• Title/Summary/Keyword: 곡면 구조물

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Wave overtopping at concave corner for vertical wall (직립제 우각부에서의 월파량)

  • Ahn, Chang-Hyun;Kim, Young-Taek
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.727-727
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    • 2012
  • 최근 제체 설치수심의 대수심화로 인해 직립 케이슨제의 건설이 주를 이루고 있으며, 외곽시설의 경우 평면배치에 의하여 곡면부 구간이 형성된다. 이와 같은 구간에서는 파랑 증폭이 발생할 수 있다. 특히 우각부 구간에서의 파랑증폭에 의한 월파량 산정은 기존 직각으로 입사하는 조건에 대한 월파량 산정 방법과는 다른 해석이 필요하다. 본 연구에서는 직립제 우각부에 대한 월파량 분포를 검토 및 분석하고자 한다. 그림 1과 같이 우각부의 각도를 $10^{\circ}{\sim}30^{\circ}$로 제작했으며, 각각 발생시킨 파랑의 주기는 1.18초, 1.38초, 1.57초, 1.77초, 1.98초, 파고는 7.5cm, 10cm, 12.5cm이다. 또한 그림 2와 같이 각 월파가 일어나는 직립제 모형의 여유고를 7.5cm, 10cm, 12.5cm, 15cm를 적용하였다. 우각부 구간에서 월파의 공간적인 분포를 수리모형 실험을 통하여 검토하였다. 월파의 공간적인 분포를 검토하기 위하여 월파량 영향계수( )를 도입하였다. 우각부가 없는 직각으로 입사하는 조건의 월파량 실험을 통해 그 월파량의 값이 영향계수의 $r_x=1.0$이며, 우각부 중심을 기준으로 구조물을 따라서 공간적인 월파량 영향계수를 산정하였다.

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Numerical Study on Columns Subjected to Blast Load Considering Compressive Behavior of Steel Fiber Reinforced Concrete (강섬유보강콘크리트의 압축거동 특성을 반영한 기둥의 내폭해석 )

  • Jae-Min Kim;Sang-Hoon Lee;Jae Hyun Kim;Kang Su Kim
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.27 no.5
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    • pp.105-112
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    • 2023
  • Steel fiber reinforced concrete (SFRC) exhibits enhanced strength and superior energy dissipation capacity compared to normal concrete, and it can also reduce crack propagation and fragmentation of concrete even when subjected to blast loads. In this study, the parameters defining failure surface and damage function of the K&C concrete nonlinear model were proposed to be applied for the properties of SFRC in LS-DYNA. Single element analysis has been conducted to validate the proposed parameters in the K&C model, which provided very close simulations on the compressive behavior of SFRC. In addition, blast analysis was performed on SFRC columns with different volume fractions of steel fibers, and the blast resistance of SFRC columns was quantitatively analyzed with Korea Occupational Safety & Health Agency (KOSHA) guidelines.

Initial investigation of 3D free form fabrication Using Contour Crafting (적층조형설비(CC)을 이용한 3차원모형 제작에 대한 연구)

  • Kwon, Hong-Kyu
    • Proceedings of the Safety Management and Science Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.27-37
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    • 2007
  • Preliminary investigation of CC process indicates that the process is feasible and has significant potential in construction automation approach of large objects. The process aims at automated construction of whole houses as well as sub-components. The potential of CC became evident from the initial investigations and experiments with various materials and geometries. Using this process, a single house or a colony of houses, each with possibly a different design, may be automatically constructed in a single run as shown on

    . Experiments with ceramics material show the versatility of the process relative to the use of a variety of fabrication materials. In addition to the use in rapid fabrication of large components, the process also has its niche in rapidly fabricating certain components for aerospace and automotive industries, where minimization of green machining is warranted.

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A Study on Cutting Pattern Generation of Membrane Structures Using Spline Curves (스플라인 곡선을 이용한 막구조물의 재단도 작성에 관한 연구)

  • Shon, Su-Deok;Lee, Seung-Jae
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.12 no.1
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    • pp.109-119
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    • 2012
  • For membrane structure, there are three main steps in design and construction, which are form finding, statistical load analysis, and cutting patterning. Unlike the first two stages, the step of cutting pattern involves the translation of a double-curved surface in 3D space into a 2D plane with minimal error. For economic reasons, the seam lines of generated cutting patterns rely greatly on the geodesic line. Generally, as searching regions of the seam line are plane elements in the step of shape analysis, the seam line is not a smooth curve, but an irregularly divided straight line. So, it is how we make an irregularly divided straight line a smooth curve that defines the quality of the pattern. Accordingly, in this paper, we analyzed interpolation schemes using spline, and apply these methods to cutting pattern generation on the curved surface. To generate the pattern, three types of spline functions were used, i.e., cubic spline function, B-spline, and least-square spline approximation, and simple model and the catenary-shaped membrane was adopted to examine the result of generation. The result of comparing the approximation curves by the number of elements and the number of extracted nodes of simple model revealed that the seam line for less number of extracted nodes with large number of elements were more efficient, and the least-square spline approximation provided smoother seam line than other methods.

투명 면상 발열체 응용을 위한 하이브리드 스퍼터 GZO/Ag/GZO 박막의 물성평가

  • Kim, Jae-Yeon;Song, Pung-Geun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.182.2-182.2
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    • 2015
  • 최근 학계나 산업계에서 투명 전자 소자에 대하여 활발한 연구가 진행되면서, 투명 전 도성 산화물(TCO: transparent conductive oxide)에 대한 관심이 높아지고 있다. 대표적인 TCO 물질인 Indium Tin Oxide (ITO)는 가시 광 영역에서의 높은 투과 및 높은 도전성을 가져 전압을 인가하면 발열이 가능하므로 이를 투명 면상 발열체에 적용시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, ITO는 발열 테스트 결과 온도가 상승함에 따라 발열이 일부분에 집중되는 현상이 있으며, 전도성을 높이기 위하여 추가공정이 필요하다. 또한, 글라스의 곡면 부분에서 ITO를 사용하면 유연성이 부족하므로 크랙이 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 최근 Silver nanowire (AgNW), Single-walled Carbon nanotube (SWCNT), ITO를 기반으로 한 AgNW에 ITO를 증착 하거나 SWCNT를 코팅하여 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 하이브리드 전극이 투명 면상 발열체 재료로서 사용되고 있다. 하지만 대체된 재료들도 다양한 문제점을 가지고 있다. 예를 들어 고온에서 발열을 유지하지 못하고 끊어지거나 가시광영역의 투과율이 낮은 점 등이 있다. 이런 다양한 문제점들을 보완 할 수 있는 새로운 투명 면상 발열체에 적용한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 GZO/Ag/GZO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일 성, 발열 유지 안정도를 확인하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 Non-alkali glass (삼성코닝 E2000) 기판 상에 DC마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 상온에서 GZO, Ag, GZO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 50 W, RF (GZO) power 200 W로 하였으며 GZO박막두께는 45 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 5~20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 GZO 세라믹 타깃 (2.27 wt. % Ga2O3) 과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, Ar을 40 sccm 주입 후 Working pressure는 고 순도 Ar을 사용하여 1.0 Pa로 고정하며 10분간 Pre-sputtering을하고 증착을 진행하였다. 앞선 실험을 통해 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, Shimadzu)를 사용해 측정 되었으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 FESEM으로 관찰하였다. 또한 표면온도 측정기infrared camera (IR camera)를 이용하여 4~12 V/cm의 전압을 인가 시 시간에 따른 투명 면상 발열체의 표면 온도변화를 관찰하였다.

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A Study on Classifications and Trends with Convergence Form Characteristics of Architecture in Tall Buildings (초고층빌딩의 융합적 건축형태 분류와 경향에 관한 연구)

  • Park, Sang Jun
    • Korea Science and Art Forum
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    • v.37 no.5
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    • pp.119-133
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    • 2019
  • This study is as skyscrapers are becoming increasingly taller, more constructors have decided the height alone cannot be a sufficient differentiator. As a result, atypical architecture is emerging as a new competitive factor. Also, it can be used for symbolizing the economic competitiveness of a country, city, or business through its form. Before the introduction of digital media, there was a discrepancy between the structure and form of a building and correcting this discrepancy required a separate structural medium. Since the late 1980s, however, digitally-based atypical form development began to be used experimentally, and, until the 2000s, it was used mostly for super-tall skyscrapers for offices or for industrial chimneys and communication towers. Since the 2000s, many global brand hotels and commercial and residential buildings have been built as super-tall skyscrapers, which shows the recent trend in architecture that is moving beyond the traditional limits. Complex atypical structure is formed and the formative characteristics of diagonal lines and curved surfaces, which are characteristics of atypical architecture, are created digitally. Therefore, it's goal is necessary to identify a new relationship between the structure and forms. According to the data of Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH), 100-story and taller buildings were classified into typical, diagonal, curved, and segment types in order to define formative shapes of super-tall skyscrapers and provide a ground of the design process related to the initial formation of the concept. The purpose of this study was to identify the correlation between different forms for building atypical architectural shapes that are complex and diverse. The study results are presented as follows: Firstly, complex function follows convergence form characteristics. Secondly, fold has inside of architecture with repeat. Thirdly, as curve style which has pure twist, helix twist, and spiral twist. The findings in this study can be used as basic data for classifying and predicting trends of the future super-tall skyscrapers.

Tomographic Imaging for Structural Health Monitoring Inspection of Containment Liner Plates using Guided Ultrasonic (유도초음파를 활용한 격납건물 라이너 플레이트 상시감시 모니터링 검사를 위한 토모그래피 영상화)

  • Park, Junpil;Cho, Younho
    • Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping
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    • v.16 no.2
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    • pp.1-9
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    • 2020
  • Large-scale industrial facility structures continue to deteriorate due to the effects of operating and environmental conditions. The problems of these industrial facilities are potentially causing economic losses, environmental pollution, casualties, and national losses. Accordingly, in order to prevent disaster accidents of large structures in advance, the necessity of diagnosing structures using non-destructive inspection techniques is being highlighted. The defect occurrence, location and defect type of the structure are important parameters for predicting the remaining life of the structure, so continuous defect observation is very important. Recently, many researchers have been actively researching real-time monitoring technology to solve these problems. Structure Health Monitoring Inspection is a technology that can identify and respond to the occurrence of defects in real time, but there is a limit to check the degree of defects and the direction of growth of defects. In order to compensate for the shortcomings of these technologies, the importance of defect imaging techniques is emerging, and in order to find defects in large structures, a method of inspecting a wide range using guided ultrasonic is effective. The work presented here introduces a calculation for the shape factor for evaluation of the damaged area, as well as a variable β parameter technique to correct a damaged shape. Also, we perform research in modeling simulation and an experiment for comparison with a suggested inspection method and verify its validity. The curved structure image obtained by the advanced RAPID algorithm showed a good match between the defect area and the shape.

투명 면상 발열체 응용을 위한 하이브리드 스퍼터 ITO / Ag / ITO 박막의 물성평가

  • Kim, Jae-Yeon;Park, So-Yun;Song, Pung-Geun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.252-252
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    • 2016
  • 최근 학계나 산업계에서 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초로 하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO 박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 온도가 상승함에 따라 균일하게 발열 되지 않으며, 글라스의 곡면 부분에서 유연성이 부족하여 크랙이 발생하는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 ITO의 결정화 온도 $160^{\circ}C$ 이상의 고온공정 또는 증착 후 열처리가 필요 하는 추가적인 공정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO 박막의 단점을 개선하는 ITO/Ag/ITO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일성, 발열 유지 안정도를 조사하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 non-alkali glass (Corning E-2000) 기판 상에 마그네트론 스퍼터링 공정으로 상온에서 ITO/Ag/ITO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드 형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 100 W, RF (ITO) power 200 W로 하였으며 ITO박막두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 10 ~ 20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 ITO 단일 타깃(SnO2, 10 wt.%)과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, 고순도 Ar을 이용하여 방전하였으며 총 주입량은 20 sccm, working pressure는 1.0 Pa을 유지하였다. 증착전 타깃 표면의 불순물 제거와 방전의 안정성을 유지하기 위해 10분간 pre-sputtering을 진행하고 증착하였다. 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, SHIMADZU)으로 측정하였으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800)으로 관찰하였다. 또한 투명 면상 발열체의 성능은 0.5 ~ 3 V/cm의 다양한 전압을 power supply (Keithly 2400, USA)를 통해서 시편 양 끝단에 인가한 후 시간에 따른 투명면상 발열체의 표면 온도변화를 infrared thermal imager (IR camera, Nikon)를 이용하여 관찰하였다. 하이브리드 구조를 가진 ITO박막의 두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막의 두께는 10, 15, 20 nm로 변화를 주었다. 이들 박막의 면저항 값은 각각 5.3, 3.2, $2.1{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 각각 86.9, 81.7, 66.5 %였다. 이에 비해 두께 95 nm의 단일 ITO박막의 면저항 값은 $59.5{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 89.1 %였다. 하이브리드 구조의 전기적특성은 금속층의 두께가 증가할수록 캐리어 농도 값이 증가함에 따라 비저항 값이 감소되어 면저항 값도 감소된 것이며, 금속 삽입층의 전도특성이 비저항에 큰 영향을 주고 있음을 보여준다. 하지만 금속 층의 두께가 증가할수록 Ag층이 연속적인 막을 형성하여 반사율이 증가함에 따라 투과도가 감소하였다. 따라서 하이브리드 구조를 가진 투명 면상 발열체에 금속 삽입층의 두께 조절은 매우 중요한 인자임을 확인 할 수 있었다. 또한 발열성능을 평가 하기 위해 시편 양 끝단에 3 V전압을 인가한 결과, 금속 삽입층의 두께가 10 nm에서 5 nm씩 증가한 하이브리드 구조를 가진 투명면상 발열체의 최고 온도는 각각 98, 150, $167^{\circ}C$ 였으며, 단일 ITO의 최고 온도는 $32^{\circ}C$였다. 이 것은 동일한 두께 (95 nm)의 단일 ITO 박막과 비교하여 면저항이 낮은 하이브리드 박막의 발열량은 약 $120^{\circ}C$로 발열효율이 매우 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

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Flame Resistance Performance of Architectural Membranes Using Basalt Woven Fabric (Basalt Woven Fabric을 적용한 건축용 막재의 난연특성)

  • Kim, JiHyeon;Song, Hun;Shin, HyeonUk
    • Fire Science and Engineering
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    • v.30 no.2
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    • pp.35-42
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    • 2016
  • The membrane structure provides high satisfaction with lightweight, improved workability, reduced cost, and a free shape. Thus, its applications expanding. On the other hand, in an architectural membrane that is vulnerable to fire, the development of various architectural membranes with flame resistance is in demand. Therefore, this study applied basalt woven fabric safety for flame resistance, excellent heat insulation and thermal properties on an architectural membrane. The PTFE- coated basalt woven fabric membrane was compared with a PTFE coated glass fiber membrane by DSC/TGA, strength properties, flammability, and incombustibility properties. In addition, this study confirmed the membrane applicability of basalt woven fabric and basalt-glass hybrid woven fabric through a comparison with existing architectural membranes.

Piezoelectric Polymer Ultrasound Transducers and Its Biomedical Applications (압전고분자 초음파 트랜스듀서와 생의학적 응용)

  • Ha, Kang-Lyeol;Cao, Yonggang
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.32 no.5
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    • pp.585-596
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    • 2012
  • PVDF(poly vinylidene fluoride) and P(VDF-TrFE)(poly vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene) are the typical piezoelectric polymers with unique properties. Even they are inferior to conventional piezoelectric ceramics PZT in electromechanical conversion efficiency and interior loss, though they are superior in receiving sensitivity and frequency bandwidth. Their acoustic impedances are relatively close to water or biological tissue and it is easier to make thin film than other piezoelectric materials. Futhermore, the film is so flexible that it is easy to attach on a complex surface. Those properties are suitable for the ultrasound transducers which are useful for medical and biological application, so that various types of polymer transducers have been developed. In this paper, several important considerations for design and fabrication of piezoelectric polymer transducers were described and their effect on the transducer performance were demonstrated through the KLM model analysis. Then, it was briefly reviewed about the structures of the polymer transducers developed for obtaining images as well as the characteristics of the images in several important medical and biological application fields.