In order to find out the condition of flow in sewer pipes, this study investigated the characteristics of tractive force of sewage flow estimated using actual measured values of water level, velocity, and flowrate in sewers located at uppermost portion in a treatment area during dry weather periods. When the scene of sewage flow was taken by CCTV after cohesive and non-cohesive solids (tofu and sand) were put on the sewer invert, it was found that the solids could be flushed without significant interruption. In sewer with slope of 0.00319, the frequency exceeding the minimum tractive force of sewage during a weekday was zero, while it was 10 per day with slope of 0.00603. During the week of the field observation, the event to exceed the minimum tractive force occurred once, suggesting that sewer odor would potentially increase. Maximum tractive force in sewer with steep slope was 2.9-3.1 N/㎡, but with gentle slope it decreased to 1.6-1.7N/㎡. It was also observed that the interval of time maintained below the criterion of minimum tractive force increased, during weekends compared to weekdays and for the sewage including non-cohesive particles which could enter combined sewers during a storm period. This study found that the sewer sediments formed by direct feces input into sewers, through sewer pipes which were designed meeting the standard sewer design criteria, could be flushed without staying as deposited solids state for a long time.
본 논문에서는 반복하중이나 지진하중을 받는 지반-구조물 시스템의 설계에 필수적인 변수인 전단탄성계수와 감쇠비에 대한 연구를 국내에 존재하는 비점성토 지반에 대하여 수행하였다. 국내 퇴적토지반 및 풍화토지반에서 채취된 자연시료와 입도분포를 조정하여 제작한 시료를 포함하여 총 60개의 시료에 대하여 20kPa에서 500kPa의 구속응력 범위에서 공진주 시험을 수행하고, 이를 조립질 사질토, 실트 및 실트질 모래, 풍화토의 3개의 그룹으로 나누어 결과를 정리하였다. 저변형률 영역의 변형특성인 최대전단탄성계수와 최소감쇠비에 대하여 구속응력의 영향을 확인하였다. 최대전단탄성계수를 예측하는 경험식을 3개의 그룹별로 제안하였다. 최소감쇠비는 구속응력에 따른 분포영역을 제시하였다. 세립분이 적은 조립질 사질토의 경우, 비선형 변형특성이 구속응력의 영향을 뚜렷이 받고 있어 이를 주요한 변수로 고려하여 대표곡선과 분포영역을 제안하였다. 구속응력의 영향을 적게 받는 실트 및 실트질 모래와 풍화토는 구속응력에 관계없이 대표곡선과 분포영역을 제안하였다. 제안된 각 시료의 대표곡선과 기존의 Vucetic-Dobry와 Seed-Idriss가 제안한 곡선과 비교하였다. 본 논문의 연구결과는 국내지반의 비점성토 지반에 대한 지진해석이나 동하중을 받는 시스템의 해석시 유용하게 사용될 것으로 판단된다.
In this study, a series of deposition tests have been conducted on saltwater condition(salinity 32 %o) using an annular flume, in order to estimate depositional properties of kaolinite sediments and to analyze the effect of the initial concentration on them. Total 37 deposition tests have been carried out in three different initial concentrations (1000, 5000, 15000 ppm) with varying the bed shear stress. From these test results, minimum shear stress (or critical shear stress for deposition; ${\tau}_{bmin}$) and the deposition rate parameters (${\sigma}_1,\;({\tau}^*_b-1)_{50},\;{\sigma}_2,\;t_{50}$) for kaolinite sediments have been quantified, and the effects of the initial concentration and salinity on depositional properties of cohesive sediments have been analyzed qualitatively. As the results, ${\tau}_{bmin},\;{\sigma}_1\;and\;({\tau}^*_b-1)_{50}$ are found to be 0.147, 0.74 and $0.65N/m^2$ respectively. Through comparing with results from previous studies, the performance of this study and tests results are shown to be good enough to verify.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2011.05a
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pp.176-176
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2011
환형수조는 점착성 퇴적물의 이송특성 연구를 위해 가장 선호되는 실험 장치로 알려져 있다. 과거 많은 연구자들은 퇴적물의 이송특성, 특히 침식/퇴적 특성 조사를 위해 주로 수로를 이용한 실험적 연구를 수행하였는데, 최초의 실험적 연구들은 주로 직선수조에서 수행되었다. 그러나 입자간의 응집이 중요한 역할을 하는 점착성 퇴적물의 경우에, 직선수조 끝단에서의 자유낙하 및 재순환 펌프의 날개에 의해 응집된 토사가 쉽게 분리될 수 있어 그 타당성이 의문시 되어 왔으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 환형수조가 고안되었다. 환형수조는 수면과 접하여 회전하는 상부링의 마찰력에 의해 흐름이 생성되기 때문에 시간의 제약 없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류를 형성시켜 반경 방향(radial direction)에서의 바닥전단응력을 불균일하게 하는 단점을 갖는다. 이러한 2차 순환류와 바닥전단응력의 불균일을 저감시키기 위하여 환형수조의 몸체를 상부링의 회전 방향과 역방향으로 직접 회전시키는 방법이 채택되어져 왔다. 한편, 환형수조의 상부링과 몸체를 서로 역방향으로 동시에 회전시키는 양방향 회전(counter-rotation)의 적용을 위해서는 2차 순환류가 최소가 되며 바닥전단응력이 균일해지는 최적 회전속도비에 대한 분석은 필수적 사항이다. 이를 위하여, 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부의 흐름특성 및 평균바닥전단응력에 대한 연구가 선행되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 전북대에 설치된 환형수조의 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부에서의 흐름특성 및 바닥전단응력에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 이를 기초로, 환형수조의 최적 회전속도비 산출을 위한 연구가 수행 중에 있다. 이러한 결과들은 추후 환형수조를 이용한 점착성 퇴적물의 침식/퇴적 등과 같은 이송특성 연구시, 퇴적물에 작용하는 흐름조건의 정밀산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.29
no.2
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pp.115-122
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1992
A sandwich element is a special Hybrid structural form of the composite construction, which is consisted of three main parts : thin, stiff and relatively high density faces separated by a thick, light, and weaker core material. In a sandwich construction, the shear deformation of the faces. Therefore, in the calculation of the bending stiffness, the shear effect should be included. In this paper, the minimum weight is selected as an object function, as the weight critical structures are usually composed of these kind of construction. To obtain the minimum weight of sandwich panel, the principle of minimum potential energy is used and as for the design constraints, the allowable bending stress of face material, the allowable shear stress of core material, the allowable value of panel deflection and the wrinkling stress of faces are adopted, as well as the different boundary conditions. For the engineering purpose of sandwich panel design, the results are tabulated, which are calculated by using the nonlinear optimization technique SUMT.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.24
no.3
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pp.159-165
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2012
In this study, a series of deposition tests have been performed using an annular flume and depositional parameters of natural cohesive sediments have been estimated domestically for the first time. The natural cohesive sediments for deposition tests have been collected from Kwangyang Bay and total 18 deposition tests have been carried out on different bed shear stress respectively but with the same initial concentration. Test results for natural cohesive sediments of Kwangyang bay show that minimum bed shear stress ${\tau}_{bmin}$, standard deviation ${\sigma}_1$, and time scale parameter $({\tau}_b^*-1)_{50}$ are $0.11N/m^2$, 0.68 and 0.85, respectively. Through the comparison with results of previous studies for other sediments, the results of this study are shown to be good enough to verify.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.27
no.6
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pp.434-442
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2015
In this study, a series of deposition tests have been performed using an annular flume in order to estimate depositional parameter of natural sediments. The sediment of Masan Port has been collected for deposition tests, and total 18 deposition tests have been carried out on different bed shear stress respectively but with the same initial concentration. As the results, the minimum bed shear stress ${\tau}_{bmin}$, standard deviation ${\sigma}1$ and time scale parameter $({\tau}_b^*-1)_{50}$ are found to be $0.10N/m^2$, 0.54 and 0.87 respectively. Through comparing with results from previous studies for other sediments, the results of this study are shown to be good enough to verify.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.24
no.3
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pp.249-257
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2011
In this paper, an systematic approach is presented, in which the mixed variational theorem is employed to incorporate independent transverse shear stresses into a classical higher-order shear deformation theory(HSDT). The HSDT displacement field is taken to amplify the benefits of using a classical shear deformation theory such as simple and straightforward calculation and numerical efficiency. Those independent transverse shear stresses are taken from the fifth-order polynomial-based zig-zag theory where the fourth-order transverse shear strains can be obtained. The classical displacement field and independent transverse shear stresses are systematically blended via the mixed variational theorem. Resulting strain energy expressions are named as an enhanced higher-order shear deformation theory via mixed variational theorem(EHSDTM). The EHSDTM possess the same computational advantage as the classical HSDT while allowing for improved through-the-thickness stress and displacement variations via the post-processing procedure. Displacement and stress distributions obtained herein are compared to those of the classical HSDT, three-dimensional elasticity, and available data in literature.
본 연구의 목적은 응급구조사들이 긴 척추고정판을 이용하여 환자를 들어 올리는 3가지 다른 자세와 다른 3가지 부하 조건을 이용하여, 요추 4번과 5번의 압축력, 전단응력 그리고 합력의 변화를 동역학적 모델을 제시하기 위한 분석이다. 연구방법 : 36명의 남자가 본 연구의 실험에 자발적으로 동원되었으며, 나이는 평균 21.42세이고, 신장은 평균 174.05cm이며, 체중은 평균 78.05kg이다. 이 실험에서 부하 조건은 50, 70, 90kg이고, 들어 올리는 높이는 지상에서부터 95cm 이었으며, 들어 올리는 동안의 회전고리는 110cm이었다. 운동현상학적 자료는 2-D ProReflex Motion Capture Camera을 이용하였으며, sampling rate는 60Hz로 하였다. 결과 및 논의 : 동역학적 데이터 자료를 근거로 한 본 연구의 결론은 다음과 같다. Lunge 자세기술에서 전단응력과 합력 등이 최소의 stress로 요추 4번 5번에 미치는 것으로 나타났다. 그러나 Lunge 기술에서 압축력은 약간 증가되는 것으로 나타났다. 이 연구에서 Stooped 자세기술에서는 아주 큰 전단응력과 합력 등이 요추 4번, 5번 관절에 넓게 작용하는 것으로 나타났으며, 이는 들어 올리는 동작을 할 때 상해의 원인이 된다고 사료된다. 특히 응급구조사들이 들것을 들어 올릴 때 너무 큰 전단응력이 요추 4번, 5번 관절에 작용을 하면 비정상적으로 병리학상 또는 해부학상 신체적변화가 온다고 해석할 수 있다. 그래서 응급구조사들에게 들것을 들어올리는 stooped 자세는 아주 크고 많은 합력 작용하기 때문에 권고될만한 기술이 아니라고 해석 된다. Squat 자세에서 중간 정도의 압축력, 전단응력 그리고 합력이 작용된다. 만약 응급구조사가 전단응력 그리고 합력이 요추에 미치는 영향이 가장 걱정된다면, lunge 자세가 두 가지 힘을 줄여줄 수 있다고 사료된다. 마지막으로 응급구조사가 들것을 들어올리는 데는 squat 자세 기술이 가장 좋다고 사료 된다.
본논문에서는 전기장 부하에 따라 유동성질이 변화하는 ER유체의 빙햄특성을 실험 적으로 연구하였다. 특히 ER유체의 빙행특성에 영향을 주는 여러인자중 전극 간격 및 재질 에 따른 ER유체의 항복전단응력과 전류밀도의 변화를 온도에 따라 고찰하였다. 이를 위하 여 전극 간격을 가변시킬수 있는 전기 점도계를 세가지 재질로 자체 제작하였다. 전극간격 은 0.75 mm, 1.00mm 및 1.25 mm 로 설정하였으며 전극 재질은 스테인레스 스텔, 동 그리 고 기계구조용 탄소강(SMS45C)을 사용했다. 한편 실험에 사용된 ER유체는 자체 조성한 수 계 ER유체인 ERF-1과 외국의 우수하다고 알려진 비수계 ER유체인 ERF-2 두가지를 선택 하였다. 실험은 $25^{\circ}C$와 7$0^{\circ}C$ 및 10$0^{\circ}C$에서 수행하였으며 전기장은 0-4kV/mm 범위에서 온 도 및 ER유체의 종류에 따라 부하 가능한 전압까지 공급하였다. 전단변형률 50, 100, 150, 200, 400, 600, 800, 1000 및 1200 s-1에서 얻은 전단응력 실험결과로부터 최소오차선형법을 이용하여 전단변형률 영에서 동적 항복전단응력 값을 도출하였으며 그결과로부터 전극 간격 및 재질에 따른 ER효과의 변화를 고찰하였다. 또한 상온과 10$0^{\circ}C$에서 4kV/mm의 전기장을 부하하여 전기장에대한 ER유체의 응답특성을 실험을 수행했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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