• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.163-177
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• 2021

Numerical simulations of the Vortex-Induced Vibration (VIV) about a large-scale flexible pipe subject to shear flow were carried out in this paper. Efficiency verification was performed firstly, validating that the proposed fluid-structure interaction solution strategy is competent in predicting the VIV response. Then, the VIV characteristics related to multi-mode and spanwise hybrid waveform about the flexible pipe attributed to shear flow were investigated. When inflow velocity rises, higher vibration modes are apt to be excited, and the spanwise waveform easily convertes from a standing-wave-dominated status to a hybrid standing-traveling wave status. The multi-mode or even multiple-dominant-mode is prone to occur, that is, the dominant mode is often followed by several apparent subordinate modes with considerable vibration energy. Hence, the shedding frequencies no longer obey Strouhal law, and vibration trajectories become intricate. According to the motion analysis concerning the coupled cross-flow and in-line vibrations, as well as the corresponding wake patterns, a tight coupling interaction exists between the structural deformation and the wake flow behind the flexible pipe. In addition, the evolution of the vortex tube along the pipe span and a strong 3D effect are observed due to the slenderness of the flexible pipe and the variability of the vortex shedding attributed to the shear flow.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제20권1호
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• pp.34-40
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• 2023

The agricultural tractor ROPS test method according to OECD code 4 is a test to assess whether the driver's safety area can be secured when a tractor overturns, and reliability should be ensured. In this study, a model formula and procedure for calculating measurement uncertainty expressing reliability in the field of agricultural machinery testing were established according to the ISO/IEC Guide 98-3:2008. The characteristics of the ROPS test device were assessed and repeated tests were performed, and the were used as factors to calculate the measurement uncertainty. As a result of repeated tests, the accuracy was higher than 1.9 % in all load directions; thus, they were, applied to calculate the type A standard uncertainty. The final expanded uncertainty was calculated within the range of less than ± 7.76 kN of force and ± 6.96 mm of deformation in all load directions.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.195-202
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• 2023

In this study, the ground settlement in backside of retaining wall and the behavior of the retaining wall were analyzed according to the method of groundwater drawdown due to excavation by using two-dimensional(2D) finite element analysis. Numerical analysis was performed by applying 1) fixed groundwater level, 2) constant groundwater drawdown, and 3) transient groundwater drawdown. In addition, the behavior of the retaining wall according to the initial groundwater level, ground conditions, and surcharge pressure in backside of retaining wall was evaluated. Based on the numerical analysis results, it was confirmed that when the groundwater level is at 0.1H from the ground surface (H: Excavation soil height), the wall displacement and ground settlement are not affected by the method of groundwater drawdown, regardless of soil conditions (dense or loose) and surcharge pressure. On the other hand, when the groundwater level is at 0.5H from the ground surface, the method of groundwater drawdown was found to have a significant effect on wall displacement and ground settlement. In this case, the difference in ground settlement presents by up to 4 times depending on the method of groundwater drawdown, and the surcharge load could increase the ground settlement by up to 1.5 times.

• 소성∙가공
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• 제32권4호
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• pp.180-190
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• 2023

This study deals with residual stress prediction and hardness evaluation within cross ball grooved inner race fabricated by cold upsetting process consisted of upsetting and ejection steps. A raw workpiece material of AISI 5120H (SCr420H) is first spheroidized and annealed, then phosphophyllite coated to form solid lubricant layer on its outer surface. To investigate influences of the heat treatment, uni-axial compression tests and Vickers micro-hardness measurements are conducted. Three-dimensional elasto-plastic FE simulations on the upsetting step and the ejection one are performed to visualize the residual stress and the ductile (plastic deformation) damage. External feature of the fabricated inner race is fully captured by using an optical 3D scanner, and the micro-hardness is measured on internal cross-sections. Consequently, the dimensional compatibility between the simulated inner race and the fabricated one is ensured with a difference of under 0.243mm that satisfied permissible error range of ±0.50mm on the grooved surface, and the predicted residual stress is verified to have similar distribution tendency with the measured Vickers micro-hardness.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권1호
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• pp.1-18
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• 2024

The present study conducts a thorough analysis of thermal vibrations in functionally graded porous nanocomposite beams within a thermal setting. Investigating the temperature-dependent material properties of these beams, which continuously vary across their thickness in accordance with a power-law function, a finite element approach is developed. This approach utilizes a nonlocal strain gradient theory and accounts for a linear temperature rise. The analysis employs four different patterns of porosity distribution to characterize the functionally graded porous materials. A novel two-variable shear deformation beam nonlocal strain gradient theory, based on trigonometric functions, is introduced to examine the combined effects of nonlocal stress and strain gradient on these beams. The derived governing equations are solved through a 3-nodes beam element. A comprehensive parametric study delves into the influence of structural parameters, such as thicknessratio, beam length, nonlocal scale parameter, and strain gradient parameter. Furthermore, the study explores the impact of thermal effects, porosity distribution forms, and material distribution profiles on the free vibration of temperature-dependent FG nanobeams. The results reveal the substantial influence of these effects on the vibration behavior of functionally graded nanobeams under thermal conditions. This research presents a finite element approach to examine the thermo-mechanical behavior of nonlocal temperature-dependent FG nanobeams, filling the gap where analytical results are unavailable.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.71-84
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• 2003

지중강판 구조물은 강판부재 내에 발생하는 휨모멘트에는 매우 취약하기 때문에 그 주변을 양질의 흙으로 뒷채움하여 주변 흙과의 상호작용에 의하여 상부에 작용하는 하중을 지지한다. 그러나, 구조물 측면을 뒷채움할 때나 최소토피고를 확보하지 못한 상태에서 활하중이 작용할 때에는 강판부재내에 과도한 모멘트가 발생할 수 있다. 현재 설계기준에서는 허용변형량을 제시하여 시공 중에 과도한 변형이 발생하는 것을 방지하고 있으며 Duncan(1979)과 McGrath 등(2001)은 강도해석법을 제안하여 시공 중에 발생하는 모멘트를 강판의 소성강도 이내로 제한하고 있지만, 허용변형량은 경험적으로 규정한 값이고 강도해석에 의한 구조 안정성 검토는 유한요소 해석결과를 바탕으로 제안되었기 때문에 이들에 대하여 실험적 검증이 필요하다. 이 연구에서는 높은 아치형 구조물에 대한 실규모 현장시험을 실시하여 시공 중 거동과 활하중에 대한 하중지지 거동을 분석하였다. 시험결과를 바탕으로 시험시공 구조물의 허용변형량을 '높이의 1.45%' 로 추정할 수 있었는데 이는 설계기준의 허용값인 '높이의 2%' 보다 작은 값이었다. 또한, 계측결과를 Duncan과 McGrath 등이 제안한 강도해석결과와 비교하여 Duncan은 성토하중에 의한 모멘트는 과소평가하고 활하중 모멘트는 과대평가 하지만 McGrath 등은 두 값을 모두 실제와 근접하게 예측함을 알 수 있었다. 그러나, 두 방법에 의한 소성힌지에 대한 안전율은 실제 안전율과 잘 일치하여 두 방법 모두 시공 중에 작용하는 활하중에 대한 구조 안정성을 적절히 평가할 수 있음을 확인하였다.나 길항력(6.4 ㎜)은 남아있었다. 또한 분자량 10kDa 이하의 분획에서는 chitinase 활성은 없으나 길항력(5.2㎜)은 나타내었고, 80℃에서 열처리하여도 길항력(5.0mm)이 남아있어 효소 이외 다른 생리활성물질이 존재함을 확인하였다.rin, (+)-taxifolin 3-O--$\beta$-D-glucopyranoside, (+)-catechin 및 benzoic acid의 함량은 건조 및 처리 온도가 증가할 수록 감소하는 양상을 나타내었다.tier taste and the Doenjang with P. japonica Powder had the least sweet taste. In the flavor and overall Preference, the Doenjang with P. japonica powder was the lowestEX>로 측정되었고, 계사내 지붕의 표면 온도는 최고 $29^{\circ}C$가 측정되었다. 계사 내 표면 온도 및 닭의 표면 온도는 계사내 공기온도의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.ill in a good agreement with those predicted by Rohsenow's formula, which was based on nucleate boiling. For the condenser, the wall temperatures were practically uniform, and the measured values of condensation heat transfer coefficient were 1.7 times

• 한국농공학회지
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• 제37권3_4호
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• pp.61-71
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• 1995

Natural ground is a composite consisted of the three phases of water, air and soil paircies. Among the three components, water as a material is weU understood but soil particles are not in foundation engineering. Especially, weathered granite soil generally shows a large volumetric expansion when they freeze. And, the stability and durability of the soil have shown decreased with repetitive freezing and thawing processes. These unique charcteristics may cause various construction and management problems if the soil is used as a construction material and foundation layers. This project was initiated to investigate the soil's physical and engineering characteristics resulting from freezing and freezing-thawing processes. Research results may be used as a basic data in solving various problems related to the soil's unique characteristics. The following conclusions were obtained: The degree of decomposition of weathered granite soil in Kangwon-do was very different between the West and East sides of the divide of the Dae-Kwan Ryung. Soil particles distributed wide from very coarse to fine particles. Consistency could be predicted with a function of P200 as LL=0.8 P200+20. Permeability ranged from 10-2 to 10-4cm/sec, moisture content from 15 to 20% and maximum dry density from 1.55 to 1.73 g /cmΥ$^3$ By compaction, soil particles easily crushed, D50 of soil particles decreased and specific surface significantly increased. Shear characteristics varied wide depending on the disturbance of soil. Strain characteristics influenced the soil's dynamic behviour. Elastic failure mode was observed if strain was less than 1O-4/s and plastic failure mode was observed if strain was more than 10-2/s. The elastic wave velocity in the soil rapidly increased if dry density became larger than 1.5 g /cm$^3$ and these values were Vp=250, Vg= 150, respectively. Frost heave ratio was the highest around 0 $^{\circ}C$ and the maximum frost heave pressure was observed when deformation ratio was less than 10% which was the stability state of soil freezing. The state had no relation with frost depth. Over freezing process was observed when drainage or suction freezing process was undergone. Drainage freezing process was observed if freezing velocity was high under confined pressure and suction frost process was occurred if the velocity was low under the same confined process.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.57-68
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• 2020

흙막이 벽체의 해석 시 일반적으로 적용되는 2차원 해석의 경우 굴착 폭이 작으면 토압에 의한 상호간섭이 발생하며, 그 영향으로 굴착 폭이 작은 구간에서는 2차원 해석 시 흙막이 벽체의 수평변위에 대한 신뢰성 확보가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 2차원 해석 시 토압에 의한 상호간섭 발생의 범위가 되는 굴착 폭의 경계를 확인하기 위하여 H-pile 토류벽체에 대하여 점성토, 사질토, 사질토 및 풍화암의 지층조건에서 다양한 조건의 굴착 깊이(H)와 굴착 폭(B)에 대하여 2차원 및 3차원 유한요소해석을 수행하여 각 조건에 따른 굴착 폭과 수평변위의 관계를 연구하였다. 연구결과 수평 변위가 비교적 크게 발생하는 점성토에서만 굴착 폭에 따른 해석적 경계를 뚜렷하게 구분할 수 있었고, 그 내용은 굴착규모(B/H) 2.0 이하, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 작은 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 작은 경우는 실제 거동과 유사한 3차원 유한요소해석을 하는 것이 합리적이며, 굴착규모(B/H) 2.0 이상, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 큰 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 큰 경우는 2차원 유한요소해석을 하여도 무방하다는 결론을 얻었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.19-24
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• 2015

오늘날에는 산업재해로 인한 장애나 하반신 마비로 자발적으로 움직이지 못하는 사람들이나 재활치료를 받는 사람들이 증가하고 있다. 본 연구에서는 몸이 불편한 사람들이나 노인들을 위한 보행기구를 연구하였으며, 높이에 따른 보행기구들을 설계하고 시뮬레이션 구조 해석을 수행하였다. 보행기구 연구모델들은 CATIA 프로그램으로 3D 모델링하였으며, ANSYS 프로그램을 사용하여 해석을 수행하였다. 해석 결과 항복 응력보다. Model 1, 2 및 3의 최대등가응력이 상당히 작게 나타나서 탄성변형이 일어났고, 본 연구 모델 중 최대 변형량이 가장 작게 나타난 Model 3가 내구성이 가장 좋은 것으로 사료된다. 이러한 본 연구의 결과를 바탕으로 하여 보행기구 모델의 안전성을 예측할 수 있으며, 이 결과를 보행기구의 설계에 응용한다면 그 파손을 방지하고 내구성을 검토할 수 있고 디자인면에서의 융합 기술로의 접목도 가능하여 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권4호
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• pp.310-320
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• 2009

피닝잔류응력은 통상 XRD 실험법으로 측정되며, 다양한 X-선 조사면적들에서 면적평균해를 준다. 해석연구들 대부분 단일절점 해석해를 소개할 뿐 면적평균해를 전혀 고려하지 않고 있다. 따라서 XRD 실험해와 큰 차를 갖는 것은 자명하다. 이에 본 연구에서는 3차원 다중충돌 대칭-셀 모델을 활용해, 면적평균 피닝잔류응력해를 얻었다. 대칭-셀은 통합인자와 소성숏을 포함하며, 숏피닝 현상 들이 충분히 반영된다. 대칭-셀 A-D 네 충돌위치 에서 4-절점평균해를 얻었으며, 대칭-셀의 각 단면 ($0.4mm{\times}0.4mm$)에 포함된 전체절점에서 면적평균 해를 얻었다. 그리고 해석해들을 XRD 실험해와 비교했다. 소성숏 면적평균해가 4-절점평균해보다 XRD 실험해로의 근접성이 뛰어났다. 또한 양축 등가응력으로의 완벽한 수렴성을 보였다. 이로써 면적평균해에 기초한 유한요소 알멘선도를 구해, 유한요소 아크하이트, 유한요소 피닝커버리지 및 투사속도들간의 관계식들을 유도하였다. 유한요소 알멘선도는 김태형과 이형일이 정리한 실험적 알멘선도의 추이를 따랐으며, 그 유효성이 한층 향상됐다. 유도식들을 활용하여, 주요 피닝소재들 AISI4340, AISI4140, SPS8에서 유한요소 면적평균 해들을 얻고 XRD 실험해들과 비교했다. 피닝소재 모두에서 표면 및 최대압축잔류응력, 변형깊이가 실험해와 잘 일치하여, 피닝부품들의 잔류응력해 예측에 유한요소 알멘선도가 매우 유용함을 확인 했다. 이상과 같이 본 연구의 면적평균해가 실제 XRD 잔류응력 측정해를 매우 잘 따른다는 점에 주목되며, 궁극적으로 실재하는 숏피닝 잔류응력 평가를 위한 체계적인 해석방법임을 확인했다.