Domestic practices in shotcrete use have developed in many respects even now, but it still has issues about material, construction, quality standard and so on. In overseas, the construction using high strength shotcrete with $39.2{\sim}58.8 MPa$ of compressive strength is becoming common based on the shotcrete technology of high strength and durability. However, domestic shotcrete design strength is low at around 20.6 MPa of compressive strength and a long term durability is also insufficient. In this paper, field tests using high-quality additives and accelerators were performed to obtain the improvement of shotcrete strength and EFNARC standard was used to evaluate the field test results. In addition, deterioration test combined with the freezing-thawing and carbonation was also performed in order to investigate a long-term durability of high-strength shotcrete. As a result of the field test, the promotion ratio of early strength was $90{\sim}97%$ in case of using alkali-free accelerators. And the compressive strength of the shotcrete using Micro-silica fume was $45.2{\sim}55.8MPa$ and flexible strength was $5.01{\sim}6.66MPa$, so the promotion ratio of strength was $37{\sim}79%$ and $17{\sim}61%$ respectively. The promotion effect of strength by silica fine additives ratio of $7.5{\sim}10%$ for cement mass was much superior to the other cases. It was especially examined that using Micro-silica fume reduced deterioration due to mixed steel fiber and improved a long-term durability of shotcrete.
Kim, Yu-Rim;Heo, Seung-Ye;Lee, Sang-Wook;Kim, Wan-Chin
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.17
no.2
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pp.255-264
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2022
The conventional spot-type UV curing machine configures a collimator optical system using a plurality of lenses so that the light beam is incident through an optical cable. In order to increase the transmission light efficiency, a collimator optical system composed of three or more lenses is required, and accordingly, it is difficult to align the optical system, and it is difficult to implement the system compactly. In this study, a single TIR lens collimator that can realize the same level of spot diameter and light efficiency as the conventional collimator optical system composed of three lenses was designed. Through this, the light efficiency at the curing area with the minimum illuminance deviation was 33.2 %, which was similar to the performance of the reference collimator optical system, and the illuminance deviation on the curing area was 18.8 %, ensuring acceptable performance. In addition, by arranging a fly-eye lens with field flattening function at the front end of the condensing lens, the effective curing area diameter was reduced from 5.0 mm to 3.0 mm, enabling higher curing energy density to be realized. In addition, it was confirmed that the illuminance deviation can be greatly improved to a level of 14.4%.
When designing ships and aircraft structures, it is important to design them to satisfy weight reduction and strength. Currently, studies related to topology optimization using 3D printed composite materials are being actively conducted to satisfy the weight reduction and strength of the structure. In this study, structural analysis was performed to analyze the applicability of 3D printed composite materials to the flight control surface, one of the parts of an aircraft or unmanned aerial vehicle. The optimal topology shape of the flight control surface for the bending load was analyzed by considering three types (hexagonal, rectangular, triangular) of the topology shape of the flight control surface. In addition, the bending strength of the flight control surface was analyzed when four types of reinforcing materials (carbon fiber, glass fiber, high-strength high-temperature glass fiber, and kevlar) of the 3D printed composite material were applied. As a result of comparing the three-point bending test results with the finite element method results, it was confirmed that the flight control surface with hexagonal topology shape made of carbon fiber and Kevlar had excellent performance. And it is judged that the 3D printed composite can be sufficiently applied to the flight control surface.
Hydrogen has gained attention as an environmentally friendly energy source among various renewable options, however, its application in agriculture remains limited. This study aims to apply the hydrogen fuel cell triple heat-combining system, originally not designed for greenhouses, to greenhouses in order to save energy and reduce greenhouse gas emissions. This system can produce heating, cooling, and electricity from hydrogen while recovering waste heat. To implement a hydrogen fuel cell triple heat-combining system in a greenhouse, it is crucial to evaluate the greenhouse's heating and cooling load. Accurate analysis of these loads requires considering factors such as greenhouse configuration, existing heating and cooling systems, and specific crop types being cultivated. Consequently, this study aimed to estimate the cooling and heating load using building energy simulation (BES). This study collected and analyzed meteorological data from 2012 to 2021 for semi-enclosed greenhouses cultivating tomatoes in Jeonju City. The covering material and framework were modeled based on the greenhouse design, and crop energy and soil energy were taken into account. To verify the effectiveness of the building energy simulation, we conducted analyses with and without crops, as well as static and dynamic energy analyses. Furthermore, we calculated the average maximum heating capacity of 449,578 kJ·h-1 and the average cooling capacity of 431,187 kJ·h-1 from the monthly maximum cooling and heating load analyses.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.30
no.1C
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pp.45-51
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2010
In urban area, design and construction of civil engineering structures such as subway tunnel, underground space and deep excavation is impeded by unreliable site investigation. Variety of embedded objects, electric noises and traffic vibrations degrades the quality of site investigation, whatever the site-investigation technique would be. In this research, a preliminary research was performed to develop a dedicated site investigation technique for urban geotechnical sites, which can overcome the limitations of urban sites. HiRAS (Hybrid Integration of Surface Waves and Resistivity) technique which is the first outcome of the preliminary research was proposed in this paper. The technique combines surface wave as well as electrical resistivity. CapSASW method for surface-wave technique and PDC-R technique for electrical resistivity survey were incorporated to develop HiRAS technique. CapSASW method is a good method for evaluating material stiffness and PDC-R technique is a reliable method for determination of underground stratification even in a site with electrical noise. For the inversion analysis of HiRAS techniuqe, a site-specific relationship between stress-wave velocity and resistivity was employed. As for outgrowth of this research, the 2-D distribution of Poisson's ratio could be also determined.
Kim, Sung-Ryul;Lee, Si-Hoon;Chung, Moonkyung;Lee, Juhyung
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.29
no.6C
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pp.267-275
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2009
The steel pipe of steel-concrete composite piles increases the pile strength and induces the ductile failure by constraining the deformation of the inner concrete. In this research, the load-movement relations and the reinforcement effect by the outer steel pipe in the steel-concrete composite pile were analyzed by performing three-dimensional numerical analyses, which can simulate the yielding behavior of the pile material and the elasto-plastic behavior of soils. The parameters analyzed in the study include three pile materials of steel, concrete and composite, pile diameter and loading direction. As the results, the axial capacity of the composite pile was 1.9 times larger than that of the steel pipe pile and similar with that of the concrete pile. At the allowable movement criteria, the horizontal capacity of the composite pile was 1.46 times larger than that of the steel pile and 1.25 times larger than that of the concrete pile. In addition, the horizontal movement at the pile head of the composite pile was about 78% of that of the steel pile and about 53% of that of the concrete pile, which showed that the movement reduction effect of the composite pile was significant and enables the economical design of drilled shafts.
Kim, Sang Cheol;Lee, Woon Yong;Park, Woo Pung;Yun, Ki Oh;Kim, Jong Rin
Smart Media Journal
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v.11
no.7
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pp.76-84
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2022
In Korea, where rice is the staple food, there are many cases in which the nutritional composition of food is different at the same weight, even though the same ingredients are used and the food or food name is the same. The cause is closely related to the moisture content of the food according to the cooking method and cooking process. In order to design a diet tailored to individual health and supply accurate calories and nutrients, a method of expressing food data that is not affected by the cooking process or cooking method is required. Usually, the same ingredients or foods show a lot of deviation from the nutritional components presented in the standard food database due to the difference in moisture content. For this reason, there are problems that increase the complexity of the food ingredient database and the difficulty in using it. As a method to improve these problems, we would like to propose a food data expression method based on dry weight. As an example of this, the characteristics of rice as a food material and changes in major nutritional components according to the change in moisture of various rice-processed foods made from rice were considered. In addition, as an example of how to normalize food data through this, the dry weight-based nutrition label of rice was presented.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.36
no.5
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pp.323-330
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2023
The development of an analysis model that reflects the microstructure characteristics of polyvinyl alcohol (PVA) fiber-reinforced cementitious composites, which have a highly complex microstructure, enables synergy between efficient material design and real experiments. PVA fiber orientations are an important factor that influences the mechanical behavior of PVA fiber-reinforced cementitious composites. Owing to the difficulty in distinguishing the gray level value obtained from micro-CT images of PVA fibers from adjacent phases, fiber segmentation is time-consuming work. In this study, a micro-CT test with a voxel size of 0.65 ㎛3 was performed to investigate the three-dimensional distribution of fibers. To segment the fibers and generate training data, histogram, morphology, and gradient-based phase-segmentation methods were used. A U-net model was proposed to segment fibers from micro-CT images of PVA fiber-reinforced cementitious composites. Data augmentation was applied to increase the accuracy of the training, using a total of 1024 images as training data. The performance of the model was evaluated using accuracy, precision, recall, and F1 score. The trained model achieved a high fiber segmentation performance and efficiency, and the approach can be applied to other specimens as well.
In the seismic retrofitting of harbor breakwaters in Korea, the recovery rate is often uncertain due to site conditions and site conditions, and problems continue to arise. Therefore, in this study, we analyzed the recovery rate and compressive strength of the improved material through drilling survey by grouting confirmation method after applying low-fluidity mortar injection method, and furthermore, we checked the elastic modulus by downhole test and tomography to confirm the reinforcement effect of soft ground after ground improvement. The experimental results showed that the average shear wave velocity of the ground increased from 229 m/s to 288 m/s in BH-1 and BH-3 boreholes to a depth of 28.0 m, and the average shear wave velocity of the ground to a depth of 30.0 m tended to increase from 224 m/s to 282 m/s in the downhole test. This is believed to be a result of the increased stiffness of the ground after reinforcement. The results of the tomographic survey showed that the Vs of the soft ground of the sample at Site 1 increased from 113 m/s to 214 m/s, and the Vs of the sample at Site 2 increased from 120 m/s to 224 m/s. This shows that the stiffness of the ground after seismic reinforcement is reinforced with hard soil, as the Vs value satisfies 180 m/s to 360 m/s in the classification of rock quality according to shear wave velocity.
This paper presents a single and 2-patch microstrip array antenna operated on a frequency of 10.3GHz(x-band). It outlines the process of designing a microstrip patch array antenna using CST MWS. Initially, a single microstrip antenna was designed, followed by optimization using CST MWS to attain optimal return losses and gain. Subsequently, the design was expanded to create a 2×1 microstrip inset-fed array antenna for the X-band applications. The construction material is Roger RO4350B, with specific dimensions (h=0.79mm, 𝜖r = 3.54). The achieved results include an S11 of -18dB at the resonant frequency (10.3GHz), a gain of 9.82dBi, a bandwidth of 0.165GHz, and a 3-dB beamwidth of 30°, 121° in Az(𝜑=0) and El(𝜑=90) plane, respectively. The future plan involves the fabrication of this array antenna and further expansion to a 4×4 array of microstrip antennas. It is then incorporated on the X-band applications for practical uses.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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