• Interaction and multiscale mechanics
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• 제3권3호
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• pp.213-234
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• 2010

A multiscale method is presented for analysis of thin slab structures in which the microstructures can not be reduced to two-dimensional plane stress models and thus three dimensional treatment of microstructures is necessary. This method is based on the classical asymptotic expansion multiscale approach but with consideration of the special geometric characteristics of the slab structures. This is achieved via a special form of multiscale asymptotic expansion of displacement field. The expanded three dimensional displacement field only exhibits in-plane periodicity and the thickness dimension is in the global scale. Consequently by employing the multiscale asymptotic expansion approach the global macroscopic structural problem and the local microscopic unit cell problem are rationally set up. It is noted that the unit cell is subjected to the in-plane periodic boundary conditions as well as the traction free conditions on the out of plane surfaces of the unit cell. The variational formulation and finite element implementation of the unit cell problem are discussed in details. Thereafter the in-plane material response is systematically characterized via homogenization analysis of the proposed special unit cell problem for different microstructures and the reasoning of the present method is justified. Moreover the present multiscale analysis procedure is illustrated through a plane stress beam example.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.399-406
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• 2016

대형 풍력터빈은 지상 전단 흐름 내에서 회전하면서 주기적인 유입속도의 변동 조건 하에 운용된다. 수직 전단흐름에 의해서 경계층 내의 유입 속도는 최고점에서 속도가 최대가 되고 최저점에서 속도가 최소가 된다. 이러한 공간적인 풍속 분포는 풍력터빈 로터의 허브와 저속회전축에서 6분력 하중에 대한 주기적인 진동을 야기한다. 본 연구에서는 수직 전단 흐름 효과를 무시한 균일 흐름장과 지상 전단 흐름효과를 고려한 두 가지 경우에 대한 공력 하중을 비교분석하였다. 계산 결과로부터 허브에서의 추력과 굽힘모멘트, LSS의 굽힘모멘트가 크게 변동하는 결과를 보여주었다. 따라서 지상 전단흐름 효과를 반영한 공력 해석이 피로 해석을 위해서 반드시 필요함을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권12호
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• pp.1903-1907
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• 2010

명태의 건조경향은 초기의 평형상태가 뚜렷하지 않은 과정을 제외하면, 일반적인 식품건조형태를 따르는 것으로 보인다. 따라서 시간이 지날수록 건조속도는 어육과 외기의 수분농도차이가 줄어듦에 따른 결과뿐만 아니라, 표면 건조에 의한 고화현상에 의해 수분이동이 억제됨에 따라 느려지게 된다. 명태의 부위별 건조속도는 잘 알려진 바와 같이 머리 부분이 몸통부분보다 빨랐다. 건조가 진행될수록 어육표면과 중심부의 수분함량과 그에 따른 수분활성도의 차이는 증가함으로써 어육내부의 수분이동이 잘 일어나지 않아 전체적인 건조속도의 저하를 나타내었다. 주어진 외기의 건조조건(온도, 습도, 풍속)에서 초기의 높은 건조속도에 의한 어육 표면응고로 인해 건조개시 수 시간 이내에 어피(피부)와 어피 바로밑부분의 어육과 어체 내부 어육의 수분함량 차이가 급격히 일어나는 것을 알 수 있었다. 황태 제조과정의 전단계인 건조과정에서 건조가 시작된 뒤 주기적으로 수분활성도의 차이가 급격히 일어나는 시간(지점)은 황태 특유의 조직감을 형성하기 위해 건조과정에서 조직의 고화를 방지함으로써 일정한 건조속도를 유지하기 위해 주기적으로 수분을 공급해 주어야 하는 시점임을 제시해 준다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권9호
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• pp.1514-1524
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• 2006

This work presents the three-dimensional analysis of flow and heat transfer performed for a wire-wrapped fuel assembly of liquid metal reactor using Reynolds-averaged Wavier-Stokes analysis in conjunction with 557 model as a turbulence closure. The whole fuel assembly has been analyzed for one period of the wire-spacer using periodic boundary conditions at inlet and outlet of the calculation domain. Three different assemblies, two 7-pin wire-spacer fuel assemblies and one bare rod bundle, apart from the pressure drop calculations for a 19-pin case, have been analyzed. Individual as well as a comparative analysis of the flow field and heat transfer have been discussed. Also, discussed is the position of hot spots observed in the wire-spacer fuel assembly. The flow field in the subchannels of a bare rod bundle and a wire-spacer fuel assembly is found to be different. A directional temperature gradient is found to exist in the subchannels of a wire-spacer fuel assembly Local Nusselt number in the subchannels of wire-spacer fuel assemblies is found to vary according to the wire-wrap position while in case of bare rod bundle, it's found to be constant.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.455-467
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• 2001

본 논문에서는 일축인장하중을 받고 있는 8-매 주자직 복합재료의 적층 위상변화가 등가물성치 및 응력분포에 미치는 영향을 연구하였다. 등가물성치 및 응력은 임의의 배열을 갖는 적층 구조물에 대한 단위구조 해석을 통해 계산하였으며, 마크로요소를 사용하여 효율적인 계산을 수행하였다. 계산 결과, 섬유다발 미세구조의 변화는 응력분포에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 섬유다발 및 수지에서의 응력은 섬유다발의 이동에 따라 서로 다른 분포를 보였고, 수지영역에서의 최대응력은 매우 넓은 범위에 걸쳐 분포하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권5호
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• pp.1085-1103
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• 2016

The present paper is aimed to evaluate and compare the effective elastic properties of CNT- and graphene-based nanocomposites using 3-D nanoscale representative volume element (RVE) based on continuum mechanics using finite element method (FEM). Different periodic displacement boundary conditions are applied to the FEM model of the RVE to evaluate various elastic constants. The effects of the matrix material, the volume fraction and the length of reinforcements on the elastic properties are also studied. Results predicted are validated with the analytical and/or semiempirical results and the available results in the literature. Although all elastic stiffness properties of CNT- and graphene-based nanocomposites are found to be improved compared to the matrix material, but out-of-plane and in-plane stiffness properties are better improved in CNT- and graphene-based nanocomposites, respectively. It is also concluded that long nanofillers (graphene as well as CNT) are more effective in increasing the normal elastic moduli of the resulting nanocomposites as compared to the short length, but the values of shear moduli, except $G_{23}$ of CNT nanocomposite, of nanocomposites are slightly improved in the case of short length nanofillers (i.e., CNT and graphene).

• 대한기계학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.286-294
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• 1988

본 논문에서는 Bogdanoff가 제시한 열응력 관계식을 이용하여 균일 열유동을 받는 무한체내에 존재하는 균열에 대해서 균열표면에 자유트랙션조건과 열경계 조건을 부여하여 TSIF를 구하고자 한다. 다루고자 하는 커스프 균열의 형태는 하이포사이클로이드형(hypocycloid type), 대칭익형(symmetric airfoil type), 그리고 대칭입술형(symmetric lip type)이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권7호
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• pp.1255-1265
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• 1992

본 연구에서는 단열 및 온도가 영으로 고정된 경계조건을 갖는 대칭 입술형과 대칭 익형 강체함유 물상의 접합경계면 균열에 대한 Hilbert 문제로부터 복소 포텐셜 함수와 커스프 균열선단 그리고 접합경계면 균열선단에서 TSIF를 구하고자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권1호
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• pp.181-188
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• 2004

Structural analysis for materials containing regularly spaced in-homogeneities is usually executed by using averaged material properties. For the homogenization process, a unit cell is defined and loaded somehow, and its response is investigated to evaluate the properties. The imposed loading conditions should accord to the behavior of unit cell immersed in the macroscopic structure in order to guarantee the accuracy of the effective properties. Each unit cell shows periodic variation of strain if the material is loaded uniformly, and in this study, direct implementation of this characteristic behavior is attempted on FE models of unit cell. Conventional finite element analysis tool can be used without any modification, and the boundary of unit cell is constrained in a way that the periodicity is satisfied. The proposed method is applicable to skew arrayed in-homogeneity problems. The flexibility matrix relating tonsorial stress and strain components in skewed rectilinear coordinate system is transformed so that the required engineering constants can be evaluated. Effective properties are computed for the materials with square and skew arrayed circular holes, and its accuracy is examined.

• 설비공학논문집
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• 제22권3호
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• pp.149-155
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• 2010

In the present study, the characteristics on the internal flow and heat transfer of the dimple-type plate heat exchanger were numerically investigated. For the numerical analysis, the conjugate heat transfer analysis between hot fluid-separating plate-cold fluid was performed using the periodic boundary condition at the center area of the plate and appropriate inlet and outlet conditions for the two streams. The numerical results were validated by the comparison with the experimental data. From these results, the correlations of the Colburn j-factor for the heat transfer and the Fanning f-factor for the flow friction were obtained. The present results could be applicable for the optimal design of dimple-type plate heat exchanger.