• Title/Summary/Keyword: 평형단면

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Improvement and Application of Stable Cannel Analysis and Design (안정하도 평가 및 설계 방법의 개선과 적용)

  • Jang, Eun-kyung;Ji, Un;Ahn, Myeong-Hui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.14-14
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    • 2017
  • 안정하도란 하도형성유량이 발생하는 조건에 대해 단면내에서 발생하는 유사량과 유입되는 유사량이 평형상태를 유지하는 단면을 의미하며, 안정하도 평가 및 설계란 현재 단면을 안정하도 단면과 비교하여 평가하거나 안정하도를 만족하는 하상경사와 하폭, 수심을 도출하는 과정을 의미한다. 이러한 안정하도 평가 및 설계는 하천을 정비하거나 복원하는 과정에서 장기적인 하상 평형상태를 고려하기 위해 적용할 수 있으며, 하상 침식 혹은 퇴적에 대해 지점별 평가방법으로 활용 할 수 있다. 안정하도 단면은 상류에서 유입되는 유사량과 대상구간의 발생 유사량의 평형조건에 의해 결정되기 때문에 유입되는 유사량 자료의 정확성과 대상구간 발생 유사량 산정의 정확도가 전체 평가 결과의 신뢰도에 가장 중요한 요소로 작용한다. 그러나 현재까지 활용되어 온 안정하도 단면 계산 방법의 경우 대상구간 발생 유사량 결정을 위한 유사이송공식의 선택이 특정 공식으로 한정되어있어 국내 하상과 적합한 유사이송공식의 적용이 매우 제한적이었다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기존의 안정하도 평가 및 설계 방법을 개선하기 위해 다양한 유사이송공식의 적용이 가능한 안정하도 평가 모델의 알고리즘을 제시하였으며, 관련 분야의 실무자가 쉽게 활용 할 수 있도록 사용자 친화적인 사용자 친화적인 안정하도 평가 및 설계 프로그램(Stable Channel Analysis and Design, SCAD)을 개발하였다. 본 연구에서는 기존의 안정하도 단면 계산 방법인 Copeland 방법을 분석하여 새로운 알고리즘을 개발하였으며, 단면 유사량 분석 계산과정에서 자갈하상 공식을 포함한 총 다섯 가지의 유사이송공식을 새롭게 추가하였다. 개발된 SCAD 프로그램은 정확도 및 적용성 향상을 위해 청미천과 내성천 모래하상 구간 그리고 원주천 자갈하상 구간에 대해 시험계산을 수행하였고 평가 결과를 프로그램 개선을 위해 적극 활용하였다. 또한 웹 포팅 프로그램 구축을 통해 다양한 사용자가 특정 웹사이트에서 프로그램에 쉽게 접근할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 개선된 안정하도 평가 및 설계 프로그램을 활용하여 다양한 유사이송공식 선택에 따른 안정하도 산정 결과 값의 변화를 분석하고 그 범위를 정량적으로 제시하였다.

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Deformations of Cantilever Strips and Beam with Small Elastic Strains (작은 탄성 변형률 하의 고정-자유 지지된 스트립과 보의 변형)

  • 호광수;박기철;임세영
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.4
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    • pp.572-582
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    • 1989
  • Elastic deformations of an infinitely long strip and a beam loaded by uniform pressure upon their upper surfaces, with the fixed-free end dondition, are considered within the range of small strains. All local governing equations are satisfied up to first order in strains, and to take into account the higher order terms neglected in the local governing equations, the overall equilibrium is imposed exactly up to the leading order. The success of the approach relies upon the semi-inverse method and the decomposition of deformations in which the classical linear theory guides the solution. The solution bridges the gap between the two extremes-the classical solutions valid only for infinitesimal deformations and the solutions form the technical theories for deformations with large rotations. The solutions may be used to confirm the technical theories and to verify numerical solutions obtained from finite element analysis.

Numerical Analysis of Beach Erosion Due to Severe Storms (폭풍에 의해 발생하는 해빈침식에 대한 수치해석)

  • 조원철;표순보
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.12 no.1
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    • pp.19-26
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    • 2000
  • A numerical model is applied for predicting two-dimensional beach and dune erosion during severe storms. The model uses equation of sediment continuity and dynamic equation, governing the on-offshore sediment transport due to a disequilibrium of wave energy dissipation. And the model also uses sediment transport rate parameter K from dimensional analysis instead of that recommended by Kriebel. During a storm, a beach profile evolves to a form where the depth at the surf zone is related to the distance seaward of the waterline. In general, the erosion in the beach profile is found to be sensitive to equilibrium profile parameter, sediment transport rate parameter, storm surge level and breaking wave height.

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Free Vibrations of Horizontally Curved Beams with Variable Cross Section (변다면 수평 곡선보의 자유진동에 관한 연구)

  • 이병구;박광규;모정만;이재만
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.3
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    • pp.155-164
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    • 1998
  • 이 논문은 변단면을 고려한 수평 곡선보의 자유진동에 관한 연구이다. 진동시 곡선보 요소에 작용하는 합응력과 관성력의 동적평형방정식을 이용하여 변단면 원호형 수평 곡선보의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 유도하였다. 이 미분방정식을 원형 단면을 갖는 선형변변단면에 적용하여 고유진동수, 진동형 및 합응력을 산출하였다. 수치 해석예에서는 양단고정 및 양단회전 곡선보를 채택하였으며, 수치해석 결과로서 고유진동수와 단면비, 세장비 및 중심각 사이의 관계를 그림에 나타내었다. 또한 실험실 규모의 실험을 통하여 본 연구결과의 타당성을 보였다.

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Stability Analysis of Unsymmetric Tapered Thin-walled Beams (비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성 해석)

  • 김성보;구봉근;한상훈;정경섭
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.197-207
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    • 1998
  • 전단변형 효과를 무시하는 경우에 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성 해석을 위한 일반이론을 유도한다. 비대칭 선형 변단면의 임의점을 통과하는 부재축과 단면의 주축의 방향과 무관하고 부재축과 직각을 이루는 두 개의 좌표축을 도입하여 직각좌표계를 정의한다. 정의된 좌표축을 기준으로 유한한 회전각의 2차항을 고려하는 변위장을 도입하여 연속체에 대한 가상일의 원리로부터 탄성변형에너지, 그리고 초기응력에 의한 포텐셜에너지를 유도한다. 이를 이용하여 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성해석을 위한 평형방정식을 제시한다. 3차 Hermitian 다항식을 변위파라미터의 형상함수로 사용하여 박벽 공간 보의 탄성강도 및 기하강도행렬을 상정할 뿐만 아니라, 단면의 좌표축에 상관없이 임의의 위치에 작용하는 하중에 대한 하중보정강도행렬(load-correction stiffness matrix)을 제시한다. 본 이론 및 방법의 타당성을 검증하기 위하여 수치해석을 수행하고 문헌의 결과 및 쉘요소를 사용한 해석결과와 비교하여 본 이론의 정당성을 입증한다.

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Buckling oad and Post-buckling Behavior of Tapered Column with Constant Volume and Both Clamped Ends (일정체적 양단고정 변단면 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동)

  • 이병구
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.41 no.5
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    • pp.112-122
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    • 1999
  • 이 논문은 일정체적을 갖는 양단고정 변단면 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동에 관한 연구이다. 기둥의 변단면으로는 직선형, 포물선형, 정현의 선형을 갖는세 가지 변단면을 채택하였다. Bernoulli-Euler 보 이론을 이용하여 압축하중이 작용하여 좌굴된 기둥이 정확탄성곡선을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 유도된 미분방정식을 Runge-Kutta 법과 REgula-Falsi법을 이용하여 수치해석하였다. 수치해석의 결과로 좌굴하중, 좌굴기둥의 평형경로 및 정확탄성곡선을 산출하였다. 또한 좌굴하중-단면비 곡선으로부터 최강기둥의 좌굴하중과 단면비를 산출하였다.

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Spatial Stability of Non-Symmetric Thin-Walled Curved Beams I : Aanlytical Approach (비대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 안정성해석 I: 해석적 방법)

  • 민병철;김문영
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.239-251
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    • 1998
  • 본 연구에서는 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보의 안정성해석을 수행할 수 있는 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 3차원 연속체로부터 유도된 평형방정식으로부터 선형화된 가상일의 원리를 적용하였다. 박벽단면의 구속된 ?(warping)과 곡률효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항을 포함하는 곡선보의 변위장을 도입하여 단면에 대해 적분함으로써 도심축에 대한 박벽 곡선보의 총포텐셜에너지를 유도하였다. 또한, 단순지지되고 일축대칭 단면을 갖는 박벽원형 곡선보의 면내 및 면외좌굴에 대한 엄밀해를 유도하기 위하여, 면내에 대해서는 균일압축을 받는 원형아치의 역대칭 좌굴모드에 대한 좌굴하중을 유도하고 면외좌굴에 대해서는 균일압축 및 순수휨을 받는 아치의 처짐함수를 가정하여 곡선보의 횡좌굴하중에 대한 일반해를 제시하였다.

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Study on the Generation of Machining Program for Large Screws Defined by Longitudinal-Section Profile (축 평형단면의 형상정의에 의한 대형 스크류 가공프로그램 생성에 관한 연구)

  • 이원규;이민환;안중환
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.17 no.6
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    • pp.83-88
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    • 2000
  • In machining large screws such as those of extruders, it takes long time to machine them on conventional machines which usually use single-tipped fixed tools. And it is also difficult to use an existing CAD/CAM coftware when trying to get over the problems of conventional machines and making use of CNC machines. In this paper, generation of machining program using rotational tools for large screws defined by longitudinal-section profile is descrebed. Use of rotational tools in machining plays an important role in saving machining time. In the sort of extruder screws, it is easy to define a screw shape by longitudinal-section profile, and by which improvement of dimensional accuracy can be expected. The CAM software developed in this paper is based on user's and designer's friendliness.

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The Sectional Analysis of Trunk-lid using the Equilibrium Approach and Three-Dimensional Shape Composition (평형해법을 이용한 트렁크 리드의 단면해석과 3차원 형상합성)

  • 정동원
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.15 no.2
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    • pp.66-71
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    • 2001
  • A sectional analysis of trunk-lid carried out by using the equilibrium approach based on the force balance together with geometric relations and plasticity theory. In computing a force balance equation, it is required to define a geometric curve approximating the shape of sheet metal at any step of deformation from the interaction between the die and the deformed sheet. The trunk-lid panel material is assumed to possess normal anisotropy and to obey Hill's new yield criterion. Deformation of each section of trunk-lid panel is simulated and composed to get the three-dimensional shape by using CAD technique. It was shown that the three-dimensional shape composition of the two-dimensional analysis.

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Application of Chiu's Velocity Distribution Equation to Laboratory Channel with Varied Channel Slope (Chiu 유속분포공식의 하상경사가 변화는 실험실 수로에 적용성 분석)

  • Choo, Tai-Ho;Ok, Chi-Youl;Je, Sung-Jin;Lee, Seoung-Kwan
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.99-103
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    • 2007
  • 정확하고 신뢰성 높은 유량 자료는 수자원의 정량적인 계획과 관리에 필수적이다. 이를 위하여 Chiu는 기존의 결정론적인 흐름 방향 유속분포식의 한계를 극복할 수 있는 방법으로 확률통계에서 사용되는 엔트로피 개념을 이용한 3차원 유속분포 식을 제안하였고, 이를 실험실 데이터와 자연하천에 적용하여 신뢰성과 정확성을 지속적으로 증명하여 마침내 이에 대한 활용성이 매우 크게 대두되어 Chiu의 유속공식을 적극적으로 사용하고 있는 실정이다. 그러나 지금까지 이론적인 유속 분포식을 검증하기 위하여 단면 형상이 일정한 직사각형이나 사다리꼴 동의 실험수로에서부터 불규칙한 단면 형상을 갖는 자연 하천에 대한 적용을 거의 이루고 있는 실정이나, 하상경사가 변하는 경우에도 엔트로피 파라미터(M)가 이에 대응하여 평형상태에 도달하려고 하는지에 대한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 하상경사를 임의로 변경 가능한 실험수로를 선택하여 정밀법에 의한 유속측정을 실시하였다. 같은 지점의 같은 단면에서 하상경사(${\Theta}$)가 0.000935부터 0.025794까지 28번의 경사변화를 주고 각 경사마다 유량을 측정하여 28개의 유량측정 데이터를, Chiu의 엔트로피 유속공식에 적용하여, 평균유속과 최대유속 사이의 관계가 선형관계, 즉 하상경사가 변하는 경우에도 엔트로피 파라미터(M)가 이에 대응하여 평형상태에 도달함을 증명하였다.

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