• 제목/요약/키워드: L/D Ratio

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Study of dynamic mechanical behavior of aluminum 7075-T6 with respect to diameters and L/D ratios using Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)

  • Kim, Eunhye;Changani, Hossein
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제55권4호
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    • pp.857-869
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    • 2015
  • The aluminum 7075-T6 is known as an alloy widely used in aircraft structural applications, which does not exhibit strain rate sensitivity during dynamic compressive tests. Despite mechanical importance of the material, there is not enough attention to determine appropriate sample dimensions such as a sample diameter relative to the device bar diameter and sample length to diameter (L/D) ratio for dynamic tests and how these two parameters can change mechanical behaviors of the sample under dynamic loading condition. In this study, various samples which have different diameters of 31.8, 25.4, 15.9, and 9.5 mm and sample L/D ratios of 2.0, 1.5, 1.0, 0.5, and 0.25 were tested using Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB), as this testing device is proper to characterize mechanical behaviors of solid materials at high strain rates. The mechanical behavior of this alloy was examined under ${\sim}200-5,500s^{-1}$ dynamic strain rate. Aluminum samples of 2.0, 1.5 and 1.0 of L/D ratios were well fitted into the stress-strain curve, Madison and Green's diagram, regardless of the sample diameters. Also, the 0.5 and 0.25 L/D ratio samples having the diameter of 31.8 and 25.4 mm followed the stress-strain curve. As results, larger samples (31.8 and 25.4 mm) in diameters followed the stress-strain curve regardless of the L/D ratios, whereas the 0.5 and 0.25 L/D ratios of small diameter sample (15.9 and 9.5 mm) did not follow the stress-strain diagram but significantly deviate from the diagram. Our results indicate that the L/D ratio is important determinant in stress-strain responses under the SHPB test when the sample diameter is small relative to the test bar diameter (31.8 mm), but when sample diameter is close to the bar diameter, L/D ratio does not significantly affect the stress-strain responses. This suggests that the areal mismatch (non-contact area of the testing bar) between the sample and the bar can misrepresent mechanical behaviors of the aluminum 7075-T6 at the dynamic loading condition.

유공방파제에 대한 연구 (A Study on a Perforated Breakwater)

  • 이용규;편종근;안수한
    • 물과 미래
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    • 제19권2호
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    • pp.131-138
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    • 1986
  • 단일유공벽의 수리학적 특성 및 동력학적 특성에 대해서 이론 및 실험적으로 연구하였다. 굴구의 이론식을 응용하여 연구한 바에 의하면 산란파항은 파력에 거의 영향을 주지 못함을 알 수 있고 실험에 의한 연구에 의하면 유공율의 변화에 따른 파력의 거동은 매우 민감한 것으로 나타났지만 구멍의 지름에 대한 벽두께의 비(l/D)는 좀 특이한 현상을 보인다. l/D의 값이 작은 범위에서는 유공벽의 구멍을 orifice라고 할 수 있으므로, 파력이 l/D의 변황에 거의 영향을 받지 않고, 이 때의 에너지 손실계수는 굴구의 식을 이용하면 1.0으로 나타난다. 그러나 l/D의 값이 큰 범위에서는 구멍내의 흐름을 관수로의 흐름이라고 볼 수 있으므로 파력이 l/D에 민감하고 이 때의 f는 1.5로 나타났다.

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Enlarge duct length optimization for suddenly expanded flows

  • Pathan, Khizar A.;Dabeer, Prakash S.;Khan, Sher A.
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제7권3호
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    • pp.203-214
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    • 2020
  • In many applications like the aircraft or the rockets/missiles, the flow from a nozzle needs to be expanded suddenly in an enlarged duct of larger diameter. The enlarged duct is provided after the nozzle to maximize the thrust created by the flow from the nozzle. When the fluid is suddenly expanded in an enlarged duct, the base pressure is generally lower than the atmospheric pressure, which results in base drag. The objective of this research work is to optimize the length to diameter (L/D) ratio of the enlarged duct using the CFD analysis in the flow field from the supersonic nozzle. The flow from the nozzle drained in an enlarged duct, the thrust, and the base pressure are studied. The Mach numbers for the study were 1.5, 2.0 and 2.5. The nozzle pressure ratios (NPR) of the study were 2, 5 and 8. The L/D ratios of the study were 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10. Based on the results, it is concluded that the L/D ratio should be increased to an optimum value to reattach the flow to an enlarged duct and to increase the thrust. The supersonic suddenly expanded flow field is wave dominant, and the results cannot be generalized. The optimized L/D ratios for various combinations of flow and geometrical parameters are given in the conclusion section.

Post buckling mechanics and strength of cold-formed steel columns exhibiting Local-Distortional interaction mode failure

  • Muthuraj, Hareesh;Sekar, S.K.;Mahendran, Mahen;Deepak, O.P.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제64권5호
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    • pp.621-640
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    • 2017
  • This paper reports the numerical investigation conducted to study the influence of Local-Distortional (L-D) interaction mode buckling on post buckling strength erosion in fixed ended lipped channel cold formed steel columns. This investigation comprises of 81 column sections with various geometries and yield stresses that are carefully chosen to cover wide range of strength related parametric ratios like (i) distortional to local critical buckling stress ratio ($0.91{\leq}F_{CRD}/F_{CRL}{\leq}4.05$) (ii) non dimensional local slenderness ratio ($0.88{\leq}{\lambda}_L{\leq}3.54$) (iii) non-dimensional distortional slenderness ratio ($0.68{\leq}{\lambda}_D{\leq}3.23$) and (iv) yield to non-critical buckling stress ratio (0.45 to 10.4). The numerical investigation is carried out by conducting linear and non-linear shell finite element analysis (SFEA) using ABAQUS software. The non-linear SFEA includes both geometry and material non-linearity. The numerical results obtained are deeply analysed to understand the post buckling mechanics, failure modes and ultimate strength that are influenced by L-D interaction with respect to strength related parametric ratios. The ultimate strength data obtained from numerical analysis are compared with (i) the experimental tests data concerning L-D interaction mode buckling reported by other researchers (ii) column strength predicted by Direct Strength Method (DSM) column strength curves for local and distortional buckling specified in AISI S-100 (iii) strength predicted by available DSM based approaches that includes L-D interaction mode failure. The role of flange width to web depth ratio on post buckling strength erosion is reported. Then the paper concludes with merits and limitations of codified DSM and available DSM based approaches on accurate failure strength prediction.

GPS L1/L2, GLONASS 수신기용 다중 대역 단일 패치 안테나 (A Single Layer Multi Band Microstrip Patch Antenna for GPS L1/L2, GLONASS Receiver Applications)

  • 김지혜;김미숙;김종성;손석보;김영백
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권10호
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    • pp.990-998
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    • 2011
  • 본 논문에서는 GPS L2/L1, GLONASS 통합 수신기용 다중 대역 단일 패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 설계된 안테나는 이중 급전 방식이고, 슬롯을 가진 단일 마이크로스트립 패치와 임피던스 매칭 회로로 구성되어 있다. 설계하고자 하는 안테나의 주요 목표 규격은 동작 주파수 대역인 GPS L2(1,227.6 MHz)/L1(1,575.42 MHz), GLONASS(1,602 MHz)에서 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio) 2.0 이하, 우선회 원형 편파(RHCP: Right-Hand Circularly Polarization) 특성, 30 dB 이상의 능동형 안테나 이득, 3 dB 이하의 축비이며, 시험을 통하여 주요 규격이 만족됨을 확인하였다.

선망의 침강 저항 해석 - d/l이 다른 모형망의 경우 - (An Analysis of Sinking Resistance for Purse Seine - In the Case of the Model Seine with Different d/l -)

  • 김석종;박정식
    • 수산해양기술연구
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    • 제34권3호
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    • pp.274-282
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    • 1998
  • 그물실의 직경과 발 길이의 비율 d/l이 선망의 침강 운동에 어떤 영향을 끼칠 것인가를 해명하기 위해서 그물실의 직경은 0.45mm(PES 28 tex${\times}$2${\times}$2)의 것으로 모두 같고, 발 길이는 4.3, 5.0, 5.5, 6.0, 6.6 및 7.7mm로 각각 다르게 편망된 6종류의 무결절 그물감을 사용해서 뜸줄의 길이 450cm, 그물의 폭 85cm가 되도록 제작하고 뜸 160g과 발돌 50g을 매달아서, 각각 I,II,III,IV,V및 Ⅵ형 그물이라고 했다. 회류 수조의 수로 상에 투망 장치를 설치해서 정지 상태의 수중에 선망 그물을 투망하고 상방과 측면에 설치한 비디오 카메라를 사용하여 그물의 침강과정을 촬영 톡화했으며, 그물에 표시한 측정점의 좌표를 화상 해석 장치로 읽고 실험 값을 구했다. 그리고, Runge-Kutta-Gill법에 의한 연립 미분방정식 해법을 이용하여 수치 해석을 행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1.그물 아랫자락의 침강속도는 d/l이 가장 작은 Ⅵ형 그물이 가장 빠르고, V,IV,III,II및 I형 그물 순으로 늦게 나타났다. 2.그물 벽에 대한 저항 계수는 d/l의 크기에 의존하여 $K{\arg}$=0.081$(d/l)^-0.5$의 관계식으로 나타낼 수 있었다. 3.그물 다발의 저항 계수는 d/l의 크기에 의존하지 않은 $C_R=0.91(\frac{p}{$p_u$})$의 관계식으로 나타낼 수 있었다.

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Anaerobic Filter에 의한 양돈폐수의 전처리 특성 평가 (Evaluation of Swine Wastewater Pretreatment Using Anaerobic Filter)

  • 강호;문서연
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.418-425
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    • 2015
  • 본 논문에서는 양돈폐수의 전처리 공정으로 부유성 세라믹 담체로 충진한 Anaerobic Filter (AF)을 이용하여 신재생에너지 메탄가스의 생산 가능성과 전처리 후 유출수의 후속 고도처리 적정성을 평가하였다. 유입 COD 농도가 14,000 mg/L인 양돈폐수를 Anaerobic Filter에 점진적으로 유기물부하(OLR)를 증가시키면서 혹은 수리학적 체류시간을 짧게 유지하면서 $35^{\circ}C$에서 운전한 결과는 다음과 같다. Anaerobic Filter는 HRT 0.5일(OLR 28 g TVS/L-d)에서 최대 메탄발생량 1.74 v/v-d를 달성하였으며, Biogas 기준 TVS 제거효율은 HRT 3일(OLR 4.67 g TVS/L-d)로 운전하였을 때 63%를 얻었다. 반면 유출수 분석에 의한 TCOD 제거효율은 75%를 상회하였다. 유출수의 알카리도는 모든 운전 조건에서 2,050~2,980 mg/L as $CaCO_3$로서 후속 질소제거 시 야기될 수 있는 알카리도 파괴를 상쇄할 수 있을 것이다. HRT 2일 이하의 운전조건에서 Anaerobic Filter 유출수의 COD/TKN 비는 10~35 범위로서 고도처리 시 적정비인 8 이상을 만족하였으며 COD/TP 비는 38~56범위로서 적정비 33 이상 유지가 가능하였다.

분사구멍의 길이가 수직 분사구멍 내부에서의 3차원 유동에 미치는 영향 (Effects of Length-to-Diameter Ratio on the Three-Dimensional Flow Within an Injection Hole Normally Oriented to the Mainflow)

  • 이상우;주성국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권9호
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    • pp.1255-1266
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    • 1998
  • Effects of a length-to-diameter ratio, L/D, on the three-dimensional flow and aerodynamic loss within an injection hole, which is normally oriented to the mainflow, have been investigated by using a straight five-hole probe. The length-to-diameter ratio of the injection hole is varied to be 0.5 and 2.0 for blowing ratios of 0.5, 1.0 and 2.0. Regardless of the blowing ratio, flows within the hole and at the jet exit are strongly affected by the length-to-diameter ratio. In the case of L/D=0.5, the inside flow is considerably influenced by the mainflow, and the exit flow variation is found to be the greatest. The aerodynamic loss in this case is usually attributed to jet -mainflow interactions. In the case of L/D=2.0, the flow separation and reattachment in the inlet region are completely separated from the complicated exit flow, and the aerodynamic-loss production is mainly due to the inlet flow separation.

수치해석을 이용한 점성토 지반에 설치된 버켓기초의 지지력 분석 (Numerical Analysis on Bearing Capacity of a Suction Bucket in Clay)

  • 이치홍;정재욱;김성렬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권10호
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    • pp.25-33
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    • 2011
  • 버켓기초는 현재 해양 구조물의 앵커나 해양 풍력발전의 기초로 광범위하게 쓰이고 있다. 그러나, 지금까지 버켓기초에 대한 설계 방법은 명확하게 제시되지 않았다. 그러므로, 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS(2010)를 이용하여 점성토 지반에 설치된 버켓기초의 지지력 및 하중-변위거동에 대해 분석하였다. 버켓기초의 지지력에 영향을 주는 매개변수로 기초지름에 대한 근입깊이 비(L/D)를 선정하고 L/D 비를 0.25~ 1.0로 변화시키며 수직방향 압축과 수평방향의 지지거동을 분석하였다. 수치해석 결과 버켓기초의 지지력은 L/D비에 큰 영향을 받으며 L/D비가 0.25에서 1.0으로 증가함에 따라 수직방향 지지력은 약 40%, 수평방향 지지력은 약 90% 증가하는 것으로 나타났다. 수직하중이 작용하는 경우 버켓기초의 지지력은 깊은 기초와 유사하게 선단지지력과 주변마찰력을 분리하여 산정할 수 있었다. 그리고, 수평하중이 작용하는 경우 L/D비가 0.25 인 경우 기초의 수평이동 경향이 지배적이지만, L/D비가 0.5 이상으로 증가하면 기초의 회전파괴 경향이 지배적인 것으로 나타났다.

초음속 비행체 모델의 연성기법을 이용한 구조 안전성 해석 (An analysis on the Structural Safety of Supersonic rocket Preliminary Model using Fluid-Structure Interaction)

  • 도규성;소정수;강지훈;김형진;박대훈;오정수;문희장
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.35-41
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    • 2008
  • The structural stability for preliminary model of supersonic rocket which has large L/D ratio is investigated. Large L/D ratio can cause a critical problem on the structural stability by the increase of bending-moment. By using the ANSYS and the CFX codes, we inspected the structural stability for Ma=2 and angle of attack for $20^{\circ}$. The optimum number of bolts and their joints required on the rocket surface are predicted.

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