• 대한지하수환경학회지
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• 제7권2호
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• pp.59-65
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• 2000

변동수압에 의한 포화 사질층의 연직 간극수압 분포를 이론 및 실험적으로 연구하였다. 실험에 의해 모래표면에 작용하는 수압은 모래층으로 전달되며 진폭이 감쇠하고 상이 지연되며, 유효응력이 0이 되는 액상화 현상이 특별조건에서 발생한다. 이러한 실험결과는 탄성 대수층에 대한 지하수문제와 같은 이론으로 잘 설명된다. 해석에 의한 액상화의 주요 특징은 다음과 같다: 1)액상화 심도는 진폭 및 변동수압의 주파수 증가에 따라 증가한다. 2)수량(水量)의 증가와 모래층 내의 공기가 많아짐에 따라 액상화 심도가 증가한다. 특히, 공기의 적은 양도 액상화에 크게 영향을 미친다. 3) 압축율이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다. 4)투수 계수값이 어느 특정값 이상이 되면 투수계수 값이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권2호
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• pp.165-171
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• 2009

We developed a 'multi-point vibration acceleration method' for accurately predicting the cavitation intensity in pumps. Pressure wave generated by cavitation bubble collapse propagates and causes pump vibration. We measured vibration accelerations at several points on a casing, suction and discharge pipes of centrifugal and mixed-flow pumps. The measured vibration accelerations scattered because the pressure wave damped differently between the bubble collapse location and each sensor. In a conventional method, experimental constants are proposed without evaluating pressure propagation paths, then, the scattered vibration accelerations cause the inaccurate cavitation intensity. In our method, we formulated damping rate, transmittance of the pressure wave, and energy conversion from the pressure wave to the vibration along assumed pressure propagation paths. In the formulation, we theoretically defined a 'pressure propagation coefficient,' which is a correlation coefficient between the vibration acceleration and the bubble collapse pressure. With the pressure propagation coefficient, we can predict the cavitation intensity without experimental constants as proposed in a conventional method. The prediction accuracy of cavitation intensity is improved based on a statistical analysis of the multi-point vibration accelerations. The predicted cavitation intensity was verified with the plastic deformation rate of an aluminum sheet in the cavitation erosion area of the impeller blade. The cavitation intensities were proportional to the measured plastic deformation rates for three kinds of pumps. This suggests that our method is effective for estimating the cavitation intensity in pumps. We can make a cavitation intensity map by conducting this method and varying the flow rate and the net positive suction head (NPSH). The map is useful for avoiding the operating conditions having high risk of cavitation erosion.

• 지구물리
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• 제4권3호
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• pp.197-203
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• 2001

변동수압에 의한 해저 포화 사질틍의 연적 간극수압 분로를 이론 및 실험적으로 연구하였다. 실험에 의해 모래표면에 작용하는 수압은 모래층으로 전달되며 진폭이 감쇠하고 상이 지연되며, 유효응력이 0이 되는 액상화 현상이 특별 조건에서 발생한다. 이러한 실험결과는 탄성 대수층에 대한 지하수문제와 같은 이론으로 잘 설명된다. 해석에 의한 액상화의 주요 특징은 다음과 같다: 1)액상회 심도는 진폭 및 변동수압의 주파수 증가에 따라 증가한다. 2) 수량(水量)을 증가시키고 모래층 내의 공기가 많아짐에 따라 액상화 심도가 증가한다. 특히, 공기의 적은 양도 액상화에 크게 영향을 미친다. 3)압축율이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다. 4)투수 계수값이 어느 특정값 이상이 되면 투수계수 값이 증가함에 따라 액상화 심도가 감소한다.

• 공학논문집
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• 제4권1호
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• pp.125-135
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• 2002

변동수압에 의한 해저 포화 사질층의 연직 간극수압 분포를 이론 및 실험적으로 연구하였다. 실험에 의해 모래표면에 작용하는 수압은 모래층으로 전달되며 진폭이 감쇠하고 상이 지연되며, 유효응력이 0이 되는 액상화 현상이 특별 조건에서 발생한다. 이러한 실험결과는 탄성 대수층에 대한 지하수문제와 같은 이론으로 잘 설명된다. 해석에 의한 액상화의 주요 특징은 다음과 같다: 1) 액상화 심도는 진폭 및 변동수압의 주파수 증가에 따라 증가한다. 2) 수량을 증가시키고 모래층 내의 공기가 많아짐에 따라 액상화 심도가 증가한다. 특히, 공기의 적은 양도 액상화에 크게 영향을 미친다. 3) 압축율이 증가함에 따라 액상화 심도는 감소한다. 4) 투수 계수값이 어느 특정값 이상이 되면 투수계수값이 증가함에 따라 액상화 심도가 감소한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권5호
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• pp.479-500
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• 2022

In this study, a new type of isolation bearing is proposed by combining S-shaped steel plate dampers (SSDs) with a spherical steel bearing, and the seismic control effect of a five-span standard high-speed railway bridge is investigated. The advantages of the proposed S-shaped steel damping friction bearing (SSDFB) are that it cannot only lengthen the structural periods, dissipate the seismic energy, but also prevent bridge unseating due to the restraint effectiveness of SSDs in the large relative displacements between the girders and piers. This study first presents a detailed description and working principle of the SSDFB. Then, mechanical modeling of the SSDFB was derived to fundamentally define its cyclic behavior and obtain key mechanical parameters. The numerical model of the SSDFB's critical component SSD was verified by comparing it with the experimental results. After that, parameter studies of the dimensions and number of SSDs, the friction coefficient, and the gap length of the SSDFBs were conducted. Finally, the longitudinal seismic responses of the bridge with SSDFBs were compared with the bridge with spherical bearing and spherical bearing with strengthened shear keys. The results showed that the SSDFB can not only significantly mitigate the shear force responses and residual displacement in bridge substructures but also can effectively reduce girder displacement and prevent bridge unseating, at a cost of inelastic deformation of the SSDs, which is easy to replace. In conclusion, the SSDFB is expected to be a cost-effective option with both multi-stage energy dissipation and restraint capacity, making it particularly suitable for seismic isolation application to high-speed railway bridges.

• 국제초고층학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.167-176
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• 2016

This paper describes a large tuned mass damper (TMD) developed as an effective seismic control device for an existing highrise building. To realize this system, two challenges needed to be overcome. One was how to support a huge mass that has to move in any direction, and the second was how to control mass displacement that reaches up to two meters. A simple pendulum mechanism with strong wires was adopted to solve the first problem. As a solution to the important latter problem, we developed a high-function oil damper with a unique hydraulic circuit. When the mass velocity reaches a certain value, which was predetermined by considering the permissible displacement, the damper automatically and drastically increases its damping coefficient and limits the mass velocity. This velocity limit function can effectively and stably control the mass displacement without any external power. This paper first examines the requirements of the TMD using a simple model and clarifies the constitution of the actual TMD system. Then the seismic upgrading project of an existing high-rise building is outlined, and the developed TMD system and the results of performance tests are described. Finally, control effects for design earthquakes are demonstrated through response analyses and construction progress is introduced.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권2호
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• pp.61-71
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• 2023

This study proposes a procedure for designing a labyrinth seal that meets both leakage flow rate and rotordynamic performance criteria (effective damping, amplification factor, separation margin, logarithmic decrement, and vibration amplitude). The seal is modeled using a one control volume (1CV) bulk flow approach to predict the leakage flow rate and rotordynamic coefficients. The rotating shaft is modeled with the finite element (FE) method and is assumed to be supported by two linearized bearings. Geometry, material and operating conditions of the rotating shaft, and the supporting characteristics of the bearings were fixed. A single labyrinth seal is placed at the center of the rotor, and the linearized dynamic coefficients predicted by the seal numerical model are inserted as linear springs and dampers at the seal position. Seal designs that satisfy both leakage and rotordynamic performance are searched by modifying five seal design parameters using the multi-grid method. The five design parameters include pre-swirl ratio, number of teeth, tooth pitch, tooth height and tooth tip width. In total, 12500 seal models are examined and the optimal seal design is selected. Finally, normalization was performed to select the optimal labyrinth seal designs that satisfy the system performance requirements.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.71-83
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• 2009

숏크리트는 터널에서 적용되는 요요한 주지보재이다. 숏크리트의 품질평가는 터널의 안전한 시공과 효과적인 운영을 위한 핵심 요소이다. 숏크리트가 암반에 적절히 타설되었다 하더라도, 막장 및 벤치부에서의 발파, 수축, 지반의 변형 등으로 인해 숏크리트 균열발생 및 배면공동 등의 문제를 야기한다. 본 논문에서는 비파괴 시험인 충격 반항 기법(Impact-Echo) 및 지하레이다 탐사(GPR)를 이용하여 경임에 타설된 숏크리트 배면의 접착상태를 평가하고자 하였다. 기존의 수치해석 연구에 대한 검증과 더불어 현장 적용성에 대한 검토를 위해 실험적 연구를 수행하였다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실 및 공동 조건으로 구분할 수 있다. 실내 실대형 시험체에 이 세 가지 숏크리트 접착상태를 조사하였다. 충격반향시험으로부터 획득된 신호는 시간영역, 주파수 영역, 및 시간-주파수 영역에서 각각 분석되었다. 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었으며, 그 결과는 기존의 수치해석 연구로부터 획득한 신호특성과 잘 부합하였다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 다음과 같은 특징들을 나타낸다. 즉, 주파수 영역에서 자기스펙트럼밀도가 커지며, 기하학적 감쇠비는 감소하고, 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타내며, 숏크리트 두께가 얇을수록 그 공진시간이 길어진다. 또한 본 연구에서 제시한 상관계수를 이용하여 숏크리트의 접착상태를 정량적으로 평가할 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 숏크리트의 접착상태를 평가할 수 있는 평가 기법 및 평가 기준을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.1-9
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• 2017

본 연구에서는 터널 내 콘크리트 도상을 모사하여 현장실험을 수행하였다 그리고 도시철도터널 내 콘크리트도상의 반사소음을 저감하기 위한 다중국소공명 흡음판의 이론적 평가항목과 한계를 고려하여 허용한계를 연구하였다. 본 연구결과는 도시철도 터널 구간에서의 차량 주행속도에 따른 유동 영향에 의한 흡음판의 흡음계수를 분석하고, 구조안정성을 효율적으로 평가할 수 있는 최대 변위와 변위가 속도 및 동적특성인 감쇠비와 고유진동수를 효과적으로 도출할 수 있는 계측시스템을 제안한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권3호
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• pp.409-423
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• 2022

Nowadays, there is a high demand for great structural implementation and multifunctionality with excellent mechanical properties. The porous structures reinforced by graphene platelets (GPLs) having valuable properties, such as heat resistance, lightweight, and excellent energy absorption, have been considerably used in different engineering implementations. However, stiffness of porous structures reduces significantly, due to the internal cavities, by adding GPLs into porous medium, effective mechanical properties of the porous structure considerably enhance. This paper is relating to vibration analysis of fluidconveying cantilever porous graphene platelet reinforced (GPLR) pipe with fractional viscoelastic model resting on foundations. A dynamical model of cantilever porous GPLR pipes conveying fluid and resting on a foundation is proposed, and the vibration, natural frequencies and primary resonant of such a system are explored. The pipe body is considered to be composed of GPLR viscoelastic polymeric pipe with porosity in which Halpin-Tsai scheme in conjunction with the fractional viscoelastic model is used to govern the construction relation of nanocomposite pipe. Three different porosity distributions through the pipe thickness are introduced. The harmonic concentrated force is also applied to the pipe and the excitation frequency is close to the first natural frequency. The governing equation for transverse motions of the pipe is derived by the Hamilton principle and then discretized by the Galerkin procedure. In order to obtain the frequency-response equation, the differential equation is solved with the assumption of small displacement, damping coefficient, and excitation amplitude by the multiple scale method. A parametric sensitivity analysis is carried out to reveal the influence of different parameters, such as nanocomposite pipe properties, fluid velocity and nonlinear viscoelastic foundation coefficients, on the primary resonance and linear natural frequency. Results indicate that the GPLs weight fraction porosity coefficient, fractional derivative order and the retardation time have substantial influences on the dynamic response of the system.