehicle.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2008년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.193-197
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• 2008

Recently, it increases in use of CFT(Concrete filled steel tube, below CFT) that is an excellent internal force and deformation capacity because material and method are required to be diversification and High-Performance according to increase the super-high structure. And it is proposed to use high-strength Concrete Filled steel Tube Column. But it is difficult quantitative evaluation about fire-resist performance of CFT because steel tube bind concrete. Also, the case of high strength CFT is feared that spalling occur inside. Therefore, this study made CFT specimen that determine the factor(which is strength of concrete) and then CFT column was exposed to heating controlled as closely as possible the ISO-834 standard fire curve. Also, it tried to analyze internal temperature through nonlinear transient heat flow analysis.