• Steel and Composite Structures
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• 제47권2호
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• pp.253-267
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• 2023

The bearing capacities resisted by the two-bay beams of multi-story planar frames with unequal spans under column removal scenarios differ considerably owing to the asymmetric stress on the left and right beams connected to the failed column and cause the potential for beams with larger span-to-depth ratios to be unable to exert effectively, which is disadvantageous for resisting the vertical load in unequal-span frame structures. To address this problem, the structural measure of adding braces to the weak bays of multi-story unequal-span frames was proposed, with the objective of achieving a coordinated stress state in two-bay beams with unequal spans, thereby improving the collapse resistance of unequal-span frame structures. Before conducting the numerical simulation, the modeling methods were verified by previous experimental results of two multi-story planar frames with and without steel braces. Thereafter, the effects of the tensile and compressive braces on the collapse behavior of the frame structures were elucidated. Then, based on the mechanical action laws of the braces throughout the collapse process, a detailed design method for improving the collapse resistance of unequal-span frame structures was proposed. Finally, the proposed design method was verified by using sufficient example models, and the results demonstrated that the design method has good application prospects and high practical value.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권4호
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• pp.18-27
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• 2023

본 논문에서는 열해석의 하중조건으로 레이저 열원을 설정하여 반사경의 구조-열-광학 성능 분석을 수행하였다. 레이저 열원 모델은 가우시안 빔을 바탕으로 반투명한 소재를 고려한 Beer-Lambert 법칙을 적용하여 하중조건으로 선정하였으며, 반사경만의 성능 분석을 위하여 기구부는 고려하지 않았다. 열변형해석을 수행하여 반사경 표면의 온도 변화로 인한 열응력과 열변형 데이터를 얻었다. 열변형에 의한 반사경 표면의 변위 데이터를 Zernike 다항식에 피팅하여 파면오차를 계산하였으며, 이를 통해 고에너지 레이저가 반사경으로 입사될 때 반사경의 광학 성능을 예측할 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권4호
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• pp.28-33
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• 2023

본 연구에서는 전산유동해석을 통해 송풍기에서 공급되는 공기가 덕트 배관과 원탄 선별망을 통과하며 발생하는 유동 편향을 분석하였다. 공기 유동의 유동 편향은 송풍기 볼류트 형상과 유로의 형상 특성으로부터 대부분 발생하며, 유로 내부의 정류망이나 출구의 원탄 선별망은 강력한 압력 손실을 발생시켜 유동 편향을 감쇠하는 효과를 초래한다. 전산유동해석은 ANSYS CFX 2022 R2를 사용하였으며, 정류망과 원탄 선별망은 작은 구멍 다수가 일정하게 분포되어있는 타공판 형상이기 때문에 실제 모델링을 통한 해석은 불가능하다. 따라서 Porous Loss Model을 적용하였다. 유동 편향의 평가는 전산유동해석 결과의 원탄 선별망 Porous Loss Model의 출구 면에 대한 속도 분포를 대상으로 분석하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.215-222
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• 2023

세계적 선박 배출가스 저감에 대한 규제로 인해 항만 및 부두에서 육상전원공급장치(AMP, Alternative Marine Power)가 지속적으로 사용되고 있다. 국내 또한 항만 대기질 개선 특별법에 따라 AMP의 사용이 의무화되고 있고, 다양한 친환경선박과 연계하여 활용하도록 지속적인 시도를 하고 있다. 본 논문에서는 AMP를 통해 선내 전력을 공급하는 상황을 모델링 하여 AC Load Flow Analysis를 수행하였다. 이를 통해 선박에 전력이 공급될 때의 전기적 파라미터와 손실 등에 대해서 분석할 수 있다. 아울러 Transient Stability Analysis를 통해 계통의 사고 발생 시 선내 발전기를 통한 무정전전환에 대한 HSGT(High Speed Generation Transfer)의 한계값을 도출하고 이를 적용하였을 경우 결과에 대해 검토하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권3호
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• pp.301-315
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• 2023

Adopting cohesive soil as geocell-pocket infill materials is not fully accepted by researchers in the field of road engineering. The cohesion that may inhibit the lateral limitation of geocells is a common vital idea that exists within every researcher. However, the influence of infill materials' cohesion on geocell-reinforced performance is still not thoroughly determined. The mechanism behind this still needs to be studied in depth. This study initially discussed the relationship between subgrade bearing capacity, geocells' contribution to reinforced performance, and infill materials' cohesion (IMC). A law was proposed that adopting the soil with high cohesion as infill materials benefited the subgrade bearing capacity, but this was attributed to the superior mechanical properties of infill materials rather than geocells' contribution. Moreover, the vertical and lateral deformation of subgrade, coupling shear stress and confining stress of geocells, and deformation of geocells were deeply studied to analyze the mechanism that high cohesion can inhibit the geocells' contribution. The results indicate that the infill materials with high cohesion result in the total displacement of the subgrade toward to deeper depth, not the lateral direction. These responses decrease the vertical coupling shear stress, confining stress, and normal displacement of geocell walls, which weaken the lateral limitation of geocells.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1679-1685
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• 2022

본 논문에서는 무선전력 통신 네트워크에서 소스에서 목적지 노드까지 종단간 데이터 전송률을 최대화하기 위한 최적의 멀티홉 전송 방식을 제안한다. 에너지 하베스팅을 하면서 멀티홉 전송을 위한 프레임 구조를 제시하고, 노드간 서로 다른 에너지 수확량과 링크 품질을 고려하여 종단간 전송률을 최대화하는 각 노드의 전송 시간을 수학적 분석을 통하여 도출한다. 아울러, 고려하는 무선전력기반 멀티홉 전송의 시스템 모델링을 통하여 최적화 문제를 도출하고, 이 최적화 문제가 convex 함을 보임으로써 전역 최적해가 존재함을 증명한다. 이를 통하여 최적화 문제를 계산 가능한 형태로 변형하여 손쉽게 최적해를 찾는다. 제안한 최적 멀티홉 전송 방식은 모든 링크의 전송률이 같아지도록 노드별 전송 시간을 최적으로 할당함으로써 종단간 전송률을 최대화한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.399-405
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• 2010

동결융해과정이 지속적으로 반복되면서 발생되는 응력이력현상으로 인해 암반내의 피로현상이 누적되면서 암반내 누적 변위가 증가할 뿐 아니라 강도 역시 지속적으로 감소된다. 동결융해로 인한 응력의 hysteresis 현상은 대기온도의 영향에 의한 것으로, 일반적으로 점탄성 거동을 하게 된다. 그러므로, 이상물체를 이용한 암반해석을 위해, 일반적으로 점탄성 거동해석에 사용되는 Kelvin 모델을 적용할 수 있다. 또한 다공질암의 동결융해에 따른 열화 과정을 정량적으로 파악하기 위한 새로운 지표를 설정하고자 동결-융해 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 다공성 응회암을 이용 동결-융해 실험을 실시 암석의 열화과정의 분석을 시도하였다. 실내실험 결과, 공극률의 변화를 정량화하여 열화특성을 설명하였다. 탄성계수 및 일축압축강도 등 암석의 물성변화를 공극률을 이용 열화 특성 함수로써 표현하였다.

• 융합보안논문지
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• 제23권2호
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• pp.67-74
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• 2023

승강기는 2만여 개의 다양한 부품들이 조합된 기계 전자적 장치로 서로 간의 밀접한 연관관계를 가지고 조직적으로 운영되고 있다. 이러한 복잡한 승강기 구조를 직관적으로 이해하고, 운영되는 모델을 효율적으로 인식함으로써 승강기 시스템에 대한 이해와 유지보수관리의 효율을 증가시킬 수 있을 것이다. 기존 승강기 관리 시스템은 승강기에서 발생하는 데이터를 기반으로 정보를 수집하고 이해하는 과정으로 승강기 유지 관리 시 실세계 정보의 표현 및 관리의 효율성이 부족한 구조를 가진다. 이에 본 논문에서는 승강기 실제 모델을 근간으로 효율적으로 운영할 수 있는 시뮬레이터 프레임워크을 제시하고자 한다. 구체적 사물에 대한 인식을 3D기반의 서비스 모델을 통해 구성하고, 동작 과정을 시각화함으로써 승강기 운영에 필요한 구조 및 운영방식에 대한 이해를 높일 수 있을 것이다. 이를 위해 승강기 시스템에 대한 핵심 구성요소를 파악하고 이들 간의 관계와 운영 방식을 시각화하고 시뮬레이터를 구현한다. 이를 바탕으로 가상공간과 현장의 효율적인 관리 구조를 통해 현실적인 정보관리 및 운영환경을 제공할 수 있을 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권5호
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• pp.707-720
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• 2022

In the present work, bending and free vibration analyses of multilayered functionally graded (FG) graphene platelet (GPL) and fiber-reinforced hybrid composite beams are carried out using the parabolic function based shear deformation theory. Parabolic variation of transverse shear stress across the thickness of beam and transverse shear stress-free conditions at top and bottom surfaces of the beam are considered, and the proposed formulation incorporates a transverse displacement field. The present theory works only with four unknowns and is computationally efficient. Hamilton's principle has been employed for deriving the governing equations. Analytical solutions are obtained for both the bending and free vibration problems in the present work considering different variations of GPLs and fibers distribution, namely, FG-X, FG-U, FG-Λ, and FG-O for beams having simply-supported boundary condition. First, the matrix is assumed to be strengthened using GPLs, and then the fibers are embedded. Multiscale modeling for material properties of functionally graded graphene platelet/fiber hybrid composites (FG-GPL/FHRC) is performed using Halpin-Tsai micromechanical model. The study reveals that the distributions of GPLs and fibers have significant impacts on the stresses, deflections, and natural frequencies of the beam. The number of layers and shape factors widely affect the behavior of FG-GPL-FHRC beams. The multilayered FG-GPL-FHRC beams turn out to be a good approximation to the FG beams without exhibiting the stress-channeling effects.

• Advances in nano research
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• 제15권6호
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• pp.567-577
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• 2023

The killing of bacteria by mechanical forces on nanopatterned surfaces has been defined as a mechano-bactericidal effect. Inspired by nature, this method is a new-generation technology that does not cause toxic effects and antibiotic resistance. This study aimed to simulate the mechano-bactericidal effect of nanopatterned surfaces' geometric parameters and material properties against three implant-derived bacterial species. Here, in silico models were developed to explain the interactions between the bacterial cell and the nanopatterned surface. Numerical solutions were performed based on the finite element method. Elastic and creep deformation models of bacterial cells were created. Maximum deformation, maximum stress, maximum strain, as well as mortality of the cells were calculated. The results showed that increasing the peak sharpness and decreasing the width of the nanopatterns increased the maximum deformation, stress, and strain in the walls of the three bacterial cells. The increase in spacing between nanopatterns increased the maximum deformation, stress, and strain in E. coli and P. aeruginosa cell walls it decreased in S. aureus. The decrease in width with the increase in sharpness and spacing increased the mortality of E. coli and P. aeruginosa cells, the same values did not cause mortality in S. aureus cells. In addition, it was determined that using different materials for nanopatterns did not cause a significant change in stress, strain, and deformation. This study will accelerate and promote the production of more efficient mechano-bactericidal implant surfaces by modeling the geometric structures and material properties of nanopatterned surfaces together.