• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권7호
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• pp.2625-2634
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• 2022

Discretization errors are extremely challenging conundrums of discrete ordinates calculations for radiation transport problems with void regions. In previous work, we have presented a multi-collision source method (MCS) to overcome discretization errors, but the efficiency needs to be improved. This paper proposes a goal-oriented algorithm for the MCS method to adaptively determine the partitioning of the geometry and dynamically change the angular quadrature in remaining iterations. The importance factor based on the adjoint transport calculation obtains the response function to get a problem-dependent, goal-oriented spatial decomposition. The difference in the scalar fluxes from one high-order quadrature set to a lower one provides the error estimation as a driving force behind the dynamic quadrature. The goal-oriented algorithm allows optimizing by using ray-tracing technology or high-order quadrature sets in the first few iterations and arranging the integration order of the remaining iterations from high to low. The algorithm has been implemented in the 3D transport code ARES and was tested on the Kobayashi benchmarks. The numerical results show a reduction in computation time on these problems for the same desired level of accuracy as compared to the standard ARES code, and it has clear advantages over the traditional MCS method in solving radiation transport problems with reflective boundary conditions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권6호
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• pp.771-788
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• 2022

This research investigates the free vibration of porous advanced composite plates resting on Winkler/Pasternak/ Kerr foundations by using a new hyperbolic quasi three dimensional (quasi-3D) shear deformation theory. The present theory, which does not require shear correction factor, accounts for shear deformation and thickness stretching effects by parabolic variation of all displacements across the thickness, and satisfies the stress-free boundary conditions on the upper and lower surfaces of the plate. In this work, we consider imperfect FG plates with porosities embedded within elastic Winkler, Pasternak or Kerr foundations. Implementing an analytical approach, the obtained governing equations from Hamilton's principle according to FG plates are derived. The closed form solutions are obtained by using Navier technique, and natural frequencies of FG plates are found, for simply supported plates, by solving the results of eigenvalue problems. A comprehensive parametric study is presented to evaluate effects of the geometry of material, mode numbers, porosity volume fraction, Power-law index and stiffness of foundations parameters on free vibration characteristics of FG plates.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제10권2호
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• pp.179-202
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• 2023

This article presents a numerical analysis to investigate the natural frequencies and harmonic response of a perforated cantilever beam attached to two layers of piezoelectric materials by using the finite element method for the first time. The bimorph piezoelectric is composed of 3 layers; two of them at the outer are piezoelectric, and the inner isotropic material. A higher order 3-D 20-node solid element that exhibits quadratic displacement behavior is exploited to discretize the isotropic layer, and coupled piezoelectric 3D element with twenty nodes is used to mesh the top and bottom layers. CIRCU94 element is added to act as a resistor part of the model. The proposed model is validated with previous works. The numerical parametric studies are presented to illustrate the effects of perforation geometry, the number of rows, the resistance on the natural frequencies, frequency response, and power. It is found that the thickness has a positive relationship with the natural frequency. Perforations help in producing higher voltage, and the best shape is rectangular perforations, and to produce higher voltage, two rows of rectangular perforations should be applied.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.523-526
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• 2010

주어진 경계선에 대해 비누막이 생성하는 표면 모델링 및 시간에 따른 변형 시뮬레이션은 컴퓨터 그래픽스 응용 프로그램의 한 분야이다. 이 문제에 대한 이전의 연구들은 주로 기하적인 방법들을 이용하였기 때문에 물리적으로 정확한 변형을 다루지 못하였다. 본 연구에서는 정확한 기하를 바탕으로 물리기반 변형을 다루기 위해 이산미분기하학으로부터 비누막의 동적인 모델을 제안한다. 우선, 비누 성분의 물리적인 특성들을 고려한 에너지 모델을 정의하고, 이를 이산 영역에서 나타내기 위해 이산미분기하 및 이산화 기법들을 이용한다. 제안하는 모델은 평형 상태에서의 비누막 형상뿐만 아니라 외력에 대한 표면의 변형까지 정확하게 나타내며, 실시간 시뮬레이션이 가능하여 게임, 애니메이션 목적으로 활용될 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권12호
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• pp.17-23
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• 1997

A 3-D vision system is developed to evaluate blanks' line up and monitor gap and thickness difference between blanks in tailored blank welding system. A structured lighting method is used for 3-D vision recognition. Images of sheared portion in blanks are irregular according to roughness of blank surface, shape of sheared geometry and blurring. It is difficult to get accurate and reliable informations in the case of using binary image processing or contour detection techniques in real time for such images. We propoe a new energy integration method robust to blurring and changes of illumination. The method is computationally simple, and uses feature restoration concept, different to another digital image restoration methods which aim image itself restoration and may be used in conventional applications using structured line lighting technique. Experimental results show this system measuring repeatability is .+-. pixel for gap and thickness difference in static and dynamic tests. The data are expected to be useful for preview gap control.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권6호
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• pp.759-779
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• 2023

The paper proposes two hybrid metaheuristic optimization and artificial neural network (ANN) methods for the close prediction of the ultimate axial compressive capacity of concentrically loaded concrete filled double skin steel tube (CFDST) columns. Two metaheuristic optimization, namely genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO), approaches enable the dynamic training architecture underlying an ANN model by optimizing the number and sizes of hidden layers as well as the weights and biases of the neurons, simultaneously. The former is termed as GA-ANN, and the latter as PSO-ANN. These techniques utilize the gradient-based optimization with Bayesian regularization that enhances the optimization process. The proposed GA-ANN and PSO-ANN methods construct the predictive ANNs from 125 available experimental datasets and present the superior performance over standard ANNs. Both the hybrid GA-ANN and PSO-ANN methods are encoded within a user-friendly graphical interface that can reliably map out the accurate ultimate axial compressive capacity of CFDST columns with various geometry and material parameters.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제37권3호
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• pp.483-495
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• 2023

17세기 수학자 van Schooten(1657)은 저서 'Exercitationum mathematicarum'에서 포물선, 타원, 쌍곡선을 그리기 위한 연동장치를 제시하였다. van Schooten이 제시한 연동장치는 활동 중심 수학교육과 학교수학에서 수학사를 활용하기 위한 소재로 사용될 수 있다. 특히 학생들이 고등학교 교육과정에서 이차곡선을 조작하며 학습할 기회를 제공받지 못하고 있다는 점에서, van Schooten의 연동장치는 활동과 탐구 중심의 수학교육을 실현하는 데 도움을 줄 수 있다. 이를 위해 van Schooten의 연동장치를 동적 기하 환경에서 구현하는 방법을 제시하고, van Schooten의 연동장치를 이용하여 그린 도형의 자취가 포물선, 타원, 쌍곡선임을 증명하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권3호
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• pp.249-271
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• 2024

In this scientific work, an analytical solution for the dynamic analysis of cross-ply and angle-ply laminated composite plates is proposed. Due to technical issues during the manufacturing of composite materials, porosities and micro-voids can be produced within the composite material samples, which can carry on to a reduction in the density and strength of the materials. In this research, the laminated composite plates are assumed to have new distributions of porosities over the plate cross-section. The structure is modeled using a simple integral shear deformation theory in which the transverse shear deformation effect is included. The governing equations of motion are obtained employing the principle of Hamilton's. The solution is determined via Navier's approach. The Maple program is used to obtain the numerical results. In the numerical examples, the effects of geometry, ratio, modulus ratio, fiber orientation angle, number of layers and porosity parameter on the natural frequencies of symmetric and anti-symmetric laminated composite plates is presented and discussed in detail. Also, the impacts of the kinds of porosity distribution models on the natural frequencies of symmetric and anti-symmetric laminated composite plates are investigated.

• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.457-465
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• 2013

지반 조사를 위해 흔히 수집하는 지표탐사 자료, 시추조사 자료, 지질공학 자료들을 서로 상관시켜 불연속 경계면 및 암반 파쇄대등의 분포를 파악하였다. 전기비저항 입체도와 공내 영상촬영을 통해 개략적인 지질 연약대의 주향 방향을 분석하고, 시추공 사이 탄성파 토모그래피 속도와 로즈 다이어그램을 통해 지층 및 암반 파쇄대의 공간적인 분포대를 파악하였다. 암반의 동적 물성을 파악하기 위해 S-PS 검층과 ${\gamma}-{\gamma}$ 검층으로 동적 탄성계수를 계산하여 푸아송 비 및 P파 속도와의 상관관계를 알아보았다. 지층의 불연속 경계면은 타격수 N값, 개별적인 밀도나 속도 정보를 이용하여 결정하는 것 보다 물리검층에서 수집한 속도와 밀도로부터 계산한 음향 임피던스의 대비, 즉 반사계수 자료와 시각적으로 잘 상관되었다. 암반에 발달한 주요 파쇄대 구간은 그 상부 경계면이 반사계수와 최적 리커 요소파의 곱말기로 계산된 합성탄성파 트레이스에서 극성이 음인 높은 진폭과 잘 상관되었다. 합성탄성파 기록으로 해석된 주된 파쇄대는 실제로 시추 코어 자료에서 관찰된 코어손실 구간 및 공내 영상촬영 자료에서 평가된 낮은 암질 구간과 잘 부합되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.409-415
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• 2021

COVID-19 대유행으로 인해 병원, 진료소, 검역소 및 의료 연구 기관을 포함한 의료 시설에서 매일 수많은 의료 폐기물이 발생함에 따라 의료폐기물 처리가 심각한 문제가 되고 있다. 이전에는 전통적인 소각방법이 사용되었지만 매립지 부족 및 관련 환경 문제로 인해 공중 보건이 위험에 처해 있다. 이런 문제를 극복하기 위해 멸균분쇄용 파쇄기를 개발하였다. 본 연구에서는 유해 및 감염성 의료폐기물에 대한 작동 성능을 결정하기 위해 분쇄용 파쇄 시스템의 설계 및 수치해석을 수행하였다. 파쇄기의 부품은 CAD 소프트웨어를 이용하여 모델링하였으며, ABAQUS를 사용하여 유한요소해석을 수행하였다. 정적, 동적 및 피로하중 조건 하에서 파쇄기 절단 날의 해석을 수행하였으며, 의료 폐기물을 분쇄하는데 필요한 절단력을 기반으로 절단 날의 형상이 효과적임을 입증하였다. 모달 해석을 통해 구조물의 동적 안정성을 검증하였다. 또한, 절단 날의 수명을 예측하기 위해 고주기 피로해석을 통해 S-N 선도를 생성하였다. 이를 통해 적절한 분쇄용 파쇄 시스템이 멸균 장치와 통합되도록 설계하여 의료 폐기물의 양과 처리 시간을 줄임으로써 환경 문제와 잠재적인 건강 위험을 극복하는 방안을 제시하였다.