• Title/Summary/Keyword: 하중의 변화

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A Study on the Effect of Blade Surface Roughness on Wind Turbine Extreme Loads (풍력발전기 블레이드의 표면 거칠기 변화가 하중에 미치는 영향에 대한 연구)

  • Kim, Soo-Hyun;Shin, Hyung-Ki;Bang, Hyung-Joon;Jang, Moon-Seok
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.11a
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    • pp.33.1-33.1
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    • 2011
  • 풍력발전기가 점차 대형화되어가는 추세에 따라 블레이드 역시 점차 길어지고 무거워지는 경향을 보이고 있다. 이는 블레이드뿐만 아니라 풍력발전기 시스템 전체의 하중 및 비용의 증가를 불러오게 되므로, 시스템의 성능 및 하중에 가장 큰 영향을 끼치는 블레이드의 공력특성에 대한 연구가 전 세계적으로 지속되고 있다. 그 중에서도 특히 작동 중 오염에 의한 블레이드 표면 거칠기 변화는 블레이드의 공력특성을 변화시켜, 발전기 전체의 성능뿐만 아니라 전체 하중에도 영향을 끼치는 주요 인자이다. 따라서 풍력발전기 블레이드 설계 시에 예측된 설계하중과 실제 운용 환경에 의해 변화된 운용하중 간의 차이를 예측할 수 있다면, 블레이드 설계 시에 표면 거칠기 변화에 따른 영향을 고려함으로써 실제 운용 환경에 맞는 최적의 블레이드 및 풍력발전기 시스템 설계를 수행할 수 있다. 본 연구에서는 블레이드의 표면 거칠기 변화에 따라 풍력발전기 하중이 어떻게 영향을 받는지에 대하여 분석하였다. 이를 위하여 표면 거칠기 민감도를 고려하지 않고 설계된 기준 블레이드와, 운용 중 표면 거칠기가 변화된 블레이드의 2개 모델에 대한 하중해석을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 보다 실제적인 해석을 위해 Multi-MW 급 풍력발전기 시스템 모델을 대상으로 최적 설계된 블레이드를 기준 모델로 삼았다. 하중계산방법은 IEC 및 GL 2010 가이드라인을 참고하였으며, 일부 주요 극한하중 상황에 대하여 해석을 수행하여 설계하중상황(design load case, DLC) 별로 하중의 증감 및 경향을 비교하였다.

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원자로 압력용기강의 인성평가를 위한 샤피충격 하중-변위 곡선의 해석

  • Kim, Ju-Hak;Kim, Hun;Ji, Se-Hwan;Lee, Don-Bae;Hong, Jun-Hwa
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1996.05c
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    • pp.284-289
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    • 1996
  • 국산 원자로 압력용기강(ASME SA508 cl.3)을 대상으로 표준 샤피충격시험편(2 mm V- notch)과 피로균열(precracked Charpy) 시험편을 제작하여 계장화(instrumented)충격시험을 실시하고, 충격시험시 하중점(load point)의 변위(displacement) 혹은 시간의 변화를 하중의 변화와 함께 측정하였다. 측정결과를 파괴현상 및 파괴역학과 연계시켜 해석하므로서, 가능한한 소량의 시험편(혹은 시험공정)을 사용하여 필요로 하는 인성평가 관련 정보를 획득할 수 있도록 시도하였다. 그 결과, 파괴과정을 나타내는 하중의 변화를 이용하여 Shear fraction 을 예측할 수 있었고, 하중의 변화와 관계된 변위로부터 Lateral expansion을 추정할 수 있었다. 피로균열 시험편 시험결과로 부터는 충격시의 항복하중, 항복변위, 최고하중 등을 획득하여 균열크기의 함수로 표시되는 시험편 Compliance 를 계산하였고, Equivalent energy 법과 J-integral 법을 적용하여 원자로 압력용기강의 탄소성 동적파괴인 성을 평가할 수 있었다.

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Study on Hydraulic Characteristics according to Construction of Channel Island in a Stream (하천 내 하중도 설치에 따른 수리학적 특성 변화 연구)

  • Park, Sung-Chun;Roh, Kyong-Bum;Jin, Young-Hoon;Park, Han-Min;Kim, Jae-Hyung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.674-678
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    • 2010
  • 하천 형상은 자연적인 흐름과 인간의 활동에 의해 다양한 형태로 변화되며, 이러한 변화과정을 통해 안정된 형상을 갖추어간다. 이러한 변화는 흐름과 상호작용 과정을 통해 진전되며, 하천의 형태를 변화시키는 흐름 또한 저수로 형태 및 수량적인 변화 등에 의해 다양한 특성을 갖게 된다. 본 연구에서는 하천 내의 형태가 인간의 활동에 의해 인공적으로 변화되었을 경우 하천의 수리학적 특성에 미치는 영향을 3차원 수치해석 모형인 EFDC(Environmental fluid Dynamics Code, 미국 버지니아 해양연구소 개발) 모형을 이용하여 검토하였다. EFDC 모형은 크게 유동, 퇴적물 이송, 수질의 세 부분으로 구성되어 있으며, 유동 모델은 수온과 염분이 고려된 3차원 천수방정식을 기본으로 하고 있다. EFDC 모형의 적용을 위한 Case1은 일반적인 저수로 형태 갖는 하천이며, Case2에서는 하천 저수로 내 인공적으로 하중도가 설치되었을 경우에 대하여 수리학적 특성을 모의하였다. 수치모의 결과 다음과 같은 결과를 확인 할 수 있었다. 수위변화는 하중도 유무에 따라 상하류 부분에서 전혀 다른 결과를 나타냈다. 유속분포는 Case1에 비하여 Case2의 경우 하중도 설치에 의해 하천의 상류부에서는 흐름의 정체부분이 나타났으며, 하류부에서는 급확대에 의한 유속의 감소가 나타났다. 그리고 하중도에 의해 저수로가 분기됨에 따라 저수로의 급축소부가 발생되고, 이로 인해 유속이 급속히 증가되었다. 본 연구의 Case2와 같이 하천에 하중도를 설치할 경우 만곡부 외측 부분에서는 유속의 현저한 증가가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 하중도의 설치 위치, 하중도의 규모 등에 따라 하중도 부분의 급격한 수위 및 유속 변화이 발생되는 것을 확인하였으며, 만곡부에 이와 같은 것을 설치할 경우 보다 정밀한 수리계산을 통해 안전성이 확보되는 하중도 설치가 필요할 것으로 판단된다.

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The effect of temperature changes on force level of superelastic nickel-titanium archwires (온도 변화가 교정용 니켈-티타늄 호선의 하중값에 미치는 영향)

  • Chun, Kyoung-Ae;Kim, Kwang-Won;Lim, Sung-Hoon
    • The korean journal of orthodontics
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    • v.37 no.6
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    • pp.432-439
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    • 2007
  • The purpose of this study was to evaluate the influence of intraoral temperature changes on the orthodontic force level of a superelastic nickel-titanium alloy wire. Methods: Nickel-titanium archwires of $0.016"{\times}0.022"$ thickness were tested with a three point bending test setup, and temperature changes were applied. The force level changes according to temperature changes were measured at a 1.5 mm deflection during the loading phase and a 1.5 mm deflection during the unloading phase from a deflection to 3.1mm. Ten cycles of thermal cycling from baseline $(37^{\circ}C)$ to cold $(20^{\circ}C)$ or hot $(50^{\circ}C)$temperature were applied. Results: Alter thermal cycling, the force level during the loading phase decreased and the force level during the unloading phase increased even after the temperature was changed to the initial $37^{\circ}C$. Conclusions: The results suggest that the orthodontic force level can not return to the initial force level after temperature changes. When applying superelastic nickel-titanium archwires, we must consider that a lighter force than the loading force and a heavier force than the unloading force will be applied after intraoral temperature changes caused by eating and drinking.

Construction Sequential Analysis on RC Building Structure considering Temperature Changes (외부 온도변화를 고려한 RC 건축구조물의 시공단계해석)

  • Kang, Su-Min;Oh, Jae-Keun;Kim, Ook-Jong;Lee, Do-Bum
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.229-232
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    • 2008
  • In rapid cycle construction, RC structure which is not cured fully can be loaded with construction load and this construction load can influence on the safety of construction and cracks on slabs. Therefore, to reduce the term of construction, the safety of construction and prevention of cracks should be assured against construction load. In the previous study, temperature load can significantly influence on the behavior of structure under construction. However, existing construction sequential analysis or design code do not consider temperature load reasonably. In the present study, through construction sequential analysis method using FE analysis, the behavior of structure under construction was analyzed according to temperature changes. According to the results of analysis, as the temperature falls, shoring load drops and the temperature rises, shoring load rises. These variations of shoring load can affect the safety of construction. Moment of slab goes up by fall in temperature. This increase of moment can cause cracks on the slab. Therefore to assure the safety on construction and prevent cracks on slabs, temperature load has to be considered reasonably in construction sequential analysis.

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Surface damage accumulation in alumina under the repeated Inclined contact forces (수직-수평 반복하중을 받는 알루미나 표면에서의 피로손상 누적)

  • 이권용;최성종
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1999.06a
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    • pp.61-66
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    • 1999
  • 반복 응력 상태 아래서 알루미나 세라믹의 피로 표면손상 누적현상이 분석되었다. 연속 미끄럼 접촉 시에 발생하는 응력 상태를 재현하기 위해서 동시에 작용하는 수직-수평 반복 압축하중 기법이 사용되었다. 알루미나 구와 평판의 접촉면에서 알루미나 미세 결정의 피로 파손에 의한 마모 입자 형성 기구가 관찰되었고, 반복하중의 횟수와 수직-수평 하중비가 커질수록 마모량은 증가하였다. 반복 접촉하중에 의한 표면손상 누적이 접촉 수직 변위 측정으로 정량화 되었다. 두 접촉 구조물의 강성 (하중-변위 선도의 기울기) 변화가 두 재질의 탄성계수의 변화로 표현되었다.

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Isogeometric Shape Design Optimization of Structural Systems Subjected to Design-dependent Loads (설계의존형 하중조건을 갖는 시스템의 아이소-지오메트릭 형상 최적설계)

  • Koo, Bon-Yong;Ha, Seung-Hyun;Cho, Seon-Ho
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.512-515
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    • 2010
  • 본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계를 수행하였다. 유한요소법 기반 형상 최적설계는 CAD 모델과 해석 모델의 차이로 인해, 설계영역 매개변수화에 어려움이 있다. 등기하 해석법은 CAD 모델과 동일한 NURBS 기저 함수와 조정점을 해석에 이용함으로써 설계의 기하학적 변화를 해석모델에 직접적으로 표현할 수 있는 장점을 가진다. 하중조건이 설계 영역이 변화함에 따라 변하는 최적설계 문제의 경우, 정확한 설계 영역 표현은 법선 벡터, 즉 변화하는 하중의 방향과 곡률과 같은 고차항의 정보를 정확하게 표현할 수 있고, 따라서 목적함수를 최소 또는 최대화시키는 최적의 해로 이끌어 낸다. 유한요소법 또는 밀도법을 이용한 형상 최적설계에서 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물의 문제를 푸는 경우, 최적설계가 진행됨에 있어 변화하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는, 수치 예제를 통해 등기하 해석 기반의 형상 최적설계 방법론이 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물 문제에서 수월성을 가짐을 확인하였다.

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Wind Tunnel Investigation of Fluctuating Pressure Inside Building (풍하중에 의한 건물내부 압력의 동적변화에 관한 연구)

  • 이경훈
    • Computational Structural Engineering
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    • v.3 no.4
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    • pp.133-141
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    • 1990
  • The nature of fluctuating air pressure inside building was studied by testing a building model in a wind tunnel. The model has a single room and a window opening. Various opening conditions were tested in both laminar uniform wind and turbulent boundary-layer wind. The RMS and the spectra of the fluctuating internal pressure were measured. The test results support a recent theory which predicts the behavior of internal pressure under high wind based on aerodynamic analysis.

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Variation of Thermal and Mechanical Properties of Crystalline Granite under Saturated-Loading Condition (침수-하중 조건에서의 결정질 화강암의 열적, 역학적 물성 변화)

  • Heo, Jin;Lee, Jae Chul;Seo, Jung Bum;Park, Seung Hun;Park, Jung Chan;Kwon, Sangki
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.24 no.3
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    • pp.224-233
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    • 2014
  • It is well known that rock properties can be affected by loading in underground condition. In the case of flooded underground mine or tunnels, rock properties variation due to loading might be different from the loading in dry condition. In order to verify the influence of saturated loading condition on rock properties, various laboratory tests had been carried out. Loading on the rock specimen was controlled to be ranged in between 20 ~ 80% of UCS. By comparing the variation of thermal, mechanical, and physical properties of rock specimens under the same load in saturated and dry condition, it was possible to find that the rock properties can be more significantly disturbed in the saturated loading condition than in dry loading condition.

Evaluation of the Sliding Frictional Characteristics at the Different Loading Mechanisms and Dynamic Stiffness (마찰시험기의 하중부와 방법과 강성 변화에 따른 미끄럼 마찰특성 평가)

  • 윤의성;공호성;권오관;오재응
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1996.04a
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    • pp.108-116
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    • 1996
  • 본 논문에서는 하중부와 방법을 추(dead weight)와 공압(pneumatic)을 이용한 방법에서 스프링을 이용한 방법을 추가하였으며, 압축형 스프링을 선택적으로 사용하여 마찰시험기 수직방향에서의 강성을 큰 변화 폭으로 변화시켰다. 또한 선행된 연구를 통하여 수직하중의 변동량에 크게 영향을 미치는 것으로 알려진 바 있는 디스크 시편의 misaligment 효과를 상사하고 극대화 하기 위하여 본 논문에서는 경사진 디스크 시편을 추가로 사용하였다. 상기조건으로 마찰시험기 시스템의 각 하중부과 방법과 수직강성 변화가 마찰특성에 미치는 영향을 실험적으로 측정 평가하였으며, 마찰시험기 동특성계 모델의 이론적 해석을 통하여 마찰특성 변화를 고찰하였다. 또한, 미끄럼 접촉 시의 수직력과 마찰력을 측정하고, 데이터의 통계적 처리방법에 따른 마찰계수의 변화 특성도 평가하였다.

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