• 융합정보논문지
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• 제11권9호
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• pp.130-137
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• 2021

주파수를 갖는 외부 가진력에 의하여 강제 진동의 특성을 가진력의 진폭과 주파수에 따라 그 특성을 분석하였다. 변위, 속도 및 가속도를 얻기 위해 수치해석을 수행하여 주파수 응답을 얻었고 특히 주파수 영역에서 시스템 고유진동수와 가진 주파수의 발생 위치를 밝히고자 각각의 FRF의 분석을 하였다. 외부 가진에 의한 진동모델에서 변위, 속도 및 가속도의 거동과 주파수 응답함수에서 고유진동 주파수와 주변의 가진 모드 분포도 파워 스펙트럼과 실수부와 허수부의 FRF 에서 나타났으며 각 모드 특성도 구하였다. 진동의 응답은 가진 신호의 크기와 주파수를 주어 정현파의 가진력으로 외부 가진력을 근사화 하였고 이런 가진력에 의하여 발생하는 모드를 구별할 수 있었다. 상당 질량, 감쇠 및 강성을 변화시켜 수치 분석 후 외부 가진력에 의한 강제 진동 응답 특성을 체계적으로 분석하였다.

• Computers and Concrete
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• 제24권2호
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• pp.125-135
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• 2019

Concrete pipelines are the most efficient and safe means for gas and oil transportation over a long distance. The use of nano materials and nono-engineering can be considered for enhancing concrete pipelines properties. the tests show that SiO2 nanoparticles can improve the mechanical behavior of concrete. Moreover, severe hazard for pipelines is seismic ground motion. Over the years, scientists have attempted to understand pipe behavior against earthquake most frequently via numerical modeling and simulation. Therefore, in this paper, the dynamic response of underwater nanocomposite submerged pipeline conveying fluid is studied. The structure is subjected to the dynamic loads caused by earthquake and the governing equations of the system are derived using mathematical model via Classic shell theory and Hamilton's principle. Navier-Stokes equation is employed to calculate the force due to the fluid in the pipe. As well, the effect of external fluid is modeled with an external force. Mori-Tanaka approach is used to estimate the equivalent material properties of the nanocomposite. 1978 Tabas earthquake in Iran is considered for modelling seismic load. The dynamic displacement of the structure is extracted using differential quadrature method (DQM) and Newmark method. The effects of different parameters such as SiO2 nanoparticles volume percent, boundary conditions, thickness to radius ratios, length to radius ratios, internal and external fluid pressure and earthquake intensity are discussed on the seismic response of the structure. From results obtained in this paper, it can be found that the dynamic response of the pipe is increased in the presence of internal and external fluid. Furthermore, the use of SiO2 nanoparticles in concrete pipeline reduces the displacement of the structure during an earthquake.

• Wind and Structures
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• 제32권1호
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• pp.55-69
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• 2021

Ultrapure ferritic stainless steel provides a new generation of long-span metal roof systems with continuous welding technology, which exhibits many unknown behaviors during wind excitation. This study focuses on the wind-resistant capacity of a new continuous welding stainless steel roof (CWSSR) system. Full-scale testing on the welding joints and the CWSSR system is performed under uniaxial tension and static ultimate wind uplift loadings, respectively. A finite element model is developed with mesh refinement optimization and is further validated with the testing results, which provides a reliable way of investigating the parameter effect on the wind-induced structural responses, namely, the width and thickness of the roof sheeting and welding height. Research results show that the CWSSR system has predominant wind-resistant performance and can bear an ultimate wind uplift loading of 10.4 kPa without observable failures. The welding joints achieve equivalent mechanical behaviors as those of base material is produced with the current of 65 A. Independent structural responses can be found for the roof sheeting of the CWSSR system, and the maximum displacement appears at the middle of the roof sheeting, while the maximum stress appears at the connection supports between the roof sheeting with a significant stress concentration effect. The responses of the CWSSR system are greatly influenced by the width and thickness of the roof sheeting but are less influenced by the welding height.

• Composites Research
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• 제37권2호
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• pp.132-138
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• 2024

본 연구에서는 분자동역학 전산모사를 통해 육방정계 단일벽 질화붕소 나노튜브(BNNT)의 반경 변화에 따른 압전탄성 변화를 규명하였다. 질화붕소의 거동을 비교적 잘 모사하는 Tersoff 포텐셜과 기계적 하중인가에 따른 질소 및 붕소원자의 상대변위로 인한 분극의 정량화를 위해 강체 이온 근사를 채택하였다. 선형 압전탄성 구성방정식을 기반으로 각각의 질화붕소에 변형률을 인가하고 이에 따른 전기적 변위와 응력을 산출하여 압전상수와 영률을 각각 예측하였다. 그 결과, BNNT의 압전상수는 반경이 증가함에 따라 점진적으로 감소하는 양상을 보였다. 반면 탄성계수의 경우 불연속적 구조를 가지는 질화붕소를 등가의 연속체 구조로 등가시키는 방법에 따라 증가 또는 감소하는 경향을 보였다. BNNT의 곡률변화에 따른 물성변화를 가상실험에 기반한 경험적 모델로 근사하기 위해 BNNT의 튜브반경-압전탄성물성 간 상관관계식을 제안하였다. 또한 BNNT의 반경변화에 따른 물성을 곡률의 관점에서 설명하기 위해, BNNT와 질화붕소 나노시트(BNNS)의 결합에너지와 탄성변형에 따른 원자간 결합길이 변화가 각각의 구조의 변형에너지 증가에 기여하는 정도를 상호 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.738-746
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• 2019

한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제33권4호
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• pp.323-331
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• 2008

이 연구의 목적은 세가지 니켈-티타늄 파일의 휨과 회전 조건 하에서의 응력 분포를 유한요소 모형을 이용하여 비교하는 것이다. ProFile .06/#30, ProTaper와 ProTaper Universal의 F3파일을 마이크로컴퓨터 단층촬영을 하고 reverse engineering을 통하여 세 니켈 티타늄 파일의 구조를 얻고 삼차원 유한요소모형을 제작하였다. 니켈 티타늄 합금의 비선형적인 물리적 성질을 반영하고 ABAQUS 프로그램을 이용하여 휨과 회전 조건 하에서의 기계적인 움직임을 수학적으로 예측 분석하였다. U-형태의 단면 구조를 가진 ProFile이 모형 가운데 가장 좋은 휨 성질을 나타냈다. 동일한 휨량 조건에서는 볼록한 삼각형 단면의 ProTaper가 다른 모형보다 많은 힘을 필요로 하였으며, 반면에 가장 높은 von Mises 응력은 ProTaper Universal의 단면에서 움푹 파인 부위에 집중되었다. ProFile 모형은 동일한 크기의 회전력 에 대해 가장 큰 응력 집중을 U-형 구 부위에 나타냈다. ProTaper 모형은 다른 모형에 비해 동일량을 비틀기 위해 더 많은 힘을 필요로 하였으며, 반면에, 동량의 비틀림에서는 가장 높은 von Mises 응력이 ProTaper Universal의 단면에서 움푹 파인 부위에 집중되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.605-612
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• 2021

지구온난화로 인한 이상기후로 전 세계적 피해가 커지고 있는 가운데, 내연기관의 온실가스 배출을 줄이기 위하여, 친환경자동차 도입이 가속화되고 있다. 이에 각국에서는 수소연료자동차의 안전성 확보를 위해 터널이나 지하주차장과 같은 반밀폐공간에서 수소 연료 폭발에 대비한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 반밀폐공간이라 할 수 있는 지하주차장을 대상으로 수소탱크의 폭발을 등가 TNT 모델을 적용하여 폭발압력을 예측하고 이 값을 폭발압력에 따른 피해범위 및 영향을 분석하였다. 등가 TNT 모델을 적용한 수소탱크 폭발압력 예측 결과 수소용량이 52 Liter인 경우를 기준으로 75 Liter, 156 Liter인 경우 1.5 m 높이에서 각각 약 1.12배, 2.30배 높은 것으로 나타났다. 예측된 최대폭발압력을 충격량으로 환산하여 인체 및 건물에 미치는 영향을 검토한 결과 모든 예측값이 폐 손상 또는 심각한 부분 파괴가 발생할 것으로 예측 되었으며, 예측된 피해정도는 폭발에 따른 충격량만으로 환산 적용한 것이며, 폭발에 따른 부가적인 피해를 고려한다면 실제 피해는 더욱 증가되어 이에 대한 안전 및 방재의 대책이 강구되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.12-17
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• 2018

가상환경에 대한 현실감을 증강시키기 위해서는 햅틱 시스템의 안정성을 유지하면서 가상환경 모델의 강성을 최대한 크게 할 수 있는 방법이 필요하다. 이에 기존 연구에서 영차홀드 대신 일차홀드를 적용하는 방법이 제시되었고, 영차홀드를 이용할 때보다 가상 스프링의 안정성 영역을 더 크게 확보할 수 있음을 시뮬레이션을 통해 제시했다. 그렇지만 실제로 시스템을 구현하는 측면에서 보면, 영차홀드가 일반적이고 손쉬운 방법이다. 이에 본 논문에서는 영차홀드를 사용하지만, 일차홀드와 동등한 안정성 영역을 확보하기 위한 방법으로 외삽법과 고주파 영차홀드 출력 방법을 제안한다. 제안된 방법에 대한 시뮬레이션을 통해 고주파 영차홀드의 샘플링 주기가 작아질수록 가상 스프링의 안정성 영역이 일차홀드를 적용한 경우와 거의 같아짐을 보였고, 기존 연구에서 제시된 영차홀드만을 적용한 경우보다는 수 배에서 수십 배 안정성 영역이 더 커질수 있음을 보였다. 따라서 제안된 방법을 통해 가상 환경 속 강체에 대한 현실감을 증강시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제29권3호
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• pp.259-271
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• 2013

임플란트 고정체-지대주 결합구조체의 형태에 따른 교합부하의 반응이 다양하여 본 연구에서는 하중위치 및 결합구조체 접촉 비율에 따라 3단 계단형 결합구조체와 경사형에서 어떠한 차이가 있는 지를 3차원 유한요소분석을 시행하였다. 2종의 임플란트-지대주 결합 구조체에 연결된 상부 치관을 제작하여 각 치관에 설정된 하중위치에 200 N의 하중을 부여하였다. 임플란트 중심 부위에서 하중조건이 멀어질수록 피질골정에 가해지는 응력이 증가되기에 하중조건은 응력발생에 영향을 미치는 주요 요소이며 다음으로 결합구조형태에도 영향을 받았다. 또한 수직 하중에 비해 빗금 경사 하중이 부여된 경우 계단형은 경사형에 비해 유리한 응력 분포를 보였다. 그리고 지대주 결합구조체가 고정체의 내벽에 대해 접촉이 많아 질수록 골질에 대한 응력분산이 유리한 것으로 나타났다. 결론적으로 고정체 폭경에서 벗어난 빗김 수직 및 경사 하중은 결합구조체의 종류와 관계없이 피질골정에 응력을 집중시키므로 저작기능시 교합접촉면을 고정체의 폭경 내에 위치하도록 하는 것이 생체역학적으로 바람직 할 것으로 사료되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.629-637
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• 2016

본 논문에서는 선로와 근접하여 설치하는 근접 방음벽에 관한 음향성능평가와 근접 방음벽의 삽입손실 예측을 위해 경계요소법 대신에 비교적 용이하게 사용 가능한 근사식의 제안에 관한 연구를 수행하였다. 우선, 근접 방음벽을 축척 모형으로 제작하여 무향실에서 음향성능평가를 수행하였으며, 스피커 음원 위치에 따른 총합 삽입손실을 등고선 형태로 분석하였다. 그리고, 무향실에서 수행한 축척 모형 근접 방음벽에 대한 삽입손실 측정결과를 이용하여 다양한 형상의 근접 방음벽에 대한 삽입손실 예측을 위한 근사식을 제안하였다. 또한, 무향실에서의 측정결과 및 예측결과와의 상호 비교를 통해 예측 프로그램의 타당성을 검증하였다. 마지막으로, 열차 소음원의 주파수 특성을 고려하고 높이가 1.0m, 상부 방음판의 크기가 0.5m이며 'ㄱ'자 형상을 갖는 흡음형 근접 방음벽을 철도의 건축한계선에 설치하는 경우에 대한 삽입손실 예측 및 음향성능 평가를 수행하였으며, 삽입손실 예측을 위한 근사식을 제안하였다.