• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.5A
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• pp.457-465
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• 2009

This study presents a moving least squares (MLS) finite difference method for solving elastic crack problems with stress singularity at the crack tip. Near-tip functions are intrinsically employed in the MLS approximation to model near-tip field inducing singularity in stress field. employment of the functions does not lose the merit of the MLS Taylor polynomial approximation which approximates the derivatives of a function without actual differentiating process. In the formulation of crack problem, computational efficiency is considerably improved by taking the strong formulation instead of weak formulation involving time consuming numerical quadrature Difference equations are constructed on the nodes distributed in computational domain. Numerical experiments for crack problems show that the intrinsically enriched MLS finite difference method can sharply capture the singular behavior of near-tip stress and accurately evaluate stress intensity factors.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.249-249
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• 2022

국외에서 산지재해를 예방하기 위해 하천 유사량을 계측하는 기존의 재래식 채집기의 문제점을 보완한 간접계측장치인 하이드로폰의 개발 및 실용화를 위한 연구를 수행하고 있다. 하지만 국내의 경우 유사량을 계측하는 기술 수준은 선진국에 비해 기초단계에 머물러 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국내에서 사용하기 적합한 간접계측장치를 개발하고자 한다. 간접계측장치인 하이드로폰은 횡단구조물의 끝단에 부착하여 설치하는 형태로 개발하였다. 충돌음향 계측을 위한 센서부는 파이프와 마이크로폰으로 구성하였으며, 구조물에 부착하기 위한 고정프레임과 연결장치로 제작되었다. 설치된 계측장치는 하상에서 이동중인 토사가 파이프에 충돌할 때 발생하는 소음을 계측하며 충돌음은 데이터로거로 취득된다. 계측된 음향 데이터는 정확한 소류사량 추정을 위해 충돌 횟수에 착안한 펄스 분석 방법과 진폭의 시간 적분치에 착안한 음압적분치 방법으로 비교·검토를 수행하였다. 소류사량 추정 관계식의 유의성 분석을 수행한 후 펄스 수 기반 추정 관계식과 음압적분치 기반 추정 관계식을 공급 소류사량과 비교시 각각 29%와 33%의 오차율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 앞서 선정된 소류사량 추정 관계식의 신뢰성을 확보하기 위해 관계식으로 추정할 수 있는 예측구간 및 95% 신뢰구간을 분석하였으며, 분석 결과 펄스 수 기반 추정 관계식은 92.5%, 음압적분치 기반 추정 관계식은 90.9%로 두 관계식 모두 소류사량을 추정하기에 양호한 수준으로 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 향후 추가적인 연구를 수행한다면 수문조사 시 부족했던 유사량 측정분야의 확대에 기여할 수 있을 것으로 예상되며, 이와 관련된 사업 및 기술발전에도 기여할 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• v.36 no.5
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• pp.329-334
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• 2023

The classical multiscale finite element (FE² ) method involves iterative calculations of micro-boundary value problems for representative volume elements at every integration point in macro scale, making it a computationally time and data storage space. To overcome this, we developed the data-driven multiscale analysis method based on the mean-field homogenization (MFH). Data-driven computational mechanics (DDCM) analysis is a model-free approach that directly utilizes strain-stress datasets. For performing multiscale analysis, we efficiently construct a strain-stress database for the microstructure of composite materials using mean-field homogenization and conduct data-driven computational mechanics simulations based on this database. In this paper, we apply the developed multiscale analysis framework to an example, confirming the results of data-driven computational mechanics simulations considering the microstructure of a hyperelastic composite material. Therefore, the application of data-driven computational mechanics approach in multiscale analysis can be applied to various materials and structures, opening up new possibilities for multiscale analysis research and applications.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.29 no.1
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• pp.1-9
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• 2010

The mutual radiation impedance was calculated using the spatial convolution in the cylindrical structure. The Cartesian coordinate was transformed into the cylindrical coordinate using the spatial convolution for the cylindrical array structure. This method cannot consider the cylindrical baffle, but can reduce the computation time. The error for not considering the cylindrical baffle was analyzed by the comparison of the spatial convolution method with the quadruple integration method in the cylindrical structure. The mutual radiation resistance in the cylindrical structure was compared with the one in the planar baffle. Based on two kinds of the comparison, we presented the error of the suggesting method in this paper, confirming that the spatial convolution method could be applied to compute the mutual radiation impedance in the cylindrical structure at certain conditions.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.36 no.2
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• pp.70-79
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• 2024

In this study, we introduce a linear spectral method capable of simulating wave generation and transformation caused by a moving bottom in a 3-dimensional space. The governing equations are linear dynamic free-surface boundary conditions and linear kinematic free-surface boundary conditions, which are solved in Fourier space. Solved velocity potential and free-surface displacement should satisfy continuity equation and kinematic bottom boundary condition. For numerical analysis, a 4th order Runge-Kutta method was utilized to analyze the time integral. The results obtained in Fourier space can be converted into velocity potential and free-surface displacement in a real space using inverse Fourier transform. Regular waves generated by various types of moving bottoms were simulated with the linear spectral method. Additionally, obliquely generated regular waves using specified bottom movements were simulated. The results obtained from the spectral method were compared to analytical solutions, showing good agreement between the two.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.5
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• pp.718-725
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• 1999

In order to investigate the interaction characteristics of poly(dimethylsiloxane) (PDMS) with various solvents such as water, ethanol, and iso-propanol, Inverse Gas Chromatography(IGC) at finite concentration, which is a very fast, accurate, and thus promising technique in thermodynamic study of polymer systems, is employed. By measuring the specific retention volumes of the probes, the interaction parameters are calculated by means of the Flory-Huggins equation. From the results, the interaction parameters of the probes are, as expected due to the hydrophobicity of the polymer, found to be of large positive values (2$2.0{\times}10^{-3}mol/g$. For the linear PDMS, interpretation of the space distribution of molecules is performed by the Kirkwood-Buff-Zimm(KBZ) integrals, which give intuitive information about physical properties. From the KBZ integrals, water does not show the tendency of preferential solvation with the PDMS but formed self-cluster. The larger solvent molecules show a stronger tendency to distribute more randomly in the mixture.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.548-552
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• 2005

새만금호의 완공이후 내부 개발이 완료된 시점에서 만경강 및 동진강 홍수량 유입이 담수호의 수위 및 유속등 수리특성에 어떠한 변화를 가져올 것인가를 평가하기 위한 수치실험이 내부 관리수위(DL=-0.5m, DL=-1.0m, DL=-1.5m)별로 실시되었다. 홍수파의 전파에 따른 동적거동을 이상적으로 모의하기 위해서 본 연구에서는 2차원 수심적분의 모형인 ADCIRC 모형을 새만금 하구호에 적용하였다. 상류의 유입 경계조건으로는 50년 빈도의 홍수수문곡선도를 사용하여 만경강과 동진강의 유입량이 30분 간격으로 변화되는 홍수량을 이용하였다. 하류의 경계조건으로는 신시 수문이 외해의 조위와 내부 관리수위와 연동되어 외조위가 낮아질 때만 수문이 열리는 조건을 설정하는 동적인 경계조건이 설정되었다. 홍수 계산은 4일에 걸쳐 실시되어 새만금호 내부에서 수위와 유속의 변화를 관찰하였다. 만경수계내 홍수파의 동적 거동은 시간이 경과함에 따라 홍수파가 하류로 전파되어 수위와 유속 변화가 크게 나타난다. 만경강 유입부에서는 홍수수문곡선의 시간적 변화가 민감하게 작용하는 반면, 홍수파 전파가 하류로 진행하면서 유입부에서 높아졌던 수위가 새만금호 내부에서는 점차 낮아지면서 안정화 되는 것을 보여주고 있다. 그러나 수문이 위치한 지점에서는 유입 홍수에 의한 영향은 거의 나타나지 않고, 신시수문의 개방에 따라 동적으로 변동되는 것이 지배적이다. 유속 모의 결과 상류 수로부에서는 $1.8m/s\~0.5m/s$로 나타나지만 새만금호에 진입하면서 $0.5m/s\~0.2m/s$의 낮은 유속으로 변한다. 신시 갑문 인근에서는 수문을 닫을 때 일시적인 충격파가 내부로 전파되면서 와동현상을 보이는 등 유속과 수위 변화에 있어 동적으로 복잡한 거동을 보이는 것으로 해석 된다.한 영향을 미치는 인자에 대한 이론적인 분석을 수행하고, 배수갑문 개방에 의한 수질개선효과를 최대화하기 위한 환경관리 방안 제시에 중점을 두어 수행하였다.ncy), 환경성(environmental feasibility) 등을 정성적으로(qualitatively) 파악하여 실현가능한 대안을 선정하였다. 이렇게 선정된 대안들은 중유역별로 검토하여 효과가 있을 것으로 판단되는 대안들을 제시하는 예비타당성(Prefeasibility) 계획을 수립하였다. 이렇게 제시된 계획은 향후 과학적인 분석(세부평가방법)을 통해 대안을 평가하고 구체적인 타당성(feasibility) 계획을 수립하는데 토대가 될 것이다.{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하게 인식

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.14 no.4
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• pp.33-37
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• 2009

Purpose: To examine the coloring condition of titanium spectacle frames with various colors by using anodization method. Methods: We made an anodization coater. Platinum plate with $3{\times}3cm^2$ was used for a cathode and titanium spectacle frame specimens was mounted on an anode in an electrolyte. An electric source device were designed to supply steady state current. The color of the coated spectacle frame specimens were measured by a spectrophotometer equipped with an integrating sphere. We use CIE $L^*a^*b$ color system as chromaticity coordinates. Results: The thickness of $TiO_2$ of titanium spectacle frame specimens was varied as controlling current flow time for electrodes. The specimens with various kinds of color as a walnut, a yellow brown, a navy blue, a blue, a light blue, a mung bean, a yellowish green, a light purple, a purple, a flower pink, a bluish green, an emerald, and a green color etc. were obtained. The values of CIE $L^*a^*b^*$ for these specimens were measured and analyzed to be changed clockwise in chromaticity coordinates as the thickness of $TiO_2$ increases. Conclusions: We identified the coloring mechanism by anodization method in titanium spectacle frame specimens.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.4
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• pp.111-116
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• 2018

This research examines the drop impact of an external cooling unit package of an air conditioner system. The packaging is composed of a shock-absorbing material, which protects the package contents by absorbing the impact energy and other parts for fixture. Accurate quantification of the impact acceleration experienced by the package contents is necessary to design an effective packaging with minimal volume and sufficient shock absorbing capacity. Explicit time integration was used for the drop impact analyses. A finite element model of the package was constructed, material testing and material model selection were carried out, and sensors for data acquisition were modeled to obtain accurate simulation results. The results were compared with real physical test data. Due to imprecise modeling of the damping, the acceleration and strain values predicted by the simulation were larger than those from physical test. However, the trend of the history data and the peak deceleration value in the direction of impact showed good agreements. Thus, the analysis model and scheme are suitable for the design of an air conditioner cooling unit package.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.39 no.1
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• pp.28-37
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• 2002

In this study nonlinear dynamic behaviors of towed tow-tension cables are numerically analysed. In the case of a taut cable analysis, a bending stiffness term is usually neglected due to its minor effect but it plays an important role in a low-tension cable analysis. A low-tension cable may experience large displacements due to relatively small restoring forces and thus the effects of fluid and geometric non-linearities become predominant. The bending stiffness and non-linearity effects are considered in this work. In order to obtain dynamic behaviors of a towed low-tension cable, three-dimensional nonlinear dynamic equation is described and discretized by employing a finite difference method. An implicit method and Newton-Raphson iteration are adopted for the time integration and nonlinear solutions. For the calculation of huge size of matrices. block tri-diagonal matrix method is applied, which is much faster than the well-known Gauss-Jordan method in two point boundary value problems. Some case studies are carried out and the results of numerical simulations are compared with those of a in-house program of WHOI Cable with good agreements.