• Steel and Composite Structures
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• 제43권1호
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• pp.79-90
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• 2022

In this study, the dynamic behavior of functionally graded layered deep beams with viscoelastic core is investigated including the porosity effect. The material properties of functionally graded layers are assumed to vary continuously through thickness direction according to the power-law function. To investigate porosity effect in functionally graded layers, three different distribution models are considered. The viscoelastically cored deep beam is exposed to harmonic sinusoidal load. The composite beam is modeled based on plane stress assumption. The dynamic equations of motion of the composite beam are derived based on the Hamilton principle. Within the framework of the finite element method (FEM), 2D twelve -node plane element is exploited to discretize the space domain. The discretized finite element model is solved using the Newmark average acceleration technique. The validity of the developed procedure is demonstrated by comparing the obtained results and good agreement is detected. Parametric studies are conducted to demonstrate the applicability of the developed methodology to study and analyze the dynamic response of viscoelastically cored porous functionally graded deep beams. Effects of viscoelastic parameter, porosity parameter, graduation index on the dynamic behavior of porous functionally graded deep beams with viscoelastic core are investigated and discussed. Material damping and porosity have a significant effect on the forced vibration response under harmonic excitation force. Increasing the material viscosity parameters results in decreasing the vibrational amplitudes and increasing the vibration time period due to increasing damping effect. Obtained results are supportive for the design and manufacturing of such type of composite beam structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권2호
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• pp.167-180
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• 2023

This work applies a four-known quasi-3D shear deformation theory to investigate the bending behavior of a functionally graded plate resting on a viscoelastic foundation and subjected to hygro-thermo-mechanical loading. The theory utilizes a hyperbolic shape function to predict the transverse shear stress, and the transverse stretching effect of the plate is considered. The principle of virtual displacement is applied to obtain the governing differential equations, and the Navier method, which comprises an exponential term, is used to obtain the solution. Novel to the current study, the impact of the viscoelastic foundation model, which includes a time-dependent viscosity parameter in addition to Winkler's and Pasternak parameters, is carefully investigated. Numerical examples are presented to validate the theory. A parametric study is conducted to study the effect of the damping coefficient, the linear and nonlinear loadings, the power-law index, and the plate width-tothickness ratio on the plate bending response. The results show that the presence of the viscoelastic foundation causes an 18% decrease in the plate deflection and about a 10% increase in transverse shear stresses under both linear and nonlinear loading conditions. Additionally, nonlinear loading causes a one-and-a-half times increase in horizontal stresses and a nearly two-times increase in normal transverse stresses compared to linear loading. Based on the article's findings, it can be concluded that the viscosity effect plays a significant role in the bending response of plates in hygrothermal environments. Hence it shall be considered in the design.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권1호
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• pp.99-112
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• 2022

The present study examines the natural frequencies (NFs) of perfect/imperfect functionally graded sandwich beams (P/IP-FGSBs), which are composed of a porous core constructed of functionally graded materials (FGMs) and a homogenous isotropic metal and ceramic face sheets resting on elastic foundations. To accomplish this, the material properties of the FGSBs are assumed to vary continuously along the thickness direction as a function of the volume fraction of constituents expressed by the modified rule of the mixture, which includes porosity volume fraction represented using four distinct types of porosity distribution models. Additionally, to characterize the reaction of the two-parameter elastic foundation to the Perfect/Imperfect (P/IP) FGSBs, the medium is assumed to be linear, homogeneous, and isotropic, and it is described using the Winkler-Pasternak model. Furthermore, the kinematic relationship of the P/IP-FGSBs resting on the Winkler-Pasternak elastic foundations (WPEFs) is described using trigonometric shear deformation theory (TrSDT), and the equations of motion are constructed using Hamilton's principle. A closed-form solution is developed for the free vibration analysis of P/IP-FGSBs resting on the WPEFs under four distinct boundary conditions (BCs). To validate the new formulation, extensive comparisons with existing data are made. A detailed investigation is carried out for the effects of the foundation coefficients, mode numbers (MNs), porosity volume fraction, power-law index, span to depth ratio, porosity distribution patterns (PDPs), skin core skin thickness ratios (SCSTR), and BCs on the values of the NFs of the P/IP-FGSBs.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권4호
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• pp.361-380
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• 2023

A size dependent bending behavior of piezoelectrical flexoelectric layered perforated functionally graded (FG) composite nanobeam rested on an elastic foundation is investigated analytically. The composite beam is composed of regularly cutout FG core and two piezoelectric face sheets. The material characteristics is graded through the core thickness by power law function. Regular squared cutout perforation pattern is considered and closed forms of the equivalent stiffness parameters are derived. The modified nonlocal strain gradient elasticity theory is employed to incorporate the microstructure as well as nonlocality effects into governing equations. The Winkler as well as the Pasternak elastic foundation models are employed to simulate the substrate medium. The Hamiltonian approach is adopted to derive the governing equilibrium equation including piezoelectric and flexoelectric effects. Analytical solution methodology is developed to derive closed forms for the size dependent electromechanical as well as mechanical bending profiles. The model is verified by comparing the obtained results with the available corresponding results in the literature. To demonstrate the applicability of the developed procedure, parametric studies are performed to explore influences of gradation index, elastic medium parameters, flexoelectric and piezoelectric parameters, geometrical and peroration parameters, and material parameters on the size dependent bending behavior of piezoelectrically layered PFG nanobeams. Results obtained revealed the significant effects both the flexoelectric and piezoelectric parameters on the bending behavior of the piezoelectric composite nanobeams. These parameters could be controlled to improve the size dependent electromechanical as well as mechanical behaviors. The obtained results and the developed procedure are helpful for design and manufacturing of MEMS and NEMS.

• 한국식품과학회지
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• 제29권1호
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• pp.138-144
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• 1997

토양으로부터 분리한 Metarrhizium anisopliae (Metschn.) Sorok이 생산하는 biopolymer YU-122의 물리, 화학적 특성을 알아보고, 그의 식품 및 생물산업에의 응용 가능성을 검토하여보았다. Biopolymer YU-l22의 flow behavior index (n)는 0.173으로서 pseudoplastic한 non-Newtonian용액 특성을 보였으며, 농도, 온도 및 pH의 변화에 따른 점도의 변화를 검토한 결과 0.3% 이상의 농도에서부터 농도의 증가에 따라 급격한 점도의 증가를 나타냈으며, $60^{\circ}C$, pH 11.0까지 점도의 변화 없이 안정한 성질을 갖는 것으로 나타났다. 또한 기존에 보고된 다른 polymer와는 달리 $NaCl,\;CaCl_2$ 등의 무기염의 첨가에 대하여서도 점도의 변화를 나타내지 않았다. Metarrhizium anisopliae (Metschn.) Sorok이 생산하는 biopolymer YU-122의 산업적 응용성을 검토하기 위하여 유화안정제로서의 성질 및 film 형성능, 해빙시간에 미치는 영향 등을 검토한 결과 옥수수유를 사용한 경우 xanthan gum보다 4배인 120시간동안 유화효과를 나타내었다. 또한 xanthan gum보다 우수한 film 향성능을 나타내었으며, 1% biopolymer YU-122용액에서 해빙시간이 3배까지 연장되어 해빙에 미치는 영향도 매우 우수한 것으로 나타났다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제53권4호
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• pp.375-380
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• 2014

담배가루이, Bemisia tabaci는 바이러스병의 매개로 인해 제주지역 시설재배 토마토에서 가장 중요한 해충으로 인식되고 있다. 황색끈끈이 트랩을 이용한 담배가루이 성충의 실용적인 발생밀도 추정방법을 개발하기 위하여 2011과 2012년 제주 서부지역의 농가재배 토마토 포장에서 포장 상황에 따라 20~30개의 트랩을 설치하여 7~10일 간격으로 조사하였다. 황색끈끈이트랩을 지상 60 cm 높이에 수평방향으로 설치한 것이 작물 상단 10 cm 위에 수직으로 설치한 것보다 더 많은 담배가루이가 유인되었다. 황색끈끈이트랩에 유인된 담배가루이 성충의 분포형태를 Taylor's power law (TPL)과 Iwao's patchiness regression (IPR)을 이용 분석한 결과 두 회귀식의 기울기값이 모두 "1"보다 커 담배가루이 성충이 집중분포를 하고 있었다. TPL의 결정계수($r^2$)값이 IPR보다 더 높아 TPL이 담배가루이 성충의 공간분포 특성을 더 잘 설명하고 있었다. 담배가루이 성충 밀도를 추정하는데 필요한 황색끈끈이트랩의 수를 TPL 상수를 이용하여 추정하였는데 정확도 수준이 높을수록, 평균밀도가 낮을수록 필요한 트랩수는 증가하는 경향이었다. TPL 상수를 이용하여 고정 정확도 수준에서 조사를 중지하더라도 트랩당 평균밀도를 추정이 가능한 누적밀도를 계산하였다. 담배가루이 성충의 방제시기를 트랩 최고 밀도 10마리로 가정했을 때 이 밀도에서 필요한 포장당 트랩수는 고정정확도 0.25수준에서 15개이었다. 담배가루이 성충의 트랩당 평균밀도는 트랩마다 모든 성충수를 계수하는 것보다 2마리 이상 유인된 트랩의 비율을 가지고 추정하는 이항모델 [${\ln}(m)=1.19+0.90{\ln}(-{\ln}(1-p_T))$]을 이용하는 것이 더 효율적이었다. 본 연구결과는 담배가루이 성충에 대한 정확한 방제의사 결정을 통해 담배가루이가 매개하는 바이러스병 확산을 막는데 일조할 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.85-92
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• 2015

탄성지반위에 놓인 S형상 점진기능재료 고차전단변형 판의 동적 불안정성에 대하여 연구하였다. 고차전단변형이론은 점진기능재료 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. Mathieu-Hill 방정식의 형태로 유도된 지배방정식에서 Bolotin 방법을 이용하여 동적 불안정 영역을 결정하였다. 동적 불안정 영역의 경계는 동적 하중과 여기진동수와의 관계로 나타내었다. 고차전단변형이론과 탄성지반 효과가 S형상 점진기능재료 판의 동적 불안정성에 미치는 효과를 제시하였다. Winkler와 Pasternak탄성지반 매개변수의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 정적 하중계수, 거듭제곱 지수 그리고 폭-두께비 등의 동적 불안정 영역에 대한 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제시한 이론적 발전과 수치결과들은 S형상 점진기능재료 구조물의 동적 불안정 해석을 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 천문학회보
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• 제41권2호
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• pp.33.1-33.1
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• 2016

We report detection of short-term flux variability in multi-epoch observations and intraday variability in polarized emission at millimeter-wavelength from S5 0716+714 using Korean VLBI Network (KVN) radio telescopes. Over the whole observation epochs, the source shows significant inter-month variations at K- and Q-band with modulation indices of 19% at K-band and 36% at Q-band. In each epoch, the source shows monotonic flux increase in Epoch 1 and 3, and monotonic flux decrease in Epoch 2 and 4. We found an inverted spectrum with mean spectral indices of -0.57 in Epoch 1 and -0.15 in Epoch. On the contrary, we found relatively steep indices of 0.24 and 0.17 in Epoch 2 and Epoch 4, respectively. In the study of intraday variability of polarization, we found significant variations in the degree of linear polarization at 86 GHz, and in polarization angle at 43 and 86 GHz during ~10 h. The spectrum of the source is quite flat with spectral indices of -0.07 to 0.07 at 22-43 GHz and -0.23 to 0.04 at 43-86 GHz. The measured degree of the linear polarization ranges from 2.3% to 3.3 % at 22 GHz, from 0.9% to 2.2 % at 43 GHz and from 0.4 % to 4.0 % at 86 GHz, yielding prominent variations at 86 GHz over 4-5 h. The linear polarization angle is in the range of 4 to $12^{\circ}$ at 22 GHz, -39 to $81^{\circ}$ at 43 GHz, and 66 to 119 at 86 GHz with a maximum rotation of $110^{\circ}$ at 43 GHz over ~4 h. We estimated the Faraday rotation measures (RM) ranging from -9200 to 6300 rad m-2 between 22 and 43 GHz, and from -71000 to 7300 rad m-2 between 43 and 86 GHz, respectively. The frequency dependency of RM was investigated, yielding a mean power-law index, a, of 2.0. This implies that the polarized emission from S5 0716+714 at 22-86 GHz moves through a Faraday screen in or near the jet of the source.

• 한국식품과학회지
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• 제27권5호
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• pp.799-806
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• 1995

고유점도가 3.75 dL/g인 감귤류 펙틴 용액의 전단점도 및 점탄성에 대한 농도의존성을 연구하였다. 전형적인 자수법칙 흐름 현상이 2.0% 이상의 펙틴 농도에서 관찰되었으며, 전단점도의 전단속도 의존성은 농도의 증가에 따라 더욱 뚜렷하게 나타났다. ${\eta}_{sp.o}$ 대 $C[\eta]$를 양대수 좌표에 그렸을 때 묽은 영역에서 진한 영역으로의 전이를 나타내는 $C^{*}[\eta]$는 약 4.0이었으며, 이때 ${\eta}_{sp.o}$의 값은 약 10.0을 나타내었다. 묽은 용액$(C[\eta]과 진한 용액$(C[\eta]>C^{*}[\eta])$에서 ${\eta}_{sp.o}$ $C[\eta]$의 기울기는 각각 1.1과 4.5였다. 전단점도를 ${\eta}/{\eta_0}$ 대 ${\gamma}/{\gamma}_{0.8}$에 대하여 그렸을 때 $2{\sim}5%$의 농도에서는 잘 중첩되었으나, 6%의 고농도에서는 중첩곡선에서 벗어나는 현상을 보였다. 펙틴 용액의 점탄성을 조사한 결과 전 농도범위에서 손실탄성률$(G^{\prime\prime})$의 값이 저장탄성률$(G^\prime)$보다 훨씬 높은 값을 보여 점성이 전체 점탄성을 지배하는 것으로 나타났다. 저 농도에서 전단점도는 복소점도와 거의 비슷한 값을 보여 Cox-Merz 법칙에 잘 부합하였으나, 농도가 높아질수록 두 값은 차이를 보였다.

• 공업화학
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• 제25권3호
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• pp.318-323
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• 2014

랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, rPP)의 무수말레인산(maleic anhydride, MAH) 반응압출에 대한 MAH 함량 및 스티렌/MAH 몰비의 영향을 고찰하기 위해 이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 MAH가 그라프트된 rPP(MAH-g-rPP)를 제조하였다. MAH의 함량은 0.5, 1.0, 3.0, 5.0 phr이었고, 스티렌/MAH 몰비는 0, 1, 2로 하였으며, 개시제로는 dicumyl peroxide (DCP)가 사용되었다. MAH의 그라프트 정도는 FT-IR을 이용하여 $1700cm^{-1}$ 근처에서 나타나는 카르보닐기(C = O) 신축진동 피크의 존재 여부를 통해 확인하였으며, $3000cm^{-1}$ 근처의 C-H 신축진동을 기준으로 하여 정량한 결과 그라프트 반응이 MAH 함량이 3.0 phr까지 증가하는 경향을 보여주었고, 스티렌 몰비는 1.0일 때 최적을 나타내었다. MAH-g-rPP와 MAH-g-rPP가 5.0 phr 포함된 PP/MAH-g-rPP/pulp 복합체의 열적특성, 결정화 특성 등을 시차주사열용량분석기(DSC), 열중량분석기(TGA), X-선 회절분석(XRD), 편광현미경(POM) 등을 이용하여 관찰하였다. 비등온 결정화온도는 rPP-g-MAH가 첨가되었을 때 감소하는 경향을 나타내었고, PP/MAH-g-rPP/pulp 복합체의 인장특성과 인장시험 후 파단면의 SEM을 측정한 결과, MAH 함량 1.0 wt%, 스티렌/MAH 몰비 1.0일 때 상용화제로의 역할이 가장 우수한 것으로 나타났다. 복합체의 가공성 비교를 위해 복소 점도와 전단박하(shear thinning) 정도를 동적유변측정기를 이용하여 측정하였다. 상용화제를 가지는 복합체의 경우 낮은 멱수 법칙 지수(n)를 보여주었다.