• Steel and Composite Structures
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• 제35권4호
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• pp.463-474
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• 2020

In this paper, the influence of adding multi-walled carbon nanotube (MWCNT) on the pull behavior of steel and GFRP bars in ultra-high-performance concrete (UHPC) was examined experimentally and numerically. For numerical analysis, 3D nonlinear finite element modeling (FEM) with the help of ABAQUS software was used. Mechanical properties of the specimens, including Young's modulus, tensile strength and compressive strength, were extracted from the experimental results of the tests performed on standard cube specimens and for different values of weight percent of MWCNTs. In order to consider more realistic assumptions, the bond between concrete and bar was simulated using adhesive surfaces and Cohesive Zone Model (CZM), whose parameters were obtained by calibrating the results of the finite element model with the experimental results of pullout tests. The accuracy of the results of the finite element model was proved with conducting the pullout experimental test which showed high accuracy of the proposed model. Then, the effect of different parameters such as the material of bar, the diameter of the bar, as well as the weight percent of MWCNT on the bond behavior of bar and UHPC were studied. The results suggest that modifying UHPC with MWCNT improves bond strength between concrete and bar. In MWCNT per 0.01 and 0.3 wt% of MWCNT, the maximum pullout strength of steel bar with a diameter of 16 mm increased by 52.5% and 58.7% compared to the control specimen (UHPC without nanoparticle). Also, this increase in GFRP bars with a diameter of 16 mm was 34.3% and 45%.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제44권6호
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• pp.1-8
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• 2007

본 논문에서는 영상의 공간 정합과 서로 다른 노출의 보정을 동시에 최적화하기 위한 연구를 수행하였다. 노출 보정은 영상의 밝기 보정이라는 틀 안에서 두 영상의 관계식을 다항식 근사를 통하여 이루는데, 이를 가우스-뉴톤 방식의 비선형 최적화 기법을 이용하여 공간 정합과 동시에 수행을 한다. 본 논문에서는 보다 신뢰성 있고 단순한 동시 최적화를 위하여 블록 좌표(block-coordinate) 방법과의 결합을 제안하며 심도 있는 모의실험을 통하여 성능을 비교하였다. 나아가서 블록 좌표 방법의 단순성과 융통성을 이용하여 밝기 보정에 회기 분석 기법을 도입하여 여러 종류의 영상에 대하여 안정성에서도 우수한 성능을 보이는 최적화를 수행하였다. 기존의 가우스-뉴톤 최적화에 블록 좌표 방법을 결합하여 일반 가우스-뉴톤 최적화에 비하여 계산을 단순화시키면서 보다 빠르게 수렴하는 특성을 보이며 대등한 성능의 칙적화를 수행할 수 있었다. 실험 결과를 보면 특정 영상에서 10회 반복정도로 원하는 수렴 결과를 얻었는데 이는 알고리듬 수행을 위한 계산을 50%정도 감소시킨 것이다 또한 에러도 1.5dB이상 감소시켰다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.470-481
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• 2003

플랫 플레이트 구조의 외부접합부는 편심전단에 대해 비대칭형의 위험단면을 가지고 있으며, 위험단면의 길이가 내부접합부 보다 작고 중력하중과 횡하중 모두에 의해 편심전단응력이 발생하게 되므로 뚫림전단파괴에 대해 대단히 취약하다. 외부접합부의 거동은 대단히 복잡하며 또한 구조해석에서 사용하고 있는 강도모델이 부적합하기 때문에, 현 설계기준은 실험결과를 정확히 설명하고 있지 못하다. 본 연구에서는 이러한 현 설계기준의 미비점을 보완하기 위하여 슬래브-기둥 외부접합부에 대해 비선형유한요소해석을 수행하였다. 외부접합부에서는 횡하중의 재하방향에 따라 거동 및 최대강도가 상이하며, 해석결과에 근거하여 하중재하방향 별로 외부접합부에 대한 강도모델을 제안하였다. 제안된 강도모델은 실험결과와의 비교를 통해 검증되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.345-351
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• 2003

자동차 산업에서 안전에 대한 법적인 요구 및 시장 수요의 증가에 따라 강도와 경량화라는 안전과 환경에 대한 상반된 목적을 만족시켜야 하기 때문에 일체형 시트의 설계는 점점 더 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 미국시험규정 FMVSS210에 따라 외연적 유한 요소해석 프로그램인 LS-Dyna를 사용하여 시트 충돌해석을 수행하였다 하지만 충돌해석은 많은 해석시간을 요구하기 때문에 효율적이고 신뢰성 있는 최적설계기법이 요구된다. 따라서 통계적 기법인 실험계획법과 반응표면모델을 적용하여 많은 해석시간을 요구하는 LS-Dyna해석을 가능한 줄이고 비선형 최적설계 알고리즘을 적용하여 강도와 경량화를 동시에 최적화하고자 한다. 본 연구에서는 실험계획법을 사용하여 최대 변위 및 총중량에 대한 설계영역을 탐색하고 반응표면모델을 구성하여 최적설계를 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.533-539
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• 2009

본 연구에서는 먼저 완전 신전상태의 병변이 없는 26세 남자의 자기공명영상이미지를 기반으로 대퇴골, 경골, 관절연골, 반월상 연골의 정밀한 3차원 재구축을 실시하였다. 재구축된 무릎모델에 인대와 건을 생리학적으로 적합한 위치에 부착시켜 3차원 유한요소모델을 완성시켰다. 뼈, 관절연골, 반월상 연골은 균질성, 등방성 선형탄성거동을 보이는 것으로 고려하였으며, 인대와 건은 트러스 요소와 선형, 비선형 스프링 요소를 사용하여 모델링하였다. 제작된 무릎관절의 유한요소모델을 ABAQUS를 사용하여 비선형 접촉해석을 수행하였다. 수치해석결과로서 조직의 손상과 환자의 통증을 추정하기 위한 중요매개변수로 간주될 수 있는 관절연골과 반월상연골의 접촉압력과 von Mises 응력분포를 계산하였으며, 관절연골과 반월상 연골의 접촉압력과 von Mises 응력분포를 분석하여 무릎관절에 대한 파손평가를 실시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.83-97
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• 2002

본 연구에서는 암석의 최대강도 이전의 각 손상단계에서 탄성정수의 변화로 나타나는 손상특성과 최대강도 후거동을 고려할 수 있는 손상모델을 실험적으로 개발하였다. 일축 및 삼축압축실험 결과를 토대로 암석의 손상기준을 결정하였고, 각 손상단계에서 탄성정수의 변화를 구속압의 함수로 최적화시켰다. 또한 최대강도 후 Hoek-Brown상수 mr과 sr을 이용하여 최대강도 후 거동을 모사하였다. 개발된 실험 손상모델을FLAC$^{2D}$의 FISH 함수로 구현하여 수치해석을 실시하였다. Hoek-Brown 최대강도 후 상수들이 해석결과에 미치는 영향을 분석한 결과, 일축압축강도는 mr과 sr 모두에 의해 영향을 받으나 5,에 의해 더 크게 좌우되는 것으로 나타났다. 반면 m,은 최대강도 후의 응력-변형률 곡선의 기울기에 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 분석으로부터 얻어진 최적 손상모델을 수치해석에 적용한 결과 실험실 시험으로부터 얻어진 최대 강도와 암석의 손상에 따른 강성 변화를 잘 예측하였다.다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.99-104
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• 2003

This study investigated the yearly variation of pollutant loads outflowing from six watershed of Yeong-il Bay and compared the relationship of pollutant load and water quality, and estimated the Inner productivity of Yeong-Il Bay by using ${\Delta}COD$ method which analysis nonlinear process of water quality. As the estimated results for the pollutant loads of Yeong-Il Bay, total COD load outflowing from Hyeong-san river in flood season(summer) of 2001 year was 2275.0 kg/hr and in dry(low water) season(winter) 852.8 kg/hr, respectively. Load quantity in flood season was about 2.67 times than that in dry season. And as the calculated results of the net-flux of water for seven divisions, it showed that the net-flux of water increased for the divisions of the north coast and inner sea of Yeong-Il Bay but decreased for the south coast. On the contrary, for the cases which water quantity increase from land, the net-flux of water in estuary front of Hyeong-san river decreased but outflowing quantity of that though division of the south coast of Homi-got increased. Finally, this study compared the Inner productions for flood and dry season of Yeong-il Bay by using ${\Delta}COD$ method.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권2호
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• pp.533-544
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• 2016

This paper provides a reference to determine the seal performance of metallic O-rings for a reactor pressure vessel (RPV). A nonlinear elastic-plastic model of an O-ring was constructed by the finite element method to analyze its intrinsic properties. It is also validated by experiments on scaled samples. The effects of the compression ratio, the geometrical parameters of the O-ring, and the structure parameters of the groove on the flange are discussed in detail. The results showed that the numerical analysis of the O-ring agrees well with the experimental data, the compression ratio has an important role in the distribution and magnitude of contact stress, and a suitable gap between the sidewall and groove can improve the sealing capability of the O-ring. After the optimization of the sealing structure, some key parameters of the O-ring (i.e., compression ratio, cross-section diameter, wall thickness, sidewall gap) have been recommended for application in megakilowatt class nuclear power plants. Furthermore, air tightness and thermal cycling tests were performed to verify the rationality of the finite element method and to reliably evaluate the sealing performance of a RPV.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권1호
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• pp.67-79
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• 2019

Composite columns made of high strength materials have been used in high-rise construction owing to its excellent structural performance resulting in smaller cross-sectional sizes. However, due to the limited understanding of its structural response, current design codes do not allow the use of high strength materials beyond a certain strength limit. This paper reports additional test data, analytical and numerical studies leading to a new design method to predict the ultimate resistance of composite columns made of high strength steel and high strength concrete. Based on previous study on high strength concrete filled steel tubular members and ongoing work on high strength concrete encased steel columns, this paper provides new findings and presents the feasibility of using high strength steel and high strength concrete for general double symmetric composite columns. A nonlinear finite element model has been developed to capture the composite beam-column behavior. The Eurocode 4 approach of designing composite columns is examined by comparing the test data with results obtained from code's predictions and finite element analysis, from which the validities of the concrete confinement effect and plastic design method are discussed. Eurocode 4 method is found to overestimate the resistance of concrete encased composite columns when ultra-high strength steel is used. Finally, a strain compatibility method is proposed as a modification of existing Eurocode 4 method to give reasonable prediction of the ultimate strength of concrete encased beam-columns with steel strength up to 900 MPa and concrete strength up to 100 MPa.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권1호
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• pp.21-31
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• 2017

To control the stochastic vibration of a vibration-sensitive instrument supported on a beam, the beam is designed as a sandwich structure with magneto-rheological visco-elastomer (MRVE) core. The MRVE has dynamic properties such as stiffness and damping adjustable by applied magnetic fields. To achieve better vibration control effectiveness, the optimal bounded parametric control for the MRVE sandwich beam with supported mass under stochastic and deterministic support motion excitations is proposed, and the stochastic and shock vibration suppression capability of the optimally controlled beam with multi-mode coupling is studied. The dynamic behavior of MRVE core is described by the visco-elastic Kelvin-Voigt model with a controllable parameter dependent on applied magnetic fields, and the parameter is considered as an active bounded control. The partial differential equations for horizontal and vertical coupling motions of the sandwich beam are obtained and converted into the multi-mode coupling vibration equations with the bounded nonlinear parametric control according to the Galerkin method. The vibration equations and corresponding performance index construct the optimal bounded parametric control problem. Then the dynamical programming equation for the control problem is derived based on the dynamical programming principle. The optimal bounded parametric control law is obtained by solving the programming equation with the bounded control constraint. The controlled vibration responses of the MRVE sandwich beam under stochastic and shock excitations are obtained by substituting the optimal bounded control into the vibration equations and solving them. The further remarkable vibration suppression capability of the optimal bounded control compared with the passive control and the influence of the control parameters on the stochastic vibration suppression effectiveness are illustrated with numerical results. The proposed optimal bounded parametric control strategy is applicable to smart visco-elastic composite structures under deterministic and stochastic excitations for improving vibration control effectiveness.