• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권3호
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• pp.974-987
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• 2021

This paper presents ductile fracture simulation of full-scale cracked pipe for nuclear piping materials using the cohesive zone model (CZM). The main objective of this study is to investigate the applicability of CZM to predict ductile fracture of cracked pipes with various crack shapes and under quasi-static/dynamic loadings. The transferability of the traction-separation (T-S) curve from a small-scale specimen to a full-scale pipe is demonstrated by simulating small- and full-scale tests. T-S curves are calibrated by comparing experimental data of compact tension specimens with finite element analysis results. The calibrated T-S curves are utilized to predict the fracture behavior of cracked pipes. Three types of full-scale pipe tests are considered: pipe with circumferential through-wall crack under quasistatic/dynamic loadings, and with 360° internal surface crack under quasi-static loading. Computational results using the calibrated T-S curves show a good agreement with experimental data, demonstrating the transferability of the T-S curves from small-scale specimen.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.341-348
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• 2013

본 연구에서는 토성에 따른 물의 이용효율을 높이면서 재배 작물의 생산성을 최대화하기 위한 효율적인 자동관개 로직을 개발하고자, 수분장력값을 관수 개시점으로 하여 물 공급 유지와 멈춤을 간헐적으로 수행하는 펄스형 관개방식과 측정한 수분장력값을 이용하여 토양수분량을 예측해 재배작물에 적합한 물량을 추가 투입하는 필요물량계산 관수방식을 적용하여 토성이 다른 실험베드에서 2년간 토마토 작물을 재배하면서 토양수분 함량과 장력의 변화를 측정비교하였다. 물공급 30초와 멈춤 30분 및 15분 조건을 이용한 펄스형 관수방식과 필요물량계산 방식에서 얻어진 수분장력값은 목표한 -20kPa 조건에 비해 각각 -42~-8kPa, -20~-10kPa로 나타나 필요물량 계산방식이 균일한 수분장력을 유지하는 측면에서는 유리하였으나 토양수분상태는 상대적으로 습하였다. 공시 토성 모두에서 수분함량은 수분장력에 비해 시간반응이 빠르면서 물공급에 따라 비례적으로 증가하는 경향이 뚜렷하였다. 수분변화 값은 펄스형 관수와 필요물량계산 관수방식의 경우 사양토 기준으로 각각 17~24%, 19~31%로서 펄스형 관수방식이 수분변화 값이 작으면서 시간에 따라 안정적인 값을 유지한 것으로 나타났는데 이는 물공급에 따른 수분함량의 시간변화가 수분장력에 비해 뚜렷하게 빠름과 관계가 있는 것으로 판단하였다. 이러한 결과로부터 펄스형 관수방식은 수분함량값을 이용하여 수분을 조절하는 것이 유리함을 의미한다.

• 수산해양기술연구
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• 제36권3호
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• pp.157-165
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• 2000

연안 소형 어선의 조업 효율을 향상시키기 위한 연구의 일환으로 소형 유압식 어로윈치시스템을 설계하고, auto tension 기능을 내장시켜 이 시스템의 개루프 상태에 대한 동적 응답 특성을 분석, 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 연구에서 설계, 제작한 소형 윈치시스템은 갑판상 어느 장소에서도 조작이 가능하도록 원격조작방식을 채용하고 있기 때문에 어로 작업시의 인력 감소와 작업의 효율성을 높일수 있다고 생각된다. 2. 솔레노이드 밸브를 ou/off 조작하여 윈치를 구동할 때, 정전 및 역전 구동 조작에 대한 윈치 드럼의 회전 지연시간(dead time)은 각각 0.09 sec, 0.04 sec이었다. 또한 on/off 레버의 조작을 행한 직후 응답 특성은 약간 불안정하였지만, 짧은 경과 시간을 거쳐 안정되는 추종성능을 나타내었다. 3. 윈치를 auto tension mode로서 구동하는 경우, 윈치의 회전축에 55.9 kgf$.$m 이상의 토오크가 작용하면 윈치는 5.1 rpm의 회전속도로서 줄을 풀어내고, 그 이하의 토오크가 작용하면 11.1 rpm의 회전속도로서 줄을 감아들이는 자동 권양 윈치의 기능을 발휘한다. 4. 윈치의 auto tension mode에 대한 과도 응답에서 부하가 급격히 증가할 때와 감소할 때의 정정 시간은 0.12 sec, 0.2sec이었고, 그 때의 회전속도는 각각 11 rpm, 5.3 rpm이었다. 5. 원격제어조작에 따른 윈치의 토오크 및 회전속도에 대한 추종성능은 정전 구동에 있어서는 0.23 sec, 역전 구동의 경우에 있어서는 0.37 sec 이내로서 비교적 안정된 응답 특성을 나타내었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 설계한 소형 어선용 자동 권양 윈치 시스템은 인력을 절감하고, 부하의 급속한 변화에 대한 추종 성능이 현용 어로시스템에 비하여 매우 우수하기 때문에 해상에서 어로작업시 과부하에 대한 어구의 손상 방지 및 조업 효율의 향상에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.540-545
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• 2010

본 연구는 시설재배오이의 적정 관개시점의 평가를 통한 물 관리 방안을 설정하기 위하여 수행하였다. 경기도 연천군 전곡읍 소재의 오이 시설재배 농가에서 Tensiometer를 이용한 자동관개시스템을 구축하고, 이를 이용하여 관개시점이 15, 20, 30, 40 kPa인 4개의 처리구를 두어 일반농가의 관행 관개방법과 비교하여 오 이의 생산력과 물의 이용효율을 평가하였다. 관개방법에 따른 오이과실의 수량과 당도는 통계학적 차이는 없었으나 15 kPa보다 20, 30 kPa, 관행 처리구에서 각각 수량이 6%, 7%, 9% 높게 나타냈으며, 과실의 당도는 30 kPa 처리구에서 가장 높은 값인 4.1$^{\circ}brix$, 관행과 40 kPa에서 가장 낮은 값인 3.7 $^{\circ}brix$를 나타냈다. 건물중은 30 kPa에서 가장 큰 값을 나타내었으며 15, 20, 30 40 kPa처리구의 식물체 수분함량은 92, 86, 85, 84%로 조사되었다. 오이의 생육 기간 중 사용된 관개량은 관행 > 15 kPa > 20 kPa > 30 kPa > 40 kPa 순이었으며, 절수율은 관행을 기준으로 15 kPa 처리구에서 46%, 20 kPa 처리구에서 48%, 30 kPa 처리구에서 58%, 40 kPa 처리구에서 69%가 절약되었다. 1 kg의 과실을 생산하는데 사용되는 물이용률은 관행이 가장 비효율적이며, 관행에 비해 15, 20, 30, 40 kPa처리구가 관행구보다 36~67%정도 물이 적게 사용되었다. 과실수량과 당도 등에 처리별 유의한 차이가 없으므로 30~40 kPa수준으로 관개 시점 설정 시 60%이상의 물절약이 가능 할 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권9호
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• pp.15-21
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• 1997

In this paper, a self-activated cable spooling system for seaborne winch is developed . The system consists of a hydraulic servo driving unit and a cable position measurement mechanism. To realize the cable spooling system, it is carried out the mathematical modelling of the system and designed the proportional controller through the system aalysis and the simulation. The cable spooling system is tested and evaluated to validate the performance of the controller. The test results shows a good traceability of the cable spooling system under disturbance of cable tension.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.306-311
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• 2003

A growing fatigue crack is known to be retarded on application of an overload cycle. The retardation may be characterized by the total number of cycles involved during retardation and the retarded crack length. The overload ratio plays an important role to influence the retardation behavior. The objective of the present investigation is to study the effect of different overload ratio on the retardation behavior. For DENT(double edge notched tension) specimens and ESET(eccentrically-loaded single edge crack tension) specimens, fatigue crack growth tests are conducted under cyclic constant-amplitude loading including a single tensile overloading with different overload ratios. The proposed crack retardation model predicts crack growth retardation due to a single tensile overloading. The predictions are put into comparison with the experimental results to confirm the reliability of this model.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제1권1호
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• pp.13-19
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• 2009

The primary objective of this paper is to investigate the dynamic stability and survivability of a four-column classic TLP (tension-leg platform) under less-than-extreme storm conditions where one or more tendons have been lost due to damage or disconnect. The transient responses of the platform and tendon tensions at the moment of disconnection are particularly underscored. The numerical simulation is based on the BE-FE hybrid hull-tendon-riser coupled dynamic analysis in time domain. Compared to the common industry practice of checking the system without a failed tendon in the beginning, the maximum tension on the neighboring tendon can be significantly increased at the moment of disconnection due to the snap-like transient effects, which can lead to unexpected failure of the total system. It is also found that the transient effects can be reduced with the presence of TTRs (top-tensioned risers) with pneumatic tensioners. It is also seen that the TLP cannot survive in the 100-yr hurricane condition after losing one tendon.

• 한국기계가공학회지
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• 제3권1호
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• pp.72-78
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• 2004

In this paper, mechanical behaviors of developed pedicle screw system, made of bio-mechanical materials(Ti-6Al-4V, Grade 5), ale predicted using FEM analysis. As a first step, morphologic construction of normal Korean spines and surgical operation convenience are considered to design optimum pedicle screw system. In this step, various design variables are considered as design parameters to develop optimized models. As a next step, tension and bending tests are performed to improve the structural performance of the developed system using finite element method. In this step, required Static compression and bending test specifications by ASTM F-04 25 04 01 are applied to understand the bio-mechanical behaviors of the designed spinal implant system under various load types. As the results of this research, it is possible to develop efficient pedicle screw system, having enough rigidity and fixation to stand any spinal damage under allowable stress conditions.

• Computers and Concrete
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• 제7권4호
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• pp.317-329
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• 2010

The paper describes localization of deformation in a bar under tensile loading. The material of the bar is considered as non-linear viscous elastic and the bar consists of two symmetric halves. It is assumed that the model represents behavior of the quasi-brittle viscous material under uniaxial tension with different loading rates. Besides that, the bar could represent uniaxial stress-strain law on a single plane of a microplane material model. Non-linear material property is taken from the microplane material model and it is coupled with the viscous damper producing non-linear Maxwell material model. Mathematically, the problem is described with a system of two partial differential equations with a non-linear algebraic constraint. In order to obtain solution, the system of differential algebraic equations is transformed into a system of three partial differential equations. System is subjected to loadings of different rate and it is shown that localization occurs only for high loading rates. Mathematically, in such a case two solutions are possible: one without the localization (unstable) and one with the localization (stable one). Furthermore, mass is added to the bar and in that case the problem is described with a system of four differential equations. It is demonstrated that for high enough loading rates, it is the added mass that dominates the response, in contrast to the viscous and elastic material parameters that dominated in the case without mass. This is demonstrated by several numerical examples.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.175-176
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• 2006

Electrowetting is prevailing for its various applicability on lap-on-a-chip, and MEMS devices, such as a pump, lens, micro-actuator in the micro-TAS technology. In the usual electrowetting, an AC power is preferred to DC practically. The AC electric field delays the contact angle-saturation, decreases the hysterisis, and is more stable in the view point of dielectric strength. But researches for AC electric field on electrowetting have not been reported very much yet. The different effect of AC on the electrowetting system, especially the effect of a frequency needs to be understood more concretely. In this work, the usual system for electrowetting, water droplet on the dielectric coated electrode (EWOD) is analyzed. Experimental study on the response of contact angles on input frequencies is performed. The simple circuit-model for EWOD system is considered to explain the experimental results. For more concrete understanding, the system is analyzed numerically, where simple AC-conduction model is used. Wetting tensions are analyzed under various input frequency to excavate the experimental results for the responses of the system on input frequencies.