• Steel and Composite Structures
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• 제28권2호
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• pp.195-207
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• 2018

First-order reliability method (FORM) is enhanced based on the search direction using relaxed conjugate reliability (RCR) approach for the embedded nanocomposite beam under buckling failure mode. The RCR method is formulated using discrete conjugate map with a limited scalar factor. A dynamical relaxed factor is proposed to control instability of proposed RCR, which is adjusted using sufficient descent condition. The characteristic of equivalent materials for nanocomposite beam are obtained by micro-electro-mechanical model. The probabilistic model of nanocomposite beam is simulated using the sinusoidal shear deformation theory (SSDT). The beam is subjected to external applied voltage in thickness direction and the surrounding elastic medium is modeled by Pasternak foundation. The governing equations are derived in terms of energy method and Hamilton's principal. Using exact solution, the implicit buckling limit state function of nanocomposite beam is proposed, which is involved various random variables including thickness of beam, length of beam, spring constant of foundation, shear constant of foundation, applied voltage, and volume fraction of ZnO nanoparticles in polymer. The robustness, accuracy and efficiency of proposed RCR method are evaluated for this engineering structural reliability problem. The results demonstrate that proposed RCR method is more accurate and robust than the excising reliability methods-based FORM. The volume fraction of ZnO nanoparticles and the applied voltage are the sensitive variables on the reliable levels of the nanocomposite beams.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권6호
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• pp.907-928
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• 2017

The effects of seepage force and out-of-plane stress on cavity contracting and tunnel opening was investigated in this study. The generalized Hoek-Brown (H-B) failure criterion and non-associated flow rule were adopted. Because of the complex solution of pore pressure in an arbitrary direction, only the pore pressure through the radial direction was assumed in this paper. In order to investigate the effect of out-of-plane stress and seepage force on the cavity contraction and circular tunnel opening, three cases of the out-of-plane stress being the minor, intermediate, or major principal stress are assumed separately. A method of plane strain problem is adopted to obtain the stress and strain for cavity contracting and circular tunnel opening for three cases, respectively, that incorporated the effects of seepage force. The proposed solutions were validated by the published results and the correction is verified. Several cases were analyzed, and parameter studies were conducted to highlight the effects of seepage force, H-B constants, and out-of-plane stress on stress, displacement, and plastic radius with the numerical method. The proposed method may be used to address the complex problems of cavity contraction and tunnel opening in rock mass.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권1호
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• pp.185-204
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• 2015

This study investigates the impact of the earthquake incident angle on the structural demand and the influence of ground motion selection and scaling methods on seismic directionality effects. The structural demand produced by Non-Linear Time-History Analyses (NLTHA) varies with the seismic input incidence angle. The seismic directionality effects are evaluated by subjecting four three-dimensional reinforced concrete structures to different scaled and un-scaled records oriented along nine incidence angles, whose values range between 0 and 180 degrees, with an increment of 22.5 degrees. The results show that NLTHAs performed applying the ground motion records along the principal axes underestimate the structural demand prediction, especially when plan-irregular structures are analyzed. The ground motion records generate the highest demand when applied along the lowest strength structural direction and a high energy content of the records increases the structural demand corresponding to this direction. The seismic directionality impact on structural demand is particularly important for irregular buildings subjected to un-scaled accelerograms. However, the orientation effects are much lower if spectrum-compatible combinations of scaled records are used. In both cases, irregular structures should be analyzed first with pushover analyses in order to identify the weaker structural directions and then with NLTHAs for different incidence angles.

• 한국작물학회지
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• 제59권3호
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• pp.312-318
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• 2014

본 연구는 강원도농업기술원 옥수수연구소에서 종실옥수수 품종개발을 위하여 육성한 156개의 자식계통들에 대하여 총 14개의 질적 및 양적 형질들을 이용하여 형태적 변이연구를 수행하였다. 3개의 질적 형질들의 조사 결과에서 웅수색(QL1)과 자수색(QL2)은 황색을 나타내는 계통(85계통, 84계통)들이 가장 많았고, 초형(QL3)은 대부분의 계통(105 계통)이 반직립형을 나타내었다. 반면에 11개의 양적 형질들에 대한 조사 결과에서 출웅일수(QN1)는 평균 $66.7{\pm}4.2$ 일을, 출사일수(QN2)는 평균 $72.8{\pm}5.8$일을, 간경(QN3)은 $16.2{\pm}2.6mm$를, 간장(QN4)은 평균 $16.2{\pm}2.6mm$를, 착수고(QN5)는 평균 $84.3{\pm}17.3cm$를, 백립중(QN6)은 평균 $24.4{\pm}4.4g$을, 이삭장(QN7)은 평균 $47.0{\pm}17.9cm$를, 착립장(QN8)은 평균 $40.7{\pm}15.7cm$을, 이삭경(QN9)은 평균 $14.2{\pm}4.7cm$를, 종실중(QN10)은 평균 $175.6{\pm}97.6kg$을, 종자의 수분함량은 평균 $10.0{\pm}0.3%$를 각각 나타내었다. 이상의 결과에 의하면 분석에 이용된 자식계통들 중에서 11개의 자식계통(00hf3, 00hf19, 00hf30, 00hf36, 02S8069, 02S8072, 02S8090, 02S8099, 05S10011, 06S8085-6, 07S8011)들은 조사된 5개의 수량 관련 형질들 중에서 3~4개 이상의 형질들에서 비교적 높은 특성을 나타내었다. 한편 주성분 분석결과에서는 분석에 이용된 14개의 질적 및 양적 형질들 중에서 이삭장(QN7), 착립장(QN8), 이삭경(QN9), 종실중(QN10)은 제 1 주성분에서 양의 방향에 크게 기여하였고, 반면에 제 2 주성분에서는 출웅일수(QN1), 출사일수(QN2), 간장(QN4), 착수고(QN5)은 음의 방향에 크게 기여하였다. 따라서 본 연구에서 제 1축 및 제 2축의 주성분에서 양의 방향과 음의 방향에 크게 기여한 형질들은 본 연구에서 분석에 이용한 156개의 종실 옥수수 자식계통들을 식별하는데 유용한 형질들인 것으로 생각되었다. 본 연구에서 156개의 종실옥수수 자식계통들에 대한 형태적 변이 및 주성분 분석의 결과는 앞으로 강원도농업기술원 옥수수연구소에서 종실옥수수 품종개발을 위한 계통 육성 및 교배조합 구성 등에 유용한 정보를 제공할 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.972-978
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• 2009

본 논문은 색 일관성을 달성하기 위해 $\chi$-색도 공간에서 고유벡터를 이용하여 본질 영상의 획득에 중대한 영향을 미치는 불변 방향을 검출하는 알고리즘을 제안한다. 이를 위해, 우선 영상을 Finlayson 등이 제안한 방법을 활용하여 $\chi$-색도 공간으로 변환한다. 두 번째로, 불변 방향에 영향을 줄 수 있는 잡음 같은 낮은 빈도를 갖는 데이터들을 제거한다. 세 번째로, 주축 방향과 일치하는 불변 방향을 검출하기 위해, 위 단계에서 추출된 데이터들로부터 가장 큰 고유값에 해당하는 고유벡터를 계산한다. 마지막으로, 검출된 불변 방향을 사용하여 복원함으로써, 본질 영상을 획득한다. 실험 영상은 Barnard 등이 사용한 영상 데이터들 중 일부를 사용하였고, 불변 방향의 검출 성능은 엔트로피 최소화 기법과 비교되었다. 실험 결과, 제안한 기법은 기존 기법에 비해 표준편차가 낮아 불변 방향이 일정하게 검출되었으며, 시간적 측면에서 기존의 기법에 비해 3배 이상 효율적이었다.

• 지질공학
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• 제33권4호
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• pp.573-586
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• 2023

절리성 암반은 절리 또는 연약면에 의해 역학적인 이방성이 발현될 수 있으며 절리성 암반의 강도 및 변형 특성에 대한 이해는 지질공학 현장에서 주된 관심사이다. 본 연구는 마찰재료로 채택된 석고를 이용하여 단일절리를 포함하는 시료를 성형하고 진삼축시험을 통하여 진삼축 조건의 강도 및 변형 특성을 고찰하였다. 동일한 조건에서 수행한 개별요소법 기반의 삼차원 수치해석은 진삼축시험을 통하여 검증되었으며 타당성이 확보되었다. 수치해석 결과는 절리의 방향성과 더불어 현장의 주응력 조건이 절리성 암반의 강도 및 변형 특성 연구에 있어서 필수적인 요소임을 지시한다. 수치해석을 통하여 절리의 경사각 변화에 따라 산정한 횡등방성 암반의 강도는 중간주응력이 강화함에 따라 유의미한 증가를 나타내며, 증가의 폭은 절리의 경사 조건에 큰 영향을 받는다. 또한, 절리의 경사방향과 두 수평 주응력 방향 간의 상대적인 관계는 횡등방성 암반의 강도특성을 좌우하는 요인이다. 두 개의 절리군을 포함하는 암반의 강도는 경사가 더욱 급한 절리군이 전체 암반의 강도를 좌우한다. 두 절리군 중 한 절리군의 연속성이 짧아 암교 효과를 발휘하면 연속성이 상대적으로 긴 절리군의 방향성이 전체 암반의 강도를 좌우할 수 있다. 절리성 암반에 대한 기존의 삼차원 파괴기준식은 적용성 측면에서 한계도 있지만, 수치해석이 이를 보완하는 데 유용하게 활용될 수 있다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.405-415
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• 2019

수압암반절개에서 유도된 균열은 자유면에서 지반의 최소주응력에 수직인 방향인 자유면과 평행한 방향으로 형성되거나, 기존에 발달한 미세균열의 영향을 많이 받는다. 본 연구에서는 흑운모화강암 사면에서 시추공 축과 평행한 방향으로 유도슬롯을 생성하여 이중패커의 압력 및 인터벌 구간에 수압을 주입하는 수압암반절개 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 실험 결과, 이중패커 압력 및 인터벌 구간 내의 주입으로 형성된 균열은 유도슬롯 방향을 따라 미세하게 나타났으며, 일부 균열은 시추공을 가로질러 연장되었다. 따라서 수압암반절개는 절개할 방향으로 유도슬롯을 생성하여 보다 많은 유량을 주입하면 효율적인 유도균열 조절이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.167-177
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• 2007

건설산업의 지속적 성장과 위상의 제고 그리고 국제적인 기술경쟁력을 확보하기 위해서는 건설기술 연구개발이 필수적이다. 그러나 우리나라 정부차원에서의 건설기술 연구개발 예산 배정은 다른 나라에 비해 저조한 실정이며, 건설기술 연구개발을 촉진하기 위한 여러 제도적 내용도 개선의 필요성이 있다. 본 연구에서는 특히 건설기술 개발의 주요 주체임과 동시에 궁극적 사용자가 되는 민간기 업의 건설기술 연구개발을 촉진하기 위한 방안을 모색하고자 하였다 이를 위해 본 연구는 우선 민간기업 차원의 건설기술 연구개발 현황과 정부 차원의 건설기술 연구개발 투자 및 제도 현황을 각종 통계자료를 이동하여 문제점을 탐색하였다. 또한 20개 건설사의 연구개발 담당자를 대상으로 한 설문조사 결과를 현황 분석 및 대안 제시에 활용하였다. 본 연구에서는 민간기업 차원의 건설기술 연구개발 활성화 방안을 제시하기 위해 민간 건설기술 연구개발 활성화의 선순환 과정을 설정하고, 이에 따라 민간 건설기술 연구개발의 투자환경 조성 방안, 연구개발 투자 확대 방안, 그리고 연구개발 직접 촉진 방안을 제시하였다.

• Coupled systems mechanics
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• 제8권4호
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• pp.299-313
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• 2019

The paper represents computer modeling of the deformed state of physically nonlinear transversally isotropic bodies with hole. In order to describe the anisotropy of the mechanical properties of transversally-isotropic materials a structurally phenomenological model has been used. This model allows representing the initial material in the form of the coupled isotropic materials: the basic material (binder) considered from the positions of continuum mechanics and the fiber material oriented along the anisotropy direction of the original material. It is assumed that the fibers perceive only the axial tensile-compression forces and are deformed together with the base material. To solve the problems of the theory of plasticity, simplified theories of small elastoplastic deformation have been used for a transversely-isotropic body, developed by B.E. Pobedrya. A simplified theory allows applying the theory of small elastoplastic deformations to solve specific applied problems, since in this case the fibrous medium is replaced by an equivalent transversely isotropic medium with effective mechanical parameters. The essence of simplification is that with simple stretching of composite in direction of the transversal isotropy axis and in direction perpendicular to it, plastic deformations do not arise. As a result, the intensity of stresses and deformations both along the principal axis of the transversal isotropy and along the perpendicular plane of isotropy is determined separately. The representation of the fibrous composite in the form of a homogeneous anisotropic material with effective mechanical parameters allows for a sufficiently accurate calculation of stresses and strains. The calculation is carried out under different loading conditions, keeping in mind that both sizes characterizing the fibrous material fiber thickness and the gap between the fibers-are several orders smaller than the radius of the hole. Based on the simplified theory and the finite element method, a computer model of nonlinear deformation of fibrous composites is constructed. For carrying out computational experiments, a specialized software package was developed. The effect of hole configuration on the distribution of deformation and stress fields in the vicinity of concentrators was investigated.

• 한국해양공학회지
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• 제36권5호
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• pp.340-352
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• 2022

This article presents a modeling method for the uncorrelated measurement error of the ultra-short baseline (USBL) acoustic positioning system for aiding navigation of underwater vehicles. The Mahalanobis distance (MD) and principal component analysis are applied to decorrelate the errors of USBL measurements, which are correlated in the x- and y-directions and vary according to the relative direction and distance between a reference station and the underwater vehicles. The proposed method can decouple the radial-direction error and angular direction error from each USBL measurement, where the former and latter are independent and dependent, respectively, of the distance between the reference station and the vehicle. With the decorrelation of the USBL errors along the trajectory of the vehicles in every time step, the proposed method can reduce the threshold of the outlier decision level. To demonstrate the effectiveness of the proposed method, simulation studies were performed with motion data obtained from a field experiment involving an autonomous underwater vehicle and USBL signals generated numerically by matching the specifications of a specific USBL with the data of a global positioning system. The simulations indicated that the navigation system is more robust in rejecting outliers of the USBL measurements than conventional ones. In addition, it was shown that the erroneous estimation of the navigation system after a long USBL blackout can converge to the true states using the MD of the USBL measurements. The navigation systems using the uncorrelated error model of the USBL, therefore, can effectively eliminate USBL outliers without loss of uncontaminated signals.