• Title/Summary/Keyword: 고체역학

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유한요소법의 기본리론과 응용(II) -방향변환에 따르는 변환 매트릭스-

  • 김항욱
    • Journal of the KSME
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    • v.17 no.1
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    • pp.40-44
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    • 1977
  • 먼저번에는(대한기계학회지 제16권 제4호 1976) 유한요소법의 중심부를 통하는 기본로선을 따라 가면서 기초 개념을 해설하였다. 이 해설에서 앞으로 취급될 사항은 다음과 같다. 1. 트러스 구조물의 정역학적 문제를 예제로 다루며 방향변환에 따르는 "변환매트릭스"해설 2. 기둥의 탄성 안정 문제를 예제로 다루며 비 선형 문제에서 등장하는 "추가 강성매트 릭스 (Incremental Stiffness Matrix)[N]의 해설 3. 1차원 문제에 있어서의 여러 가지 유한요소 해설 4. 2차원 문제에 있어서 평면형을 갖는 여러 가지 유한요소 해설 5. 2차원 문제에 있어서 곡면형을 갖는 여러 가지 유한요소 해설 6. 유한요소법의 발전 전망 7. 전자계산기 프로그래밍에 있어서의 여러문제 해설의 대상자는 공과대학 기계계열의 상급학년 학생 또는 고체역학 부문에 경력을 갖는 기술자 들로서 이 부문의 기본지식을 갖고 있는 자로 한다. 이번회에는 유한요소의 자유도 즉 미지상 수로 다루어지는 자변수의 좌표축이 바뀔 때 부수적으로 등장하는 변환 매트릭스에 대하여 해 설한다.트릭스에 대하여 해 설한다.

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Modeling of Elastodynamic Problems in Finite Solid Media (유한 고체내 탄성동역학 문제의 모델링)

  • Cho, Youn-Ho
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.20 no.2
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    • pp.138-149
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    • 2000
  • Various modeling techniques for ultrasonic wave propagation and scattering problems in finite solid media are presented. Elastodynamic boundary value problems in inhomogeneous multi-layered plate-like structures are set up for modal analysis of guided wave propagation and numerically solved to obtain dispersion curves which show propagation characteristics of guided waves. As a powerful modeling tool to overcome such numerical difficulties in wave scattering problems as the geometrical complexity and mode conversion, the Boundary Element Method(BEM) is introduced and is combined with the normal mode expansion technique to develop the hybrid BEM, an efficient technique for modeling multi mode conversion of guided wave scattering problems. Time dependent wave forms are obtained through the inverse Fourier transformation of the numerical solutions in the frequency domain. 3D BEM program development is underway to model more practical ultrasonic wave signals. Some encouraging numerical results have recently been obtained in comparison with the analytical solutions for wave propagation in a bar subjected to time harmonic longitudinal excitation. It is expected that the presented modeling techniques for elastic wave propagation and scattering can be applied to establish quantitative nondestructive evaluation techniques in various ways.

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885nm pumping of Nd:LSB microchip laser (Nd:LSB 마이크로칩 레이저에서의 885nm 폄핑)

  • ;;Takunori Taira
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.72-73
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    • 2002
  • 매우 작은 이득 매질 안에 높은 농도의 레이저 이온을 도핑하여 공진기의 길이를 수 3m 이내로 대폭 축소하였으면서도 기존의 고체 레이저보다 효율적이며, 소형화된 마이크로 칩 레이저에 관한 연구는 최근 여러 연구진에 의해 활발하게 진행되고 있다. 기존의 YAG는 열 전달 계수가 크며, 역학적, 광학적, 화학적 성질이 모두 매우 우수한 레이저 매질로 평가되어왔으나 대표적인 레이저 이온인 Nd이온과 비교하여 Yttrium이온의 크기가 커서 도핑 농도를 높이는데 한계를 가지고 있다. (중략)

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Recovery of Metal from Tin contained Scrap by Carbothermic Reduction (탄소환원반응을 이용한 주석함유 폐자원으로부터 금속의 회수)

  • Kim, Yong-Hwan;Han, Cheol-Ung;Choe, Han-Sin;Kim, Yeong-Min;Son, Seong-Ho;Lee, Gi-Ung
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2014.11a
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    • pp.91-91
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    • 2014
  • 주석함유 2차 공정 부산물인 양극 슬라임내의 금속을 회수하기 위하여 탄소환원반응을 통해 금속 회수에 미치는 공정변수의 영향을 조사하였다. 열역학 모델링과 금속환원 실험결과, 환원 온도와 고체 환원제인 코크스(cokes)에 공정 변수에 따라 금속으로 환원이 될 수 있음을 확인하였다.

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Nonlinear Analysis of Dynamics of Beams with Special Boundary Conditions (특이 경계 조건을 갖는 보의 동적 비선형 해석)

  • 김정운;권영두
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.3
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    • pp.799-808
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    • 1991
  • 본 연구에서는 연속체 역학의 에너지 원리에서 출발하여, 동적 비선형 해석을 위한 유한요소 식들을 유도하고, 이를 이용하여 특이 경계조건을 갖는 고체의 대변위 동적 선형 현상과 비선형 현상에 관하여 연구하고자 한다.

Numerical Modeling of Elastic Wave Scattering in an Isotropic Medium Containing an Orthotropic Inclusion (직교이방성 함유체를 포함하는 등방성 기지에서의 탄성파 산란 수치해석 모델)

  • Lee, Jung-Ki
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.21 no.1
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    • pp.69-79
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    • 2001
  • A volume integral equation method(VIEM) is applied for the effective analysis of elastic wave scattering problems in unbounded solids containing general anisotropic inclusions. It should be noted that this newly developed numerical method does not require the Green's function for anisotropic inclusions to solve this class of problems since only the Green's function for the unbounded isotropic matrix is Involved In their formulation for the analysis. nis new method can also be applied to general two-dimensional elastodynamic problems with arbitrary shapes and number of anisotropic inclusions. Through the analysis of plane elastodynamic problems in unbounded isotropic matrix with an orthotropic inclusion, it is established that this new method is very accurate and effective for solving plane elastic problems in unbounded solids containing general anisotropic inclusions.

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CFD Validation of Solid-Liquid Two-Phase flow for Analysis of Drilling Fluid Flow Characteristics (이수의 유동 특성 분석을 위한 고체-액체 2상 유동의 전산유체역학적 유효성 검토)

  • Choi, Yong-Seok;Park, Jae-Hyoun;Bae, Jae-Hwan;Lee, Bong-Hee;Kim, Jeong-Hwan
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.24 no.5
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    • pp.611-618
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    • 2018
  • In this study, numerical analysis of solid-liquid two-phase flow was conducted as a preliminary step to analyze the flow characteristics of drilling fluid using the commercial CFD code, ANSYS CFX 14.5. The homogeneous model and separated flow model were used to simulate solid-liquid two-phase flow phenomena. In the separated flow model, Gidaspow's drag force model was applied with the kinetic theory model was applied for solid particles. The validity of the numerical model used in this study was verified based on the published experimental results. Numerical analysis was carried out for volume fractions of 0.1 to 0.5 and velocities of 1 to 5 m/s in a horizontal tube with a diameter of 54.9 mm and a length of 3 m. The Pressure drop and volume fraction distribution of solid particles were confirmed. The pressure drop was predicted using the homogeneous model and separated flow model within the MAE of 17.04 % and 8.98 %, respectively. A high volume fraction was observed in the lower part of the tube, and the volume fraction decreased toward the upper part. As velocity increased, variations in volume fraction distribution at varying heights were decreased, and the numerical results predicted these flow characteristics well.

Characteristics of Kinetic Energy Transfer in Collisions Between Fragile Nanoparticle and Rigid Particle on Surface (승화성 나노 탄환입자와 표면위의 나노 고체입자의 충돌에서의 운동에너지 전달 특성)

  • Choi, Min Seok;Lee, Jin Won
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.38 no.7
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    • pp.595-600
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    • 2014
  • The characteristics of kinetic energy transfer during a collision between a rigid target particle on a surface and a fragile bullet particle moving at a high velocity were analyzed using molecular dynamics simulation. Bullet particles made of $CO_2$ were considered and their size, temperature, and velocity were varied over a wide range. The fraction of kinetic energy transferred from the bullet particle to the target particle was almost independent of the former's size or velocity; however, it was sensitively dependent on its temperature, which can be attributed to the change in the bullet rigidity with temperature. This fraction was nearly twice as high for $CO_2$ bullets as for Ar bullets. This result explains the reason for the more superior cleaning performance of $CO_2$ bullets than Ar bullets with regard to contaminants in the 10 nm size range.

A Study on Aerodynamic Design and Flow Characteristics of a Centrifugal Compressor for SOFC-Gas Turbine Hybrid System (SOFC-GT 혼합시스템용 원심압축기 공력설계 및 유동특성 연구)

  • Choi, Jae-Ho
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.32 no.2
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    • pp.284-291
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    • 2008
  • This study presents an aerodynamic design and numerical analysis of a centrifugal compressor in gas turbines for SOFC-gas turbine hybrid system application. Total-to-total pressure ratio of the compressor is 3.6:1 that could be used widely for small and large SOFC-gas turbine systems. The compressor consists of a centrifugal impeller and a wedge diffuser. Conceptual design and aerodynamic design with mean line analysis and quasi-3D analysis are performed, and aerodynamic parameters as well as design variables are discussed from the design results. A numerical analysis based on the Reynolds-averaged Navier-Stokes equation was performed for the flow analysis of the compressor. The results show that the centrifugal compressor designed meets the design target, and the aerodynamic parameters and results of the compressor can be used for the aerodynamic design of centrifugal compressors and the feasibility study of SOFC-gas turbine system design.

Scanning Tunneling Microscopy: 표면 과학 연구 장비로부터 일반 고체물리 실험 장비로

  • Guk, Yang
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.76-76
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    • 2013
  • Scanning Tunneling Microscopy는 개인용컴퓨터가 보급되고, 저잡음 아날로그 칩들을 구할 수 있으며, 압전세라믹 기술이 발달하기 시작한 1981년 스위스 IBM Zurich 연구소에서 H. Rohrer와 G. Binnig 박사에 의하여 발명되었다. 이 발명 7~8년 이전 미국 표준연구원의 R. Young 박사도 비슷한 시도를 하였지만, 이 때는 제어할 수 있는 컴퓨터가 없었고, 조절 회로의 잡음 레벨도 컸으며, 역학적 진동도 커서 목적을 달성할 수 없었다. STM의 발명 후 32년이 지난 지금, 조절용 컴퓨터의 발전은 물론, 조절용 역되먹임 회로 또한 digital signal processor나 FPGA를 사용하는 형태로 변화하여 전기적 잡음도 현저히 감소하였다 [1,2]. 동시에 측정 에너지 해상도를 개선하기 위하여 세계적으로 여러 그룹이 장치를 1 K 이하에서 작동할 수 있게 제작하였고, 0.3 K에서 작동하는 상업용 제품도 등장하였다. 이 결과 에너지 해상도는 30 meV 에서 2~3 ${\mu}eV$ 감소하였고, 온도변화에 따른 측정 위치의 변화도 피할 수 있게 되었다. 터널링 검침의 화학적 성분을 흡착과 같은 방법으로 조절하여, 공간 해상도는 물론 에너지 해상도도 더욱 줄일 수 있게 되었고, 스핀에 민감한 터널링 제어도 가능하게 되었다. 이제는 금속, 반도체, 초전도체는 물론 분자, 거대분자, 나노 크기의 양자점등도 측정이 가능하게 되었다. 분자진동 측정이 가능하며, 분자의 성분 분석이 가능하게 되었고, 스핀의 전도와 관련된 제반 문제들을 연구할 수 있게 되었다. 지금부터 10년 동안에는 포논의 측정과 전자와 포논 exciton 등이 관여된 다체계 현상, 이들의 동역학적 현상이 측정 가능하게 되었다. 핵자기 공명도 시도되고 있으며 화학적 구명 및 원자들 사이의 결합도 측정 가능하게 될 것이다. 이제 STM은 초고 진공에서 작동하는 Atomic Force Microscopy와 함께 지금까지 고체물리학 실험 장치가 만들어 내지 못하던 새로운 결과를 도출해 낼 것으로 기대한다.

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