• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.46-54
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• 2014

암반 구조물의 안정성에 결정적인 영향을 미치는 절리의 특성을 파악하기 위해서는 일반적으로 직접전단시험을 통한 연구가 수행되고 있으나, 본 연구에서는 3차원 개별요소법에 근거한 3DEC을 사용하여 직접전단시험을 수치해석적으로 수행하였다. 톱니각과 강도가 상이한 인공 절리시험편에 대해 수직하중을 4단계로 변화시켜가며 일정수직하중 조건에서 실험실 직접전단시험으로 최대전단강도를 측정하였다. 그리고 실내시험을 통해 얻은 시험편의 역학적 물성으로 수치해석 모델링을 수행하였고, 획득한 전단강도를 실험실 직접전단시험으로 수행한 전단강도와 비교 분석하였다. 그 결과 개별요소법에 의한 수치해석은 암반의 전단거동을 잘 모사할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.471-479
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• 2002

본 논문에서는 고강도콘크리트충전 각형강관장주에 대한 실험결과와 탄소성해석결과를 비교분석했다. 실험체는 모두 고강도콘크리트 충전 각형강관장주로 18개를 제작하였으며, 편심비에 따라 중심 및 편심가력하였다. 본 연구의 주요 파라메타는 단면폭에 대한 유효좌굴 길이의 비($L_K$/D)= 4, 8, 12, 24, 30와 가력편심비(e)=0, k, 3k이다. 본 논문에서 고강도콘크리트 충전 각형강관장주의 내력에 관한 해석 및 실험을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. $L_K$/D=12 이하의 고강도콘크리트충전 각형강관단주는 콘크리트 감소계수 $c{\gamma}u=0.85$를 고려한 전소성내역에 도달했으나, $L_K$/D=18 이상의 장주실험체는 콘크리트 감소계수를 고려한 전소성내력에 도달하지 않았다. 실험에 의한 고강도콘크리트충전 각형강관장주의 탄소성거동은 제안된 해석치의 종국내력$N_{ASSUMED}$과 비교적 양호한 접근을 보여주었다. 콘크리트 압축강도의 감소계수 $c{\gamma}u=0.85$를 고려하지 않은 CFT설계기준과 고강도 콘크리트를 충전한 각형강관기둥의 실험결과치는 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.75-83
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• 2017

In severe accident conditions of light water reactors, the loss of coolant may cause problems in integrity of zirconium fuel cladding. Under the condition of the loss of coolant, the zirconium fuel cladding can be exposed to high temperature steam and reacted with them by producing of hydrogen, which is caused by the failure in oxidation resistance of zirconium cladding materials during the loss of coolant accident scenarios. In order to avoid these problems, we develop a multi-metallic layered composite (MMLC) fuel cladding which compromises between the neutronic advantages of zirconium-based alloys and the accident-tolerance of non-zirconium-based metallic materials. Cold pilgering process is a common tube manufacturing process, which is complex material forming operation in highly non-steady state, where the materials undergo a long series of deformation resulting in both diameter and thickness reduction. During the cold pilgering process, MMLC claddings need to reduce the outside diameter and wall thickness. However, multi-layers of the tube are expected to occur different deformation processes because each layer has different mechanical properties. To improve the utilization of the pilgering process, 3-dimensional computational analyses have been made using a finite element modeling technique. We also analyze the dimensional change, strain and stress distribution at MMLC tube by considering the behavior of rolls such as stroke rate and feed rate.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권4호
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• pp.17-24
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• 2015

The formation of heat islands causes high energy demand for space cooling and peak cooling loads in conditioned buildings. High-temperature fluctuations on a building roof may cause mechanical stress and increase surface deterioration. Thermal energy storage (TES) systems using microencapsulated phase-change materials (MPCMs) have been recognized as one of the most advanced energy technologies for enhancing the energy efficiency and sustainability of buildings. In this study, we prepared MPCM/paint composites for mitigating the heat island effect and reducing peak temperature. In addition, we carried out thermal and physical analysis of prepared MPCM composite samples by means of SEM, FTIR spectroscopy, DSC, and TGA. Further, we evaluated the dynamic heat transfer performance of heat-storage tiles painted with 10 g of heat-storage paint. From the obtained results, we deduced that MPCM/hydrophilic paint composites are more applicable to various fields, including the building sector, than MPCM/hydrophobic paint composites. On the basis of SEM and FTIR spectroscopy results, we concluded that materials with hydrophilic properties are more compatible with MPCMs than those with hydrophobic properties. In addition, DSC analysis results revealed that MPCM/hydrophilic paint composites have better compatibility, higher latent heat capacity, and better thermal properties than other composites. TGA results showed that hydrophilic-paint-based composites have higher thermal durability than hydrophobic-paint-based composites. Finally, a lot of MPCM-loaded heat-storage tiles showed lower peak temperatures at all measurement positions.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.231-234
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• 2010

고온의 연소가스에 노출되는 디퓨저 냉각에 필요한 열량을 계산하였다. 디퓨저 내부는 공기와 혼합된 연소가스가 흐르고 디퓨저 벽체는 채널로 구성된 공간에 물이 흐르도록 되어 있다. 디퓨저 구조물과 유체 간에 또는 유체 자체적인 열전달과 구조물 내부의 열전달 현상은 복합적인 형태로 나타나는데 고온에서 작동하는 점을 고려하여 복사, 대류, 전도 모두를 적용 하였다. 열전달량 계산은 경험식에 근거한 1차원 해석과 CFD 해석의 2가지 방법으로 수행하였다. 1차원 해석은 경험식을 통해 얻어진 결과를 적용하여 열전달량을 산출하였고, CFD 해석은 DO 복사 열전달 모델을 적용하여 계산하였으며, 계산의 타당성을 검정하기 위하여 두 방법을 비교하였다. 총 열전달량의 차이는 1% 미만으로 거의 같았으나, 1차원 계산은 열전달 모델의 단순화로 디퓨저 입구에서의 순환영역을 구현하지 못하여 전체적인 열전달량 분포에서는 차이를 보였다. 디퓨저의 안정성을 확보하기 위한 냉각수 용량은 2가지 계산 결과를 조합하여 각 구간별로 최대 열전달량을 근거로 도출하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.627-637
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• 2009

복합재료는 재료적, 역학적으로 뛰어난 특성을 가진 재료로서 엔지니어링분야의 많은 부분에 적용되고 있다. 특히 무게 대비 강성비가 높은 특성을 가지고 있으며 다양한 형상에 대한 성형성도 뛰어나다. 그러나 재료의 특성상 두 가지 재료를 조합하여 제작하는 복잡한 과정은 재료상수에 높은 임의성을 야기할 가능성이 있다. 본 연구에서는 재료상수 중 포아송비의 공간적 임의성을 고려한 추계론적 유한요소해석 정식화를 제시한다. 직교이방성 복합적층구조의 두 재료축에 대한 상호관계를 적용하여 두 재료축방향의 포아송비를 하나의 대표값으로 나타내었고, 이를 합력-변형률관계에 적용하였다. 이를 통하여 합력-변형률관계를 포아송비의 변동항의 수학적 표현인 추계장함수의 차수에 따라 분해된 형태로 유도하였고, 이를 정식화에 적용하여 응답분산계수를 제시하였다. 제시한 응답분산계수는 몬테카를로 해석의 결과와 비교하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제27권6호
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• pp.68-73
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• 2009

Recently, as titanium and titanium alloys are being increasingly used in wide areas, there are on-going researches to obtain high quality weld zone. In particular, growing interest is being drawn to laser welding, which involves low heat input and large aspect ratio in various welding processes and can facilitate shield in atmospheric condition compared with electron beam welding. The first report covered the analysis of embrittlement by the bead color of weld zone through quantitative analysis of oxygen and nitrogen and measurement of hardness as basic experiment to apply laser welding to titanium. Results indicated that the element that affect embrittlement the most was nitrogen, and as embrittlement and oxygenation go on, bead color changed to silver, gold, brown, blue and gray. This study performed butt welding of pure titanium and STS304 by using 1kW CW Nd:YAG laser, and to find out basic physical properties, evaluated welding performance by laser output, welding speed, root gap and misalignment etc, and examined mechanical properties through tensile stress and Erichsen test. The reason particles of pure titanium welded metal and HAZ are greater than STS304 is because they are pure metal and do not include many impure elements that work as nuclei in case of resolidification, thus becoming coarse columnar crystals eventually. In addition, the reason STS304 requires more energy during welding than pure titanium is because the particle size of base metal is smaller.

• Computers and Concrete
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• 제25권2호
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• pp.95-109
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• 2020

This paper aims to analytically study the effect of loading conditions and confinement type on the mechanical properties of the concrete-steel composite columns under axial compressive loading. The axial loading is applied to the composite columns in the two ways; only on the concrete core, and on the concrete core and steel tube simultaneously, which are called steel tube-confined concrete (STCC) and concrete-filled steel tube (CFST) columns, respectively. In addition, the confinement is investigated in the three types of passive, short-term active and long-term active confinement. Nonlinear finite element 3D models for analyzing these columns are developed using the ABAQUS program, and then these models are verified with respect to the recent experimental results reported by the authors on the STCC and CFST columns experiencing active and passive confinements. Axial and lateral stress-strain curves as well as the failure mode for qualitative verification, and compressive strength for quantitative verification are considered. It is found that there is a good consistency between the finite element analysis results and the experimental ones. In addition, a parametric study is performed to evaluate the effect of axial loading type, prestressing ratio, concrete compressive strength and steel tube diameter-to-wall thickness ratio on the compressive behavior of the composite columns. Finally, the compressive strength results of CFST specimens obtained via the finite element analysis are compared with the values specified by the international codes and standards including EC4, CSA, ACI-318, and AISC, with the results showing that ACI-318 and AISC underestimate the compressive strength of the composite columns, while EC4 and CSA codes present overestimated values.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권8호
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• pp.67-73
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• 2019

An ultra-high pressure treatment device is a device used for increasing the shelf life of food by sterilizing it by applying hydrostatic pressure to solid or liquid food. The ultrahigh pressure treatment system developed in this study is a pressure vessel with a processing capacity of 100 L and a maximum pressure of 700 MPa. Pressure vessels for ultrahigh-pressure processing equipment are manufactured using wire-winding techniques. The design formula for making ultra-high pressure vessels with wire windings is given in ASME Section VIII - Division 3. In this study, the ratio of the cylinder to the winding area that can be applied in a wire-winding application was analyzed using a finite element analysis. Furthermore, the relationship between the variation of the residual stress in the vessel and the ratio of the winding area due to the variation of the winding tension was analyzed, and a design guide applicable to the actual product design was developed. Finally, the design equation was modified by presenting the coefficients to correct the difference between the finite element analysis and the design equation.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.499-505
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• 2007

본 연구의 주목적은 고속선 콘크리트 슬래브 궤도시스템에서 레일패드의 피로효과에 따른 영향을 분석하는 데에 있다. 이에 3차원 해석모델 및 실내시험을 통해 도출된 레일패드의 피로효과(경화, 스프링계수 증가)가 고속선 궤도의 역학적 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서는 콘크리트 슬래브 궤도의 적정 탄성력 확보여부를 의미하는 레일패드의 적정스프링계수 산정에 관한 연구의 일환으로 고속철도 콘크리트 슬래브 궤도에 적용된 레일체결시스템에 대한 실내시험을 통한 레일패드의 정적스프링계수를 산정하고 체결시스템에 대한 피로시험을 통해 도출된 피로효과가 고려된 레일패드의 스프링계수 변화를 해석모델에 적용함으로써 향후 고속선 콘크리트 슬래브 궤도운영에서의 열차 주행안정성 확보 및 합리적인 궤도유지관리를 위한 기초데이터를 확보하고자 한다.