• Steel and Composite Structures
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• 제35권6호
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• pp.799-813
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• 2020

Fatigue cracks of rib-to-deck (RD) joints have been frequently observed in the orthotropic steel decks (OSD) using conventional U-ribs (CU). Thickened edge U-rib (TEU) is proposed to enhance the fatigue strength of RD joints, and its effectiveness has been proved through fatigue tests. In-depth full-scale tests are further carried out to investigate both the fatigue strength and fractography of RD joints. Based on the test result, the mean fatigue strength of TEU specimens is 21% and 17% higher than that of CU specimens in terms of nominal and hot spot stress, respectively. Meanwhile, the development of fatigue cracks has been measured using the strain gauges installed along the welded joint. It is found that such the crack remains almost in semi-elliptical shape during the initiation and propagation. For the further application of TEUs, the design curve under the specific survival rate is required for the RD joints using TEUs. Since the fatigue strength of welded joints is highly scattered, the design curves derived by using the limited test data only are not reliable enough to be used as the reference. On this ground, an experiment-numerical hybrid approach is employed. Basing on the fatigue test, a probabilistic assessment model has been established to predict the fatigue strength of RD joints. In the model, the randomness in material properties, initial flaws and local geometries has been taken into consideration. The multiple-site initiation and coalescence of fatigue cracks are also considered to improve the accuracy. Validation of the model has been rigorously conducted using the test data. By extending the validated model, large-scale databases of fatigue life could be generated in a short period. Through the regression analysis on the generated database, design curves of the RD joint have been derived under the 95% survival rate. As the result, FAT 85 and FAT 110 curves with the power index m of 2.89 are recommended in the fatigue evaluation on the RD joint using TEUs in terms of nominal stress and hot spot stress respectively. Meanwhile, FAT 70 and FAT 90 curves with m of 2.92 are suggested in the evaluation on the RD joint using CUs in terms of nominal stress and hot spot stress, respectively.

• 수산해양기술연구
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• 제33권3호
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• pp.173-182
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• 1997

선망어법의 어회과정에 있어서 어군행동에 관한 기초적인 연구를 목적으로 제주 근해에서 사용하고 있는 고등어 선망어구인 파워불록용 선망(Powetblock seine)과 앞으로 예상되는 단선조작에서의고등어 선망어구인 트리플레스용 선망(Triplex seine)의 두 가지 모형망을 1/180로 제작 하고 선망에 의해 포위된 어군의 망내행동과 양쪽 선단의 개구부를 통하여 도피하는 어군의 행동을 관찰 분석함과 동시에 망단의 개구부의 면적 및 장력변화 등을 해석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 죔줄죄기 소요시간 20분일 때, 개구부로 도피하는 아군의 평균 유영속도는 Powerblcok seine에서 9.71cm/sec, Triplex seine에서 9.97cm/sec였다. 2.죔줄죄기 소요시간 20분중 좀줄을 50% 정도 감아들었을 때, 선망내의 어군은 Powerblock seine의 경우 I section 10%, II section방향으로 10% 유영하는 행동을 보였다. 3.죔줄죄기 소요시간 20분중 10분 경과했을 때, 전면 망단 개구부의 면적 감소율은 Powerblock seine이 63.5%, Triplex seine이 어군도피에 대한 수평적 서단능력이 높았따. 그리고, 좀줄에 걸리는 최대장력은 Powerblock seine이 약 8.1톤, Triplex seine이 8.3톤으로 나타 났는데, 양자의 차이는 그다지 크지 않았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.671-679
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• 2008

The effect of Pre-cooled Turbojet Engine installation and nozzle exhaust jet on Hypersonic Turbojet EXperimental aircraft(HYTEX aircraft) were investigated by three-dimensional numerical analyses to obtain aerodynamic characteristics of the aircraft during its in-flight condition. First, simulations of wind tunnel experiment using small scale model of the aircraft with and without the rectangular duct reproducing engine was performed at M=5.1 condition in order to validate the calculation code. Here, good agreements with experimental data were obtained regarding centerline wall pressures on the aircraft and aerodynamic coefficients of forces and moments acting on the aircraft. Next, full scale integrated analysis of the aircraft and the engine were conducted for flight Mach numbers of M=5.0, 4.0, 3.5, 3.0, and 2.0. Increasing the angle of attack $\alpha$ of the aircraft in M=5.0 flight increased the mass flow rate of the air captured at the intake due to pre-compression effect of the nose shockwave, also increasing the thrust obtained at the engine plug nozzle. Sufficient thrust for acceleration were obtained at $\alpha=3$ and 5 degrees. Increase of flight Mach number at $\alpha=0$ degrees resulted in decrease of mass flow rate captured at the engine intake, and thus decrease in thrust at the nozzle. The thrust was sufficient for acceleration at M=3.5 and lower cases. Lift force on the aircraft was increased by the integration of engine on the aircraft for all varying angles of attack or flight Mach numbers. However, the slope of lift increase when increasing flight Mach number showed decrease as flight Mach number reach to M=5.0, due to the separation shockwave at the upper surface of the aircraft. Pitch moment of the aircraft was not affected by the installation of the engines for all angles of attack at M=5.0 condition. In low Mach number cases at $\alpha=0$ degrees, installation of the engines increased the pitch moment compared to no engine configuration. Installation of the engines increased the frictional drag on the aircraft, and its percentage to the total drag ranged between 30-50% for varying angle of attack in M=5.0 flight.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제2권1호
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• pp.1-13
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• 2010

A comparative study between a computation and an experiment has been conducted to predict the performance of a Pod type waterjet for cm amphibious wheeled vehicle. The Pod type waterjet has been chosen on the basis of the required specific speed of more than 2500. As the Pod type waterjet is an extreme type of axial flow type waterjet, theoretical as well as experimental works about Pod type waterjets are very rare. The main purpose of the present study is to validate and compare to the experimental results of the Pod type waterjet with the developed CFD in-house code based on the RANS equations. The developed code has been validated by comparing with the experimental results of the well-known turbine problem. The validation also extended to the flush type waterjet where the pressures along the duct surface and also velocities at nozzle area have been compared with experimental results. The Pod type waterjet has been designed and the performance of the designed waterjet system including duct, impeller and stator was analyzed by the previously mentioned m-house CFD Code. The pressure distributions and limiting streamlines on the blade surfaces were computed to confirm the performance of the designed waterjets. In addition, the torque and momentum were computed to find the entire efficiency and these were compared with the model test results. Measurements were taken of the flow rate at the nozzle exit, static pressure at the various sections along the duct and also the nozzle, revolution of the impeller, torque, thrust and towing forces at various advance speed's for the prediction of performance as well as for comparison with the computations. Based on these measurements, the performance was analyzed according to the ITTC96 standard analysis method. The full-scale effective and the delivered power of the wheeled vehicle were estimated for the prediction of the service speed. This paper emphasizes the confirmation of the ITTC96 analysis method and the developed analysis code for the design and analysis of the Pod type waterjet system.

• 수산해양기술연구
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• 제15권1호
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• pp.5-16
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• 1979

朴.李등 (1972)이 축양 시험을 할 때에는 축양조 이외에 소형의 예인조를 따로 썼으나, 예인조에서 축양조로 이송이 번거로우므로 업계에서는 축양조를 바로 예인하는 방법이 쓰이고 있다. 그러나, 축양조를 바로 예인하면 앞면의 망지가 뒤로 밀려서 축양조 내부의 용적이 작아지고, 또 예인중 축양조의 속도가 갑자기 느려지면 멸치는 유영 관성으로 말미암아 뒤로 밀린 망지 위로 올라가서, 비늘이 벗겨져서 폐사율이 높아진다. 이를 개량하기 위해 먼저 $\frac{1}{15}$크기의 모형 축양조를 만들어서, 회류수조에서 4가지 방식으로 예인시험을 실시하고, 그 중 합리적이라고 생각되는 2가지 방식을 다시 해상에서 실물시험을 실시하여, 실용상의 문제점을 규명함과 동시에, 축양조의 예인속도는 빠르게 하면서도 축양조 내부의 유속을 느리게 하는 방법도 고안했다

• 수산해양기술연구
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• 제40권1호
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• pp.37-46
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• 2004

제주도 연안 정치망 조업 시스템 개량과 개발분야에서 연안해역에서 널리 사용되고 있는 각망어구의 구조개량을 위한 기초연구로서 현재 사용되고 있는 실물망을 1/20로 축소하여 개량된 입구 구조를 갖춘 모형 어구 8종류를 제작하고, 실험 수조에서 고등어 어군을 이용하여 모형 어구에 대한 어군의 입 ${\cdot}$ 출망 행동을 관찰 분석하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 1. 원통그물내에서의 어군의 행동 패턴은 원형 모양으로 한쪽 원통그물내에 체류하는 행동과 긴 타원형 모양으로 좌 ${\cdot}$ 우 원통그물내를 왕복 유영하는 행동패턴으로 분류할 수 있었다. 2. 모형 어구 내에서의 고등어 어군의 평균 유영 속도는 원통 그물 중간 부분에서 24.9cm/sec, 오른쪽 원통그물내에서 12.6cm/sec, 입구에서 32.0cm/sec였다. 3. 어군의 입망율은 경과 시간 60초일 때 표준 모형 어구에서는 47%였고, 깔대기 그물이 길이가 35cm 의 모형 어구에서는 40%로 나타났는데, 양자의 차이는 7% 정도로 그다지 크지 않았다. 4. 어군의 출망율은 경과 시간 60초일 때 표준 모형 어구에서는 69%였고, 깔대기 그물의 길이가 35cm 의 모형 어구에서는 10%로 나타났는데, 양자의 차이는 59% 정도로 그 폭이 컸다. 5. 어군의 잔여율은 경과 시간 60초일 때 표준 모형 어구에서는 31%였고, 깔대기 그물의 길이가 35cm의 모형 어구에서는 90%로 나타났는데, 양자의 차이는 59% 정도였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.443-449
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• 2017

최근 국내 도시철도 지하역사에는 승강장 안전문의 설치로 인한 승강장의 급 배기 불균형이 일어나며, 이러한 불균형은 승강장 내 오염물질 축적과 환기부족에 의한 쾌적성 저하를 일으키는 원인이 된다. 본 연구에서는 시뮬레이션 유동해석 프로그램을 이용하여 지하역사 바닥배기 시스템의 최적화 설계를 하고, 제작된 바닥배기 시스템의 미세먼지 제거 성능을 실험으로 검증하였다. 바닥배기 시스템의 시뮬레이션 유동해석은 CFX 17.0 프로그램을 이용하였으며, HEEDS를 최적화 소프트웨어로 적용하였다. 3차에 걸쳐 이루어진 최적화 결과, 약 430 Pa의 차압과 61%의 미세먼지 제거 성능을 갖는 전체높이 1.78 m의 바닥배기 시스템이 도출되었다. 최적화 설계에 따라 실규모로 제작된 바닥배기 시스템을 이용하여 미세먼지 집진 성능 실험을 실시하였으며, 약 65%의 집진효율을 보임으로써 수치해석을 통해 도출된 최적설계 결과와 유사한 수준임을 검증하였다. 결과적으로 최적화 프로그램을 활용한 바닥배기 시스템의 설계가 급배기 불균형을 갖고 있는 지하역사 승강장에 적용 가능함을 확인하였으며, 설계된 바닥배기 시스템이 공간상의 제약으로 추가적인 배기설비 설치가 어려운 기존 지하 역사에서 배기개선 및 미세먼지 제거에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권2호
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• pp.88-96
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• 2021

표면영상유속계를 이용한 유속 측정 시 하천의 넓은 영역을 경사지게 촬영하기 때문에 필연적으로 영상 왜곡이 발생하게 된다. 이와 같이 경사영상을 정사영상으로 변환하는 방법으로 수표면과 동일한 평면상의 참조점 좌표를 이용하는 2차원 투영 좌표 변환법을 사용할 경우 홍수 시 수위가 변할 경우 대응이 어렵다는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 수위가 변하더라도 참조점을 재설정할 필요가 없는 경사영상 왜곡 보정 방법을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 기법은 높은 위치에 설정한 참조점의 좌표와 카메라의 좌표, 그리고 카메라의 수표면 사이의 연직거리 간의 기하학적인 관계를 이용해 수위 변화에도 대응할 수 있는 경사영상 보정 기법이다. 본 연구에서 개발한 영상 왜곡 보정 방법의 검증을 위해 실규모 하천 실험을 수행하였으며, 참조점 변환식에 대한 검증과 표면유속 측정 결과에 대한 검증을 수행하였다. 검증 결과 개발 기술의 경사영상 보정 정확도는 97% 이상을 나타냈고, 유속 검증 결과 개발 기술을 적용하여 산정한 유속을 비교한 결과 약 4% 이내의 차이를 보이는 것으로 나타나 높은 정확도 확보가 가능한 것으로 나타났다. 따라서 개발 기술을 영상 기반의 고정형 자동유량계측 시스템에 적용한다면 수위가 급변하는 홍수 시 유량측정의 정확도를 개선할 수 있을 것으로 기대한다.

• 수산해양기술연구
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• 제31권3호
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• pp.228-239
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• 1995

우리나라 800 ps급 쌍끌이 저인망어선에서 사용할 수 있도록 덴마크에서 이미 보편적으로 사용하고 있는 사용하고 있는 쌍끌이 중층 트롤 어구를 Tauti의 어구비교법칙과 예인수조의 크기 등을 고려하여 1/30의 크기로 축소 제작하여, 이 모형어구에 대한 기본 성능을 알아보기 위해 예인속도 0.46~1.15m/sec(실물환산 2~5k't), weight 142g(실물환산 640kg)에 Front weight 15.5~62.0g(실물환산 70~280kg) 및 양선간격 5~8m(실물환산 150~240m)의 변화에 따른 모형어구의 망고, 망폭, 예인장력, 예망수축 등을 측정 분석하여 실물로 환산한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 망고는 예인속도 2k't, Front weight 280kg, 양선간격 150m 일 때 32m로 가장 높게 나타났으며, 예인속도 5k't, Front weight 70kg, 양선간격 240m 일 때 6m로 낮게 나타났다. 2. 망폭은 예인속도 5k't, Front weight 70kg, 양선간격 240m 일 때 45m로 가장 넓게 나타났으며, 예인속도 2k't, Front weight 280kg, 양선간격 150m 일 때 33m로 가장 좁게 나타났다. 3. 예인장력은 예인속도 5k't, Front weight 280kg, 양선간격 240m일 때 10,000kg로 가장 크게 나타났으며, 예인속도 2k't, Front weight 70kg, 양선간격 150m 일 때 1,600kg로 가장 작게 나타났다. 4. 어구의 예망수층은 예인속도 2k't, Front weight 280kg, 양선간격 150m 일 때 38m로 가장 깊게 나타났으며, 예인속도 5k't, Front weight 70kg, 양선간격 240m 일 때 6m로 가장 얕게 나타났다. 5. 어구의 망구면적은 예인속도 2k't, Front weight 280kg, 양선간격 180m 일 때 1,100m 상(2)로 가장 크게 나타났으며, 예인속도 5k't, Front weight 70kg, 양선간격 240m 일 때 250m 상(2)로 가장 작게 나타났다

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.866-871
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• 2006

연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.