Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.19
no.5
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pp.82-88
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2018
This study investigated the structure of an 8-pole 8-slot linear generator, which acts as an electromagnetic damper by combining the structure of an electromagnetic suspension device capable of generating electrical energy through energy harvesting by absorbing the vibration energy from the road surface while driving. To compare the energy harvesting effect of the electromagnetic suspension according to the actual road surface, a driving road test was simulated for two actual road conditions, an asphalt road surface and unpacked road surface condition, using a civilian combined vehicle model in conjunction with a vehicle simulation program, Carsim and Simulink. As a result, the relative displacements of the suspensions on the asphalt road surface and the unpaved road were 8 mm and 13 mm, respectively. By applying the suspension displacement value derived by modeling the linear generator coupled to the electromagnetic suspension, the simulation was then performed for an analysis time of 0.3s by applying the same analytical conditions using the commercial electromagnetic analysis program, ANSYS MAXWELL, The average power generation on the unpacked roads and asphalt roads was 198.6W and 98.7W respectively, which was 103.7% higher for unpackaged roads. Finally, to compare the sensitivity of the road surface frequency and the suspension input displacement to the power generation output, the sensitivity of the two variables was 1.725 and 1.283, respectively, and the road surface frequency had a 34.5% higher effect on the average power generation.
Kim, Sitae;Jung, Kihyun;Lee, Junho;Park, Kihyun;Yang, Kwangjin
Tribology and Lubricants
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v.36
no.2
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pp.105-115
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2020
This paper presents a numerical study on the rotordynamic analysis of a dual-spool turbofan engine in the context of blade defect events. The blades of an axial-type aeroengine are typically well aligned during the compressor and turbine stages. However, they are sometimes exposed to damage, partially or entirely, for several operational reasons, such as cracks due to foreign objects, burns from the combustion gas, and corrosion due to oxygen in the air. Herein, we designed a dual-spool rotor using the commercial 3D modeling software CATIA to simulate blade defects in the turbofan engine. We utilized the rotordynamic parameters to create two finite element Euler-Bernoulli beam models connected by means of an inter-rotor bearing. We then applied the unbalanced forces induced by the mass eccentricities of the blades to the following selected scenarios: 1) fully balanced, 2) crack in the low-pressure compressor (LPC) and high pressure compressor (HPC), 3) burn on the high-pressure turbine (HPT) and low pressure compressor, 4) corrosion of the LPC, and 5) corrosion of the HPC. Additionally, we obtained the transient and steady-state responses of the overall rotor nodes using the Runge-Kutta numerical integration method, and employed model reduction techniques such as component mode synthesis to enhance the computational efficiency of the process. The simulation results indicate that the high-vibration status of the rotor commences beyond 10,000 rpm, which is identified as the first critical speed of the lower speed rotor. Moreover, we monitored the unbalanced stages near the inter-rotor bearing, which prominently influences the overall rotordynamic status, and the corrosion of the HPC to prevent further instability. The high-speed range operation (>13,000 rpm) coupled with HPC/HPT blade defects possibly presents a rotor-case contact problem that can lead to catastrophic failure.
Limit equilibrium methods of slope stability analysis have been widely adopted mainly due to their simplicity and applicability. However, the conventional methods may not give reliable and convincing results for various geological conditions such as nonhomogeneous and anisotropic soils. Also, they do not take into account soil slope history nor the initial state of stress, for example excavation or fill placement. In contrast to the limit equilibrium analysis, the analysis of deformation and stress distribution by finite element method can deal with the complex loading sequence and the growth of inelastic zone with time. This paper proposes a technique to determine the critical slip surface as well as to calculate the factor of safety for shallow failure on partially saturated soil slope. Based on the effective stress field in finite element analysis, all stresses are estimated at each Gaussian point of elements. The search strategy for a noncircular critical slip surface along weak points is appropriate for rainfall-induced shallow slope failure. The change of unit weight by seepage force has an effect on the horizontal and vertical displacements on the soil slope. The Drucker-Prager failure criterion was adopted for stress-strain relation to calculate coupling hydraulic and mechanical behavior of the partially saturated soil slope.
The purpose of the present study is first to refine the mathematical material models for moisture and temperature distributions in early-age concrete and then to incorporate those models into finite element procedure. The three dimensional finite element program developed in the present study can determine the degree of hydration, temperature and moisture distribution in hardening concrete. It is assumed that temperature and humidity fields are fully uncoupled and only the degree of hydration is coupled with two state variables. Mathematical formulation of degree of hydration Is based on the combination of three rate functions of reaction. The effect of moisture condition as well as temperature on the rate of reaction is considered in the degree of hydration model. In moisture transfer, diffusion coefficient is strongly dependent on the moisture content in pore system. Many existing models describe this phenomenon according to the composition of mixture, especially water to cement ratio, but do not consider the age dependency. Microstructure is changing with the hydration and thus transport coefficients at early ages are significantly higher because the pore structure in the cement matrix is more open. The moisture capacity and sink are derived from age-dependent desorption isotherm. Prediction of a moisture sink due to the hydration process, i.e. self-desiccation, is related to autogenous shrinkage, which may cause early-age cracking in high strength and high performance concrete. The realistic models and finite element program developed in this study provide fairly good results on the temperature and moisture distribution for early-age concrete and correlate very well with actual test data.
Joo, Yeon Ah;Chung, Hyunjin;Yoon, Sohyun;Park, Jong Il;Lee, Ji Eun;Myung, Cheol Hwan;Hwang, Jae Sung
Biomolecules & Therapeutics
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v.24
no.5
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pp.529-535
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2016
Atopic dermatitis (AD) results from gene and environment interactions that lead to a range of immunological abnormalities and breakdown of the skin barrier. Protease-activated receptor 2 (PAR2) belongs to a family of G-protein coupled receptors and is expressed in suprabasal layers of the epidermis. PAR2 is activated by both trypsin and a specific agonist peptide, SLIGKV-$NH_2$ and is involved in both epidermal permeability barrier homeostasis and epithelial inflammation. In this study, we investigated the effect of lobaric acid on inflammation, keratinocyte differentiation, and recovery of the skin barrier in hairless mice. Lobaric acid blocked trypsin-induced and SLIGKV-$NH_2$-induced PAR2 activation resulting in decreased mobilization of intracellular $Ca^{2+}$ in HaCaT keratinocytes. Lobaric acid reduced expression of interleukin-8 induced by SLIGKV-$NH_2$ and thymus and activation regulated chemokine (TARC) induced by tumor necrosis factor-a (TNF-${\alpha}$) and IFN-${\gamma}$ in HaCaT keratinocytes. Lobaric acid also blocked SLIGKV-$NH_2$-induced activation of ERK, which is a downstream signal of PAR2 in normal human keratinocytes (NHEKs). Treatment with SLIGKV-$NH_2$ downregulated expression of involucrin, a differentiation marker protein in HaCaT keratinocytes, and upregulated expression of involucrin, transglutamase1 and filaggrin in NHEKs. However, lobaric acid antagonized the effect of SLIGKV-$NH_2$ in HaCaT keratinocytes and NHEKs. Topical application of lobaric acid accelerated barrier recovery kinetics in a SKH-1 hairless mouse model. These results suggested that lobaric acid is a PAR2 antagonist and could be a possible therapeutic agent for atopic dermatitis.
Shin, Jung Hun;Sa, Jeong Hwan;Kim, Han Gi;Cho, Keum Won
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.41
no.5
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pp.361-366
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2017
As the recent development of computing architecture and application software technology, real world simulation, which is the ultimate destination of computer simulation, is emerging as a practical issue in several research sectors. In this paper, metal plate motion in a square shock tube for small time interval was calculated using a supercomputing-based fluid-structure-combustion multi-physics simulation tool called Illinois Rocstar, developed in a US national R amp; D program at the University of Illinois. Afterwards, the simulation results were compared with those from experiments. The coupled solvers for unsteady compressible fluid dynamics and for structural analysis were based on the finite volume structured grid system and the large deformation linear elastic model, respectively. In addition, a strong correlation between calculation and experiment was shown, probably because of the predictor-corrector time-integration scheme framework. In the future, additional validation studies and code improvements for higher accuracy will be conducted to obtain a reliable open-source software research tool.
This study investigated the effects of Pb/Tl ratio, Pb concentration and concomitant matrix elements on the measurement of Pb isotope ratios using multi-collector ICP/MS (AXIOM MC model). Accuracy and reproducibility of Pb isotope ratios in NBS 981 solution were estimated for 42 data measured from March to August 2001. Pb isotopes measured in rocks, bronzes and sediments were compared to data measured by TIMS. Reproducibilities for $^{206}Pb/^{204}Pb,\; ^{207}Pb/^{204}Pb,\;and\;^{208}Pb/^{204}Pb$ ratio were about 500 ppm (2sd) and for $^{207}Pb/^{206}Pb$\;and\;^{208}Pb/^{206}Pb$ were 100~200 ppm for 200 ng of Pb in NBS 981 solution. The optimum conditions for the analysis of Pb isotope ratios with AXIOM MC for best accuracy and reproducibility were defined as follows; 1) Pb/Tl ratio is about 10 2) Pb concentration is about 100 ng/ml 3) correction for mass discrimination is performed by exponential law using 2.3887 of $^{205}Tl/^{203}Tl$ and Pb mass fractionation factor empirically obtained from $ln(^{208}Pb/^{206}Pb)-ln(^{205}Tl/^{203}Tl)$ relationship. The sample data measured with MC/ICP/MS for acid-digested and chemically separated rock samples, and acid-digested bronze samples and sediment samples coincide with those of TIMS within analytical errors. Therefore, MC/ICP/MS is a rapid analytical technique for Pb isotope ratios with the similar precision compared with TIMS.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.46
no.5
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pp.368-375
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2018
In the present study, aerodynamic load analysis for a floating off-shore wind turbine was conducted to examine the effect of periodic platform motion in the direction of 6-DOF on rotor aerodynamic performance. Blade-element momentum method(BEM) was used for a numerical simulation, the unsteady airload effects due to the flow separation and the shed wake were considered by adopting a dynamic stall model based on the indicial response method. Rotor induced downwash was estimated using the momentum theory, coupled with empirical corrections for the turbulent wake states. The periodic platform motions including the translational motion in the heave, sway and surge directions and the rotational motion in the roll, pitch and yaw directions were considered, and each platform motion was applied as a sinusoidal function. For the numerical simulation, NREL 5MW reference wind turbine was used as the target wind turbine. The results showed that among the translation modes, the surge motion has the largest influence on changing the rotor airloads, while the effect of pitch motion is predominant for the rotations.
Database sharing system (DSS) refers to a system for high performance transaction processing. In DSS, the processing nodes are locally coupled via a high speed network and share a common database at the disk level. Each node has a local memory and a separate copy of operating system. To reduce the number of disk accesses, the node caches database pages in its local memory buffer. In this paper, we propose a dynamic transaction routing algorithm to balance the load of each node in the DSS. The proposed algorithm is novel in the sense that it can support node-specific locality of reference by utilizing the primary copy authority assigned to each node; hence, it can achieve better cache hit ratios and thus fewer disk I/Os. Furthermore, the proposed algorithm avoids a specific node being overloaded by considering the current workload of each node. To evaluate the performance of the proposed algorithm, we develop a simulation model of the DSS, and then analyze the simulation results. The results show that the proposed algorithm outperforms the existing algorithms in the transaction processing rate. Especially the proposed algorithm shows better performance when the number of concurrently executed transactions is high and the data page access patterns of the transactions are not equally distributed.
KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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v.6
no.11
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pp.537-542
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2017
Aggressive driving is a major cause of car accidents. Previous studies have mainly analyzed young driver's aggressive driving tendency, yet they were only done through pure clustering or classification technique of machine learning. However, since elderly people have different driving habits due to their fragile physical conditions, it is necessary to develop a new method such as enhancing the characteristics of driving data to properly analyze aggressive driving of elderly drivers. In this study, acceleration data collected from a smartphone of a driving vehicle is analyzed by a newly proposed ECA(Enhanced Clustering method for Acceleration data) technique, coupled with a conventional clustering technique (K-means Clustering, Expectation-maximization algorithm). ECA selects high-intensity data among the data of the cluster group detected through K-means and EM in all of the subjects' data and models the characteristic data through the scaled value. Using this method, the aggressive driving data of all youth and elderly experiment participants were collected, unlike the pure clustering method. We further found that the K-means clustering has higher detection efficiency than EM method. Also, the results of K-means clustering demonstrate that a young driver has a driving strength 1.29 times higher than that of an elderly driver. In conclusion, the proposed method of our research is able to detect aggressive driving maneuvers from data of the elderly having low operating intensity. The proposed method is able to construct a customized safe driving system for the elderly driver. In the future, it will be possible to detect abnormal driving conditions and to use the collected data for early warning to drivers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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