• Geomechanics and Engineering
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• 제31권1호
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• pp.99-112
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• 2022

The present study examines the natural frequencies (NFs) of perfect/imperfect functionally graded sandwich beams (P/IP-FGSBs), which are composed of a porous core constructed of functionally graded materials (FGMs) and a homogenous isotropic metal and ceramic face sheets resting on elastic foundations. To accomplish this, the material properties of the FGSBs are assumed to vary continuously along the thickness direction as a function of the volume fraction of constituents expressed by the modified rule of the mixture, which includes porosity volume fraction represented using four distinct types of porosity distribution models. Additionally, to characterize the reaction of the two-parameter elastic foundation to the Perfect/Imperfect (P/IP) FGSBs, the medium is assumed to be linear, homogeneous, and isotropic, and it is described using the Winkler-Pasternak model. Furthermore, the kinematic relationship of the P/IP-FGSBs resting on the Winkler-Pasternak elastic foundations (WPEFs) is described using trigonometric shear deformation theory (TrSDT), and the equations of motion are constructed using Hamilton's principle. A closed-form solution is developed for the free vibration analysis of P/IP-FGSBs resting on the WPEFs under four distinct boundary conditions (BCs). To validate the new formulation, extensive comparisons with existing data are made. A detailed investigation is carried out for the effects of the foundation coefficients, mode numbers (MNs), porosity volume fraction, power-law index, span to depth ratio, porosity distribution patterns (PDPs), skin core skin thickness ratios (SCSTR), and BCs on the values of the NFs of the P/IP-FGSBs.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권4호
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• pp.163-176
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• 2012

진공 수포화 과정에서 진공시간과 진공압력을 달리하면서 진공시간 및 압력이 유효공극률 산정에 미치는 영향을 살펴보았다. 시멘트와 모래의 무게비가 1대1인 3개의 시멘트 시험편과 100% 시멘트 모르타르 3개 등 총 6개 시험편을 이용하여 진공 압력을 2, 4, 6, 8, 10 torr, 진공시간을 20, 40, 60, 80, 100분으로 달리하며 측정되는 유효공극률을 비교하였다. 평균 약 25%와 40%로 비교적 큰 유효공극률을 갖는 시멘트 시험편에 대하여 진공압력이 10, 6, 2 torr 일 때 진공시간이 100 ~ 20 분으로 변화하는 3개 시험군 끼리의 결과를 비교하면, 절대편차의 평균값이 0.6%에서부터 0.5%, 0.2%로 작게 나타났다. 진공시간이 100, 60, 20분일 때 진공압력을 각각 2 ~ 10 torr로 변화시키면서 수행한 실험군 끼리의 유효공극률을 비교해도 진공시간이 짧아지면 절대편차의 평균값이 커지는 경향이 있었다. 이로부터 진공압력/진공시간에 관한 국제암반역학회(ISRM) 표준(제안)시험법의 "6 torr 이하/1시간 이상"의 단서로 유추할 수 있었다. 동일한 진공압력에서 진공시간이 20분씩 줄어들 때의 효과와 동일한 진공시간일 때 진공압력이 2 torr씩 낮아질 때의 효과를 정성적으로 밖에 확인할 수 없었는데 그 이유로 습식진공으로 포화된 시험편 내 수분이 $105^{\circ}C$ 오븐 내에서의 건조과정 후에도 완전히 건조되지 않아서 시험편의 초기 함수정도를 동일하게 할 수 없기 때문임을 밝혔다.

• 유기물자원화
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• 제20권3호
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• pp.71-82
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• 2012

국내에서 퇴비화 첨가제로 주로 사용되는 재료로는 톱밥과 목편(woodchip)으로서, 이들 첨가제는 주로 적정 수분함량 및 C/N비의 조절에 주안점을 주고 사용되고 있다. 하지만 톱밥과 목편(woodchip)은 서로 상이한 물리적 특성을 나타내고 있으며, 첨가제의 공기투과성에 대한 연구는 활발히 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 퇴비화 첨가제로 주로 사용되고 있는 톱밥과 목편(woodchip)의 혼합비율에 따라 용적 밀도, 수분함량, 공기공극, 입자크기, 공기유속 등이 공기투과성에 미치는 영향을 파악하였다. 모든 첨가제에서 수분함량이 증가함에 따라 공기공극율은 감소하고 입자크기는 증가하였으며, 특히 목편의 혼합비율이 높아짐에 따라 이러한 효과는 더욱 증대되는 경향을 나타내었다. 공기공극율과 수분함량은 선형의 관계로서 공기투과성에 미치는 영향은 매우 유사하게 나타났다. 건조수분함량 0.25~0.43(d.b.)(습윤수분함량으로는 20~30%) 이후의 구간에서는 공기공극율이 낮아짐에도 불구하고 압력손실이 감소함으로써 공기투과성이 개선되는 현상을 보이고 있다. 특히 입자크기가 5 mm로 커질 때까지 압력손실은 지수적으로 감소하여 공기투과성이 현저히 개선되고 있다. 이는 수분함량 증가에 따라 미세입자가 입단화됨으로써 대공극이 증가하고 이에 따라 공기이동성이 원활해 졌기 때문으로 여겨진다. 따라서 첨가제의 입자크기가 공기공극율이나 수분함량에 비하여 공기투과성에 미치는 영향이 매우 높았으며, 퇴비화시에는 초기 입자크기를 5 mm 이상으로 조절하는 것이 적합하다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.171-180
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• 2015

울릉도 지열조사 시추공에서 채취한 암석코어 중 약 20 m 간격으로 수집한 23개의 코어시료에 대하여 수포화 전기비저항과 건조 전기비저항, 건조밀도와 유효공극률을 측정하고, 암석코어 별 전기비저항 범위를 제시하였으며 물성간 상관성을 분석하였다. 암석코어의 건조과정 말미에 질소가스를 주입함으로써 습기의 공극내 유입 및 흡착을 지연시켜 건조 전기비저항을 측정할 수 있는 전처리 방법을 고안하였다. 측정된 물성 상호간의 상관성을 분석한 결과, 울릉도 암석코어의 건조밀도는 유효공극률과 매우 높은 상관성을 보였는데, 특히 '건조밀도 감소에 대한 유효공극률 증가율'이 암종에 따라서 큰 차이를 보여서 현무암질 화산쇄설암이 가장 크고 조면암질 화산쇄설암, 조면암의 순으로 작아진다. 따라서 울릉도 암석코어는 건조밀도와 유효공극률의 상관성 분석만으로도 암종 구별이 용이한 특징을 나타내었다. 수포화 전기비저항은 유효공극률 및 건조 밀도와 매우 높은 상관성을 보이는 반면 건조 전기비저항은 이들과 특별한 상관관계를 찾을 수 없었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권2호
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• pp.35-51
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• 1997

강원도 평창군 연평면과 용평면 일원에 위치한 백옥포유역과 이목정유역에서 산림의 환경변화(임상차이 및 피해목 벌채)가유출과토양내 수저유능력에 미치는 영향을 구명하기 위하여 1983∼1993년의 유출량, 유출률, 유황곡선등을 분석하였다. 또한 유출 구성성분중 총유출량, 직접유출량, 토양내 가비중, 전공극량, 조공극, 세공극, 투수성, 유출가능수량을 분석하였다. 유출을, 유출량, 유황곡선은 임상이 불량한 이목정유역이 임상이 양호한 백옥포유역보다 높게 나타났으며, 두시험유역 모두에서 전처리기간이 처리기간보다 낮게 나타났다. 또한 벌채에 의한 산림환경변화에 따라 융설촉진 현상이 처리기간에 크게 일어났으며, 융설지연 현상으로 인한 산림효과가 전처리기간에 나타났다 산림환경변화에 따른 토양의 물리적 성질중 가비중, 전공극량(조공극, 세공극), 투수성, 유출가능수량에서도 백옥포유역이 이목정유역보다 양호하였으며, 두 시험유역 모두에서 전처리기간이 처리기간보다 양호한 결과를 나타내어 산림환경 변화에 따른 수자원함양기능의 중요성을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.647-653
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• 2016

본 연구에서는 FA (Fly Ash)를 20%치환한 배합에 대하여 TDFA (Tire Derived Fuel Ash)를 3.0~12.0%까지 중량 치환하면서 내구성 평가를 수행하였다. TDFA는 열병합발전소에서 열효율을 높이기 위해 폐타이어를 혼소시킨 뒤 발생한 산업부산물로서 국내에서 콘크리트에 적용한 연구는 없는 상태이다. 이를 위해 물-결합재를 50%, FA를 20% 치환한 Control 콘크리트를 제조하였으며, TDFA를 치환하면서 압축강도, 촉진 탄산화 시험, 촉진염해 시험, 공극구조평가를 수행하였다. 압축강도, 탄산화, 공극구조에서는 12%까지 TDFA를 FA와 치환해도 동등이상의 성능을 확보하였다. 특히 염해에 대해서는 TDFA의 치환률의 증가에 따라 뚜렷한 염화물 확산계수의 감소를 나타내어 최종적으로 75.3~70.9%까지 염화물 확산계수가 감소하였다. TDFA를 혼입한 콘크리트 배합시, 워커빌리티의 확보가 가능하다면 TDFA를 혼입한 콘크리트는 내구성 개선에 효과적일 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권1호
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• pp.47-62
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• 2020

In this study, free vibration behavior of trapezoidal sandwich plates with porous core and two graphene platelets (GPLs) reinforced nanocomposite outer layers are presented. The distribution of pores and GPLs are supposed to be functionally graded (FG) along the thickness of core and nanocomposite layers, respectively. The effective Young's modulus of the GPL-reinforced (GPLR) nanocomposite layers is determined using the modified Halpin-Tsai micromechanics model, while the Poisson's ratio and density are computed by the rule of mixtures. The FSDT plate theory is utilized to establish governing partial differential equations and boundary conditions (B.C.s) for trapezoidal plate. The governing equations together with related B.C.s are discretized using a mapping- generalized differential quadrature (GDQ) method in the spatial domain. Then natural frequencies of the trapezoidal sandwich plates are obtained by GDQ method. Validity of current study is evaluated by comparing its numerical results with those available in the literature. A special attention is drawn to the role of GPLs weight fraction, GPLs patterns of two faces through the thickness, porosity coefficient and distribution of porosity on natural frequencies characteristics. New results show the importance of this permeates on vibrational characteristics of porous/GPLR nanocomposite plates. Finally, the influences of B.C.s and dimension as well as the plate geometry such as face to core thickness ratio on the vibration behaviors of the trapezoidal plates are discussed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권3호
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• pp.289-304
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• 2023

The main objective of this paper is to study the effect of porosity on the buckling behavior of thick functionally graded sandwich plate resting on various boundary conditions under different in-plane loads. The formulation is made for a newly developed sandwich plate using a functional gradient material based on a modified power law function of symmetric and asymmetric configuration. Four different porosity distribution are considered and varied in accordance with material propriety variation in the thickness direction of the face sheets of sandwich plate, metal foam also is considered in this study on the second model of sandwich which containing metal foam core and FGM face sheets. New quasi-3D high shear deformation theory is used here for this investigate; the present kinematic model introduces only six variables with stretching effect by adopting a new indeterminate integral variable in the displacement field. The stability equations are obtained by Hamilton's principle then solved by generalized solution. The effect of Pasternak and Winkler elastic foundations also including here. the present model validated with those found in the open literature, then the impact of different parameters: porosities index, foam cells distribution, boundary conditions, elastic foundation, power law index, ratio aspect, side-to-thickness ratio and different in-plane axial loads on the variation of the buckling behavior are demonstrated.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권4호
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• pp.443-459
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• 2023

This study investigates the theoretical thermal buckling analyses of thick porous rectangular functionally graded (FG) plates with different geometrical boundary conditions resting on a Winkler-Pasternak elastic foundation using a new higher-order shear deformation theory (HSDT). This new theory has only four unknowns and involves indeterminate integral variables in which no shear correction factor is required. The variation of material properties across the plate's thickness is considered continuous and varied following a simple power law as a function of volume fractions of the constituents. The effect of porosity with two different types of distribution is also included. The current formulation considers the Von Karman nonlinearity, and the stability equations are developed using the virtual works principle. The thermal gradients are involved and assumed to change across the FG plate's thickness according to nonlinear, linear, and uniform distributions. The accuracy of the newly proposed theory has been validated by comparing the present results with the results obtained from the previously published theories. The effects of porosity, boundary conditions, foundation parameters, power index, plate aspect ratio, and side-to-thickness ratio on the critical buckling temperature are studied and discussed in detail.

• Advances in materials Research
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• 제13권3호
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• pp.243-251
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• 2024

The asymmetric polylactic acid (PLA) membrane was prepared via phase inversion method using non-solvent induced separation (NIPS) technique. This study aims to synthesized as well as to characterize the PLA membrane and evaluating the membrane performance on water flux and permeability. In addition, this research also studied the removal performance of methylene blue dye. The polymer solution has been prepared using 12 wt.% of PLA and dissolved in 88 wt.% of Dimethylacetamide (DMAc) as a solvent. Then, the cast film was immersed in different ratio of coagulant bath medium (distilled water: methanol: ethanol) ranging from 100:0:0, 75:25:0, 75:0:25 and 75:12.5:12.5, respectively). Several characterizations were performed which include, membrane contact angle and membrane porosity. Performance PLA membranes were determined in terms of water flux and permeability at 1 bar transmembrane pressure using dead-end permeation cell. Finally, methylene blue (MB) removal efficiency was tested at the same transmembrane pressure. The findings revealed that the increase of alcohol concentration in coagulant bath resulted in higher porosity and lower contact angle. In short, MB dye rejection efficiency is also closely related to the amount of alcohol ratio used in coagulant baths. Increases in concentration of methanol and ethanol in coagulant bath medium increases the membrane porosity thus increased in efficiency of methylene blue rejection.