Fortas, Lahcene;Messai, Abderraouf;Merzouki, Tarek;Houari, Mohammed Sid Ahmed
Steel and Composite Structures
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제43권1호
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pp.31-54
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2022
This paper is concerned with the buckling behavior of functionally graded graphene reinforced porous nanocomposite beams based on the finite element method (FEM) using two variables trigonometric shear deformation theory. Both Young's modulus and material density of the FGP beam element are simultaneously considered as grading through the thickness of the beam. The finite element approach is developed using a nonlocal strain gradient theory. The governing equations derived here are solved introducing a 3-nodes beam element, and then the critical buckling load is calculated with different porosity distributions and GPL dispersion patterns. After a convergence and validation study to verify the accuracy of the present model, a comprehensive parametric study is carried out, with a particular focus on the effects of weight fraction, distribution pattern of GPL reinforcements on the Buckling behavior of the nanocomposite beam. The effects of various structural parameters such as the dispersion patterns for the graphene and porosity, thickness ratio, boundary conditions, and nonlocal and strain gradient parameters are brought out. The results indicate that porosity distribution and GPL pattern have significant effects on the response of the nanocomposite beams, and the results allows to identify the most effective way to achieve improved buckling behavior of the porous nanocomposite beam.
Odor dispersion around a cubic building from rooftop odor emissions was investigated using computational fluid dynamics (CFD). The Shear Stress Transport (here after SST) $k-{\omega}$ model in FLUENT CFD code was used to simulate the flow and odor dispersion around a cubic building. The CFD simulations were performed for three different configurations of cubic buildings comprised of one building, two buildings or three buildings. Five test emission rates were assumed as 1000 OU/s, 2000 OU/s, 3000 OU/s, 4000 OU/s and 5000 OU/s, respectively. Experimental data from wind tunnels obtained by previous studies are used to validate the numerical result of an isolated cubic building. The simulated flow and concentration results of neutral stability condition were compared with the wind tunnel experiments. The profile of streamline velocity and concentration simulation results show a reasonable level of agreement with wind tunnel data. In case of a two-building configuration, the result of emission rate 1000 OU/s illustrates the same plume behavior as a one-building configuration. However, the plume tends to the cover rooftop surface and windward facet of a downstream building as the emission rate increases. In case of a three-building configuration, low emission rates (<4000 OU/s) form a similar plume zone to that of a two-building configuration. However, the addition of a third building, with an emission rate of 5000 OU/s, creates a much greater odorous plume zone on the surface of second building in comparison with a two-building configuration.
This paper presents a breakdown voltage and a process of breakdown progress in mineral oil under an quasi-uniform field with decomposition products which occur after the oil discharge. The breakdown voltage in the oil revealed the characteristics of dispersion regardless of an electrode gap. The cumulative probability distribution was used to analyze the dispersion of the breakdown voltage. In addition, the process of breakdown progress in the oil can be reasonably described by the electron breakdown theory based on both electrons emitted from the cathode and ions by field-aided dissociation of the oil. The proposed breakdown process will be used for the basic data to explain the behavior pattern of the decomposition product to cause the dispersion of the breakdown voltage.
In this paper, the limit behavior of solution for the $Schr{\ddot{o}}dinger$ equation with random dispersion and time-dependent nonlinear loss/gain: $idu+{\frac{1}{{\varepsilon}}}m({\frac{t}{{\varepsilon}^2}}){\partial}_{xx}udt+{\mid}u{\mid}^{2{\sigma}}udt+i{\varepsilon}a(t){\mid}u{\mid}^{2{\sigma}_0}udt=0$ is studied. Combining stochastic Strichartz-type estimates with $L^2$ norm estimates, we first derive the global existence for $L^2$ and $H^1$ solution of the stochastic $Schr{\ddot{o}}dinger$ equation with white noise dispersion and time-dependent loss/gain: $idu+{\Delta}u{\circ}d{\beta}+{\mid}u{\mid}^{2{\sigma}}udt+ia(t){\mid}u{\mid}^{2{\sigma}_0}udt=0$. Secondly, we prove rigorously the global diffusion-approximation limit of the solution for the former as ${\varepsilon}{\rightarrow}0$ in one-dimensional $L^2$ subcritical and critical cases.
Dispersion stability of the $Sm_xCe_{1-x}O_{2-2/x}$ nanoparticles, which was produced by hydrothermal process, was studied in aqueous suspension using ESA (Eletrokinetic Sonic Amplitude). The average particle size of the synthesized $Sm_xCe_{1-x}O_{2-2/x}$ at nanoparticles was about $5{\pm}2nm$. The dispersion and rheological behavior of the $Sm_xCe_{1-x}O_{2-2/x}$ nanoparticles aqueous suspension was investigated using $NH_4OH\;and\;HNO_3$ as a disperse agent. The colloidal stability of aqueous suspensions with $Sm_xCe_{1-x}O_{2-2/x}$ nanoparticles at different pH values has been investigated by means of zeta potential, average particle size, and the distribution of synthesized $Sm_xCe_{1-x}O_{2-2/x}$ nanoparticles. The isoelectric point of the $Sm_xCe_{1-x}O_{2-2/x}$ nanoparticles was at pH around 11 and the value of zeta potential was at its maximum near pH 6.5.
본 연구에서는 이론적 배경을 토대로 사행 하천의 만곡부에 적용하기 용이한 횡분산계수 경험공식을 새롭게 제안하였다. 차원해석을 통한 독립변수들의 선정 대신 이론식을 기반으로 독립변수들과 그들의 함수형태를 우선 결정하였다. 결정된 함수식에서 매개변수를 골라내고 이를 고정하는 대신 회귀계수로 전환하여 실제 하천 만곡부에 적합한 경험식을 비선형회귀분석을 통해 제안하였다. 기존의 횡분산계수식들과 비교해 보면 본 연구에서 개발된 식이 관측 분산계수와 대체적으로 일치하는 경향을 보였다. 개발된 식의 특징을 살펴보면 마찰항에 대한 민감도가 상대적으로 적어 조도가 작은 하천에도 적용하기에 무리가 없어 보인다. 또한 개발된 식은 수심 대비 사행반경의 비가 큰 경우에도 기존의 추정식처럼 이상치를 나타낼 우려가 없어 만곡이 심한 사행하천에 적용하기 적합하다.
소규모 천부 불균질대가 레일리파의 전파 및 분산특성에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 반무한 균질 매질과 2층 층서구조상의 소규모 천부 불균질대를 상정하고 이 불균질대의 심도, 규모 등을 변화시키면서 레일리파의 전파양상과 분산특성에 대해 고찰하였다. 불균질대의 크기가 최소파장을 기준으로 한파장 이상의 경우 레일리파의 분산 현상이 확인되었으며 이러한 현상은 불균질대의 크기가 클수록 커지며 심도가 깊어질수록 작아지고 심도와 수직적 크기변화보다는 수평적 크기변화에 더 민감한 것을 확인하였다. 분산으로 인한 위상속도의 변화 양상은 불균질대의 크기가 일정정도 이하일 경우에는 탄성파 기록상에서는 확인하기 어려우나 분산된 레일리파의 반사 및 투과 이벤트와 그로 인한 진폭변화를 통해 불균질대 존재 여부를 확인하는 지시자로 사용될 수 있을 것으로 판단되며 이런 결과는 소규모 불균질대나 공동탐지를 위한 현장탐사나 새로운 해석방법 개발에 있어 한 지침을 제공할 것으로 기대된다.
The effect of a multiwalled carbon nanotube (MWCNT) dispersion on the electrical, morphological and rheological properties of polycarbonate (PC)/MWCNT composites was investigated, with and without pretreating the MWCNTs with hydrogen peroxide oxidation and lyophilization. The resulting PC/treated MWCNT composites showed higher electrical conductivity than the PC/untreated MWCNT composites. The morphological behavior indicated the treated composites to have greater dispersion of MWCNTs in the PC matrix. In addition, the electromagnetic interference shielding efficiency (EMI SE) of the treated composites was higher than that of the untreated ones. Rheological studies of the composites showed that the complex viscosity of the treated composites was higher than the untreated ones due to increased dispersion of the MWCNTs in the PC matrix, which is consistent with the electrical conductivity, EMI SE and morphological studies of the treated composites. The latter results suggested that the increased electrical conductivity and EMI SE of the treated composites were mainly due to the increased dispersion of MWCNTs in the PC matrix.
복합재료의 제조에 있어서 분산은 매우 중요한 요소 중 하나이다. 복합재료의 제조 시 matrix 용재에 강화재를 보다 잘 분산하기 위하여 용매를 사용하는데 용매에 따라 분산도가 달라지기 때문에 어떠한 용매가 분산에 용이할지에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 솔벤트 용매(DMF, NMP, Ethylene glycol, Acetone, DI water)에 대해 나노 필러인 산화 그래핀(Graphene oxide)의 용매에 따른 GO의 분산거동과 용해도 분석을 통해 분산에 유리한 용매를 파악하고자 하였다. 그 결과 UV-Vis spectroscopy 흡광도 측정을 통해 DMF와 Ethylene glycol이 가장 좋은 분산성을 가짐을 알 수 있는 반면 DI water는 가장 낮은 분산성을 보임을 알 수 있었다. 또한 표면장력과 시간에 따른 분산 육안 관측을 통해 DI water, Ethylene glycol, NMP, DMF, Acetone 순으로 분산성이 우수한 것을 알 수 있었는데 이는 Hansen solubility parameter 값과 일치하는 경향임을 확인할 수 있었다.
벤토나이트의 분산/응집 거동은 시추이수의 성능에 큰 영향을 줌으로 주요 관심의 대상이 된다. 본 연구에서는 상업적으로 활용되고 있는 3종의 벤토나이트[2종의 CMC (carboxy-methyl cellulose)처리 벤토나이트와 1종의 무처리 벤토나이트]에 대하여 pH와 염분농도가 다른 용액에서의 분산/응집 특성을 분석하였다. 또한, 벤토나이트 현탁액의 점성 변화를 시추용 이수의 유동학적 측면에서 검토하였다. 벤토나이트의 분산/응집 거동은 비색분석법과 광분산법의 두 방법으로 측정되었으며, 광분산법으로 침전된 입자의 직경과 침전속도도 검토하였다. 벤토나이트의 종류와 수질에 따라 분산/응집 거동은 다양하게 나타났다. 초기 10분 동안에 모든 종류의 벤토나이트는 좋은 분산 특징을 보여주나, 이후에 CMC를 함유한 벤토나이트들은 다소 응집되는 특성을 보여주었다. 염수에서는 모든 시료들이 응집되는 특성을 보이여 응집속도는 염의 농도와 폴리머의 농도에 따라 변화하였다. 침전된 응집물의 부피는 염의 농도가 증가됨에 따라 감소하였다. 용액의 pH는 시료의 분산/응집 거동에 주요한 영향을 미치며, 응집 속도와 응집입자의 직경은 용액의 pH가 감소함에 따라 증가하였다. 반면에, 침전된 응집물의 부피는 pH가 증가됨에 따라 증가하였다. 응집 속도가 빠른 벤토나이트 분산용액은 점성이 낮았다. 다양한 환경에서 벤토나이트를 시추이수용으로 적용하고자 할 경우, 본 연구의 결과들은 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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