Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제25권4호
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pp.797-808
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2001
Three-dimensional trajectory of fluid particle is simulated by a particle motion, which is able to examine the influences of changes in the several parameters. To calculate the trajectory of a particle, the Runge-Kutta method was utilized. The use of a projectile of particles for the trajectory of liquid jet has been shown to be useful to estimate the influence of different operating parameters such as best particle diameter, density of liquid body, initial take-off velocity, wind velocity, cross wind velocity, take-off angle, and base angle for a released flow from the nozzle. The results give the trajectories of various types of particle of body and at different elevations, base angles, wind velocities and densities of liquid body. The trajectories in a vacuum show that air resistances decreases both the distance and the maximum height of a projectile, and also explain that the termination time is also reduced in air. In addition, the maximum distance in the x direction was obtained with take-off angles from 30 degrees to 45 degrees in still air and the projectile of particles was highly effected by wind and cross wind. Clearly, a particle has to be so positioned as to take the optimum possible advantage of the wind if the maximum distances is requested. The wind astern increased the maximum distances of x direction compared with the wind ahead. Finally, it is possible to optimize the design of pump by using these results.
O'Daniel, James;Adley, Mark;Danielson, Kent;DiPaolo, Beverly;Boone, Nicholas
Computers and Concrete
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제7권2호
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pp.103-118
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2010
Penetration of a fragment-like projectile into Fiber Reinforced Concrete (FRC) was simulated using finite element (FE) and particle formulations. Extreme deformations and failure of the material during the penetration event were modeled with multiple approaches to evaluate how well each represented the actual physics of the penetration process and compared to experimental data. A Fragment Simulating Projectile(FSP) normally impacting a flat, square plate of FRC was modeled using two target thicknesses to examine the different levels of damage. The thinner plate was perforated by the FSP, while the thicker plate captured the FSP and only allowed penetration part way through the thickness. Full three dimensional simulations were performed, so the capability was present for non-symmetric FRC behavior and possible projectile rotation in all directions. These calculations assessed the ability of the finite element and particle formulations to calculate penetration response while assessing criteria necessary to perform the computations. The numerical code EPIC contains the element and particle formulations, as well as the explicit methodology and constitutive models, needed to perform these simulations.
Quazi Muhammad Rashed Nizam;Asif Ahmed;Iftekhar Ahmed
Journal of Radiation Protection and Research
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제48권4호
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pp.204-212
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2023
Background: Isotopes of the projectile may be produced along the beam path during the irradiation of a target by a heavy ion due to inelastic interactions with the media. This study analyzed the production cross-section of carbon (C) and Helium (He) projectile's isotopes resulting from the interactions of these beams with different materials along the beam path. Materials and Methods: In this study, we transport C and He ion beams through different materials. This transportation was made by the Monte Carlo simulation. Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) has been used for this calculation. Results and Discussion: It has been found that 10C, 11C, and 13C from the 12C ion beam and 3He from the 4He ion beam are significant projectile's isotopes that have higher flux than other isotopes of these projectiles. The 4He ion beam has a higher projectile's isotope production cross-section along the beam path, which adds more impurities to the beam than the 12C ion beam. These projectile's isotopes from both the 12C and 4He ion beams have higher production cross-sections in hydrogenous materials like water or polyethylene. Conclusion: It is important to distinguish these projectile's isotopes from the primary beam particles to obtain a precise and accurate cross-section result by minimizing the error during measurement with a nuclear track detector. This study will show the trend of the production probability of projectile's isotopes for these ion beams.
This paper presents results from a study concerning the capability afforded by the RKPM (reproducing kernel particle method) meshfree analysis formulation to predict responses of concrete and UHPC components resulting from projectile impacts and blasts from nearby charges. In this paper, the basic features offered by the RKPM method are described, especially as they are implemented in the analysis code KC-FEMFRE, which was developed by Karagozian & Case (K&C).
Damage by high-speed impact fracture is a dominant mode of failure in several applications of concrete structures. Numerical modelling can play a crucial role in understanding and predicting complex fracture processes. The commonly used mesh-based Finite Element Method has difficulties in accurately modelling the high deformation and disintegration associated with fracture, as this often distorts the mesh. Even with careful re-meshing FEM often fails to handle extreme deformations and results in poor accuracy. Moreover, simulating the mechanism of fragmentation requires detachment of elements along their boundaries, and this needs a fine mesh to allow the natural propagation of damage/cracks. Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) is an alternative particle based (mesh-less) Lagrangian method that is particularly suitable for analysing fracture because of its capability to model large deformation and to track free surfaces generated due to fracturing. Here we demonstrate the capabilities of SPH for predicting brittle fracture by studying a slender concrete structure (column) under the impact of a high-speed projectile. To explore the effect of the projectile material behaviour on the fracture process, the projectile is assumed to be either perfectly-elastic or elastoplastic in two separate cases. The transient stress field and the resulting evolution of damage under impact are investigated. The nature of the collision and the constitutive behaviour are found to considerably affect the fracture process for the structure including the crack propagation rates, and the size and motion of the fragments. The progress of fracture is tracked by measuring the average damage level of the structure and the extent of energy dissipation, which depend strongly on the type of collision. The effect of fracture property (failure strain) of the concrete due to its various compositions is found to have a profound effect on the damage and fragmentation pattern of the structure.
This paper is concerned with numerical simulation of hypervelocity impacts(HVIs) of a projectile on laminated composite plate targets using SPH method. A one-parameter visco-plasticity model and damage model is used to describe the HVIs response of composite materials. The numerical simulation was carried out for a steel projectile striking to aluminum plate targets and for an aluminum projectile striking to laminated graphite/epoxy (Gr/Ep) composite plate targets. Through the numerical simulation, comparison with the HVIs response of isotropic materials and composite materials is discussed.
Fluid impact tests on plates containing mesh reinforcement and polypropylene fibers were modeled and simulated using explicit finite element analysis software, LS-DYNA. The scabbing dimensions obtained by the experiments and the simulations were compared and crack formations were matched. The objective was to test the accuracy and fidelity of the model and to confirm that damage caused by fluid impact on the plates can be estimated with a reasonable accuracy over a wide range of impact velocity.
Development of efficient plant regeneration and genetic transformation protocols (using the Particle Inflow micro-projectile Gun and the shoot-tips as target tissue) of Sorghum bicolor (L.) Moench in terms of expression of the reporter gene, $\beta$-glucuronidase(uidA) is reported here. Two Indian cultivars of sorghum were used in the study, viz. M-35-1 and CSV-15. Plant regeneration was achieved from one-week-old seedling shoot-tip explants via multiple-shoot-clumps and also somatic embryos. The multiple-shoot-clumps were produced on MS medium containing BA (0.5, 1.0 or 2.0 mg/$L^{-1}$), with biweekly subculture. Somatic embryos were directly produced on the enlarged dome shaped expansive structures that developed from shoot-tip explants (without any callus formation) when cultured on MS medium supplemented both with BA (0.5, 1.0 or 2.0 mg/$L^{-1}$) and 2,4-D (0.5 mg/$L^{-1}$). Whereas each multiple-shoot-clump was capable of regenerating more than 80 shoots via an intensive differentiation of both axillary and adventitious shoot buds, the somatic embryos were capable of 90% germination, plant conversion and regeneration. The regenerated shoots could be efficiently rooted on MS medium containing 1.0mg/$L^{-1}$ IBA and successfully transplanted to the glasshouse and grown to maturity with a survival rate of 92%. The plant regeneration efficiency of both the genotypes were similar. After the micro-projectile bombardment, expression of uidA gene was determined by scoring blue transformed cell sectors in the bombarded tissue by an in situ enzyme assay. The optimal conditions comprising a helium pressure of 2200 K Pa, the target distance of 11 cm with helium inlet fully opened and the use of osmoticum have been defined to aid our future strategies of genetic engineering in sorghum with genes for tolerance to biotic and abiotic stresses.
In this study, the behavior of a shaped charge projectile's metal jet was analyzed using flash radiography. The projectile was installed horizontally to observe the behavior of jet for enough time. While the X-ray tube heads are fixed at one point, the behavior range of the jet is wide in this experimental set up, therefore the angle between the X-ray tube heads and the jet tip is changed continuously as jet moves forward. Jet particle's locations calculated from the X-ray films become different from their real positions under this situation because of the film to object distance(FTOD) and correction for error by FTOD is required. In this study, a method was devised to correct the error by FTOD and this was applied for the investigation of jet behavior of a 70 mm caliber's shaped charge.
본 연구는 고속충돌에 따른 파괴로 인하여 발생한 파편들의 분산거동을 예측하기 위해 고속충돌 실험과 함께 재료거동 모델링 및 수치해석을 수행하였다. 알루미늄 합금과 강철로 각각 구성된 2종류의 위협체 및 표적판에 대해 충돌실험을 수행하였으며 위협체는 약 1 km/s의 속력으로 표적판과 충돌하고, 이 충돌로 인하여 발생한 파편은 알루미늄 합금 관측판에 손상을 유발시키게 하였다. 사용된 소재의 차이에 의해 파편의 분산거동이 상이하였으며 이에 따라 관측판에 형성된 파편의 분산 반경 또한 다름을 확인하였다. 수치해석은 실험과 동일한 조건하에서 수행되었으며 파편으로 인한 파괴 및 손상을 모사하기 위하여 입자완화 유체동역학(smoothed particle hydrodynamics, SPH)기법과 유한요소(finite element, FE) 연계 기법을 적용하였다. 실험 측정된 결과와 해석값을 비교분석한 바, 표적판의 관통부 지름과 관측판상의 파편 분산반경은 5 % 이내의 오차로 잘 일치하였다. 아울러 강철 위협체와 강철 표적판이 충돌한 경우 가장 큰 분산반경을 보임에 따라 타 경우에 비해 가장 위협적임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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