The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.22
no.1
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pp.27-35
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2017
In this study, an integrated 2-in-1 transformer for a low-weight and low-cost light-emitting diode lighting power supply is proposed. In the transformer, a power factor correction (PFC) inductor and an LLC resonant transformer are placed and integrated on a single magnetic core. The amount of mutual interference, represented by the coupling coefficient, between magnetic fluxes generated from each magnetic source is minimized by using the new shape core of an integrated 2-in-1 transformer. The design consideration on critical conduction mode PFC converter and LLC resonant converter using the proposed 2-in-1 integrated transformer is described, and the overall performance of the 150 W LED PSU shown through the experiment.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.16
no.2
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pp.9-17
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2002
A high-efficiency electronic ballast for HID lamps is presented. The ballast consists of a PFC and a resonant inverter. To reduce losses of the ballast, DC link voltage should be determined by taking into account the peak voltage of lamp and the maximum flux density should be kept 0.2[T] on all of inductors. AR inductor at bridge diode is employed in order to remove currant harmonics from PFC. An inductor is connected in series with an electrolytic capacitor at DC link to reject high-frequency current. The acoustic resonance is eliminated using the stead spectrum technique. The electronic ballast for 250[W] metal-halide discharge lamp is implemented and 96[%] efficiency, no acoustic resonance and low conducted EMI level are accomplished.
In this investigation, the interaction between opening space and neighboring joint has been examined by experimental test and Particle flow code in two dimension (PFC2D) simulation. Since, firs of all PFC was calibrated using Brazilian experimental test and uniaxial compression test. Secondly, diverse configurations of opening and neighboring joint were provided and tested by uniaxial test. 12 rectangular sample with dimension of 10 cm*10 cm was prepared from gypsum mixture. One quarter of tunnel and one and or two joint were drilled into the sample. Tunnel diameter was 5.5 cm. The angularities of joint in physical test were 0°, 45° and 90°. The angularities of joint in numerical simulation were 0°, 30°, 60°, -30°, -45°, -60° and its length were 2cm and 4cm. Loading rate was 0.016 m/s. Tensile strength of material was 4.5 MPa. Results shows that dominant type of crack which took place in the model was tensile cracks and or several shear bands develop within the model. The Final stress is minimum in the cases where oriented angle is negative. The failure stress decrease by decreasing the joint angle from 30° to 60°. In addition, the failure stress decrease by incrementing the joint angle from -30° to -60°. The failure stress was incremented by decreasing the number of notches. The failure stress was incremented by decreasing the joint length. The failure stress was incremented by decreasing the number of notches. Comparing experimental results and numerical one, showed that the failure stress is approximately identical in both conditions.
Granular soils having a large particle size have been used as a filling material in the construction of foundation, harbor, dam, and so on. Consequently, the shear behavior of this granular soil plays a key role in respect of stability of structures. For example, soil particle crushing occurring at the interface between structure and soil and/or within soil mass can cause a disturbance of ground characteristics and consequently induce issues in respect of stability of structures. In order to investigate the shear behavior according to an existence and nonexistence of particle crushing, numerical analyses were conducted by using the DEM (Discrete Element Method)-based software program PFC2D (Particle Flow Code). By dividing soil particle bonding model into crushing model and noncrushing model, total four particle bonding models were simulated and their results were compared. Noncrushing model included one ball model and clump model, and crushing model included cluster model and Lobo-crushing model. The combinations of soil particle followed the research results of Lobo-Guerrero and Vallejo (2005) which were composed of eight circles. The results showed that the friction angle was in order of clump model > cluster model > one ball model. The particle bonding model compared to one ball model and noncrushing model compared to crushing model showed higher shear strength. It was also concluded that the model suggested by Lobo-Guerrero and Vallejo (2005) is not appropriate to simulate the soil particle crushing.
In this paper, the anisotropy of tensile behaviours of layered rocks consisting internal notch has been investigated using particle flow code. For this purpose, firstly calibration of PFC2D was performed using Brazilian tensile strength. Secondly Brazilian test models consisting bedding layer was simulated numerically. Thickness of layers was 10 mm and layered angularity was $90^{\circ}$, $75^{\circ}$, $60^{\circ}$, $45^{\circ}$, $30^{\circ}$, $15^{\circ}$ and $0^{\circ}$. The strength of bedding interface was too high. Each model was consisted of one internal notch. Notch length is 1 cm, 2 cm and 4 cm and notch angularities are $60^{\circ}$, $45^{\circ}$, $30^{\circ}$, $15^{\circ}$ and $0^{\circ}$. Totally, 90 model were tested. The results show that failure pattern was affected by notch orientation and notch length. It's to be noted that layer angle has not any effect on the failure pattern. Also, Brazilian tensile strength is affected by notch orientation and notch length.
In order to study the triaxial mechanical behavior of steel fiber reinforced high performance concrete (SFRHPC), the standard triaxial compression tests with four different confining pressures are performed on the cylindrical specimens. Three different steel fiber volumes (0, 1% and 2%) are added in the specimens with diameter of 50 mm and height of 100 mm. Test results show that the triaxial compressive strength and peak strain increase with the increasing of fiber content at the same confining pressure. At the same steel fiber content, the triaxial compressive strength and peak strain increases with the confining pressure. The compressive strength growth rate declines as the confining pressure and steel fiber content increases. Longitudinal cracks are dominant in specimens with or without steel fiber under uniaxial compression loading. While with the confining pressure increases, diagonal crack due to shear is obvious. The Mohr-Coulomb criterion is illustrated can be used to describe the failure behavior, and the cohesive force increases as steel fiber content increases. Finally, the numerical model is built by using the PFC3D software. In the numerical model a index is introduced to reflect the effect of steel fiber content on the triaxial compressive behavior. The simulating stress-strain curve and failure mode of SFRHPC are agree well with the experimental results.
A two-dimensional particle flow cod (PFC) is used to study the effect of missile impact on the concrete target. For this purpose firstly calibration of numerical model was performed so that tensile strength of numerical models and experimental sample were the same. Secondly, a concrete model was built. The number of concrete layers and the angle of concrete layers related to horizontal axis were changed. Their numbers were 1, 2, 3 and 4. The angles were 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° and 90°. A semi-circle missile was simulated at top of the concrete layers. Its velocity in opposite side of Y direction was 100 m/s. three measuring circles were situated at the below the missile in the model to receive the applied force. The load in the missile and measuring circles together with failure pattern were registered at the beginning of the impaction. The results show that concrete layers number and concrete layers angle have important effect on the failure load while the failure pattern was nearly constant in all of the models.
In this paper, the effect of normal load on the failure mechanism of echelon joint has been studied using PFC2D. In the first step, calibration of PFC was undertaken with respect to the data obtained from experimental laboratory tests. Then, six different models consisting various echelon joint were prepared and tested under two low and high normal loads. Furthermore, validation of the simulated models were cross checked with the results of direct shear tests performed on non-persistent jointed physical models. The simulations demonstrated that failure patterns were mostly influenced by normal loading, while the shear strength was linked to failure mechanism. When ligament angle is less than $90^{\circ}$, the stable crack growth length is increased by increasing the normal loading. In this condition, fish eyes failure pattern occur in rock bridge. With higher ligament angles, the rock bridge was broken under high normal loading. Applying higher normal loading increases the number of fracture sets while dilation angle and mean orientations of fracture sets with respect to ligament direction will be decreased.
Rock masses include various rock discontinuities such as faults, joints, and bedding planes. These discontinuities appear as complex structures in geometry. In this study, growth patterns of fractures between two stepping shear fracture tips are numerically modeled using PFC2D (Particle Flow Code). The numerical model showed not only incipient growth of fractures at the tips of preexisting fractures but also subsequent growth of the new fractures. It is observed from all of the experiments that the incipient fractures are tensile cracks developed at $30{\sim}57^{\circ}$ to the preexisting fractures and the subsequent growth of these fractures were at low angles to the preexisting fractures this study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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