• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.299-311
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• 2003

점진적 소성화를 고려한 공간뼈대구조의 극한강도를 평가하기 위한 비선형 유한요소 해석법을 제시한다. 유한한 회전각의 2차항 까지 고려된 개선된 변위장을 도입하여 결과적으로 축력뿐만 아니라 휨모멘트 그리고 비틂모멘트에 의한 비선형 효과를 모두 고려한다. 탄-소성 해석을 위하여 소성힌지 개념을 도입하고 비선형 해석방법으로 하중 및 변위증분법을 이용한다. 잔류응력 분포에 의거한 초기항복함수를 정의하고 축력뿐만 아니라 모멘트의 함수로 표현되는 소성영역함수를 사용하여 flow rule과 normality condition을 적용하여 탄-소성 강도매트릭스를 도출한다. 계산시간이 빠른 기존의 소성힌지 해석기법을 사용하는 동시에 소성영역의 진전효과를 효율적으로 나타내었다. 요소의 소성화 진행정도를 나타내는 파라미터를 도입하고 여러 가지 강도감소모델을 사용하여 극한해석을 수행하여 그 결과를 소성영역해석, 쉘요소를 이용한 정밀해석 그리고 실험결과와 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.53-60
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• 1997

일반적으로 선박 판부재의 좌굴강도에 대한 안전성 평가는 선체구조 설계단계에서 반드시 거쳐야 할 단계로 한 척의 배는 수많은 판부재로 구성되어 선박구조 전체에 대한 이론적이며 체계적인 시스템을 이용한 좌골강도평가의 정확도 및 효율성이 강조되고 있다. 그러나 현재의 판부재 좌굴강도를 평가하는 각 선급의 규정치가 많은 영향인자를 고려치 않고 있거나 함축척으로 고려하고 있기 때문에 경우에 따라서는 좌굴강도가 상당한 안전측의 값을 제시하는 등 실제 선급규정치의 사용에 제약을 주기도 한다. 따라서 본 연구에서는 면내인장력의 영향등 선급들의 좌굴 규정치뿐만이 아니라 면내인장력의 효과, 경계조건, 횡하중 및 잔류응력등을 고려하면서 손쉽게 좌굴평가를 수행할 수 있는 선진 좌굴평가시스템을 개발하였다. 이들 선진 좌굴평가시스템을 이용하면 선박판부재의 보다 정도 높고 효율적인 평가가 가능하리라 생각되며 앞으로 대중적인 사용을 위해 워크스테이션 외에도 개인용 컴퓨터에서의 시스템 구축을 계획하고 있다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권1호
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• pp.100-114
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• 2015

This paper deploys optimization techniques to obtain the optimum hull form of KSUEZMAX at the conditions of full-load draft and design speed. The processes have been carried out using a RaPID-HOP program. The bow and the stern hull-forms are optimized separately without altering neither, and the resulting versions of the two are then combined. Objective functions are the minimum values of wave-making and viscous pressure resistance coefficients for the bow and stern. Parametric modification functions for the bow hull-form variation are SAC shape, section shape (U-V type, DLWL type), bulb shape (bulb height and size); and those for the stern are SAC and section shape (U-V type, DLWL type). WAVIS version 1.3 code is used for the potential and the viscous-flow solver. Prior to the optimization, a parametric study has been conducted to observe the effects of design parameters on the objective functions. SQP has been applied for the optimization algorithm. The model tests have been conducted at a towing tank to evaluate the resistance performance of the optimized hull-form. It has been noted that the optimized hull-form brings 2.4% and 6.8% reduction in total and residual resistance coefficients compared to those of the original hull-form. The propulsive efficiency increases by 2.0% and the delivered power is reduced 3.7%, whereas the propeller rotating speed increases slightly by 0.41 rpm.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.157-171
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• 2009

A 151 storey super high-rise building located in an area of reclaimed land constructed over soft marine clay in Songdo, Korea is currently under design. This paper describes the design process of the foundation system of the supertall tower, which is required to support the large building vertical and lateral loads and to restrain the horizontal displacement due to wind and seismic forces. The behaviour of the foundation system due to these loads and foundation stiffness influence the design of the building super structure, displacement of the tower, as well as the raft foundation design. Therefore, the design takes in account the interactions between soil, foundation and super structure, so as to achieve a safe and efficient building performance. The site lies entirely within an area of reclamation underlain by up to 20m of soft to firm marine silty clay, which overlies residual soil and a profile of weathered rock. The nature of the foundation rock materials are highly complex and are interpreted as possible roof pendant metamorphic rocks, which within about 50m from the surface have been affected by weathering which has reduced their strength. The presence of closely spaced joints, sheared and crushed zones within the rock has resulted in deeper areas of weathering of over 80m present within the building footprint. The foundation design process described includes the initial stages of geotechnical site characterization using the results of investigation boreholes and geotechnical parameter selection, and a series of detailed two- and three-dimensional numerical analysis for the Tower foundation comprising over 172 bored piles of varying length. The effect of the overall foundation stiffness and rotation under wind and seismic load is also discussed since the foundation rotation has a direct impact on the overall displacement of the tower.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권5호
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• pp.540-544
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• 2013

고분자전해질연료전지(PEMFC)는 시동/정지과정에서 성능과 수명이 감소한다. 본 연구에서는 캐소드가스로 산소를 사용하는 데드엔드 형 PEMFC의 시동/정지 과정의 영향을 분극곡선, 임피던스(EIS), SEM과 TEM을 사용해 연구하였다. 시동/정지 과정에서 PEMFC 성능감소를 막기 위해서는 더미 로드를 사용해야 함을 보였다. 시동/정지 반복과정 중 50% 상대습도(RH)에서 캐소드 카본지지체의 부식에 의한 열화가 100% RH보다 심했다. 데드엔드 형 PEMFC의 정지과정에서 PEMFC에 물을 공급해줌으로써 50% RH에서 열화속도를 감소시켰다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제44권4호
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• pp.431-448
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• 2012

In this paper, the first-order shear deformation theory (FSDT) (Mindlin) for continuum incorporating surface energy is exploited to study the static behavior of ultra-thin functionally graded (FG) plates. The size-dependent mechanical response is very important while the plate thickness reduces to micro/nano scales. Bulk stresses on the surfaces are required to satisfy the surface balance conditions involving surface stresses. Unlike the classical continuum plate models, the bulk transverse normal stress is preserved here. By incorporating the surface energies into the principle of minimum potential energy, a series of continuum governing differential equations which include intrinsic length scales are derived. The modifications over the classical continuum stiffness are also obtained. To illustrate the application of the theory, simply supported micro/nano scaled rectangular films subjected to a transverse mechanical load are investigated. Numerical examples are presented to present the effects of surface energies on the behavior of functionally graded (FG) film, whose effective elastic moduli of its bulk material are represented by the simple power law. The proposed model is then used for a comparison between the continuum analysis of FG ultra-thin plates with and without incorporating surface effects. Also, the transverse shear strain effect is studied by a comparison between the FG plate behavior based on Kirchhoff and Mindlin assumptions. In our analysis the residual surface tension under unstrained conditions and the surface Lame constants are expected to be the same for the upper and lower surfaces of the FG plate. The proposed model is verified by previous work.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권6호
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• pp.633-646
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• 2017

The compressive behavior of special-shaped concrete filled tube (CFT) mega column coupled with multiple cavities is studied by testing six columns subjected to cyclically uniaxial compressive load. The six columns include three pentagonal specimens and three hexagonal specimens. The influence of cavity construction, arrangement of reinforcement, concrete strength on failure feature, bearing capacity, stiffness, and residual deformation is examined. Experimental results show that cavity construction and reinforcements make it possible to form a combined confinement effect to in-filled concrete, and the two groups of special-shaped CFT columns show good elastic-plastic compressive behavior. As there is no axial bearing capacity calculation method currently available in any Code of practice for special-shaped CFT columns, values predicted by normal CFT column formulas in GB50936, CECS254, ACI-318, EC4, AISCI-LRFD, CECS159, and AIJ are compared with tested values. The calculated values are lower than the tested values for most columns, thus the predicted bearing capacity is safe. A reasonable calculation method by dividing concrete into active and inactive confined regions is proposed. And high accuracy shows in estimating special-shaped CFT columns either coupled with multiple cavities or not. In addition, a finite element method (FEM) analysis is conducted and the simulated results match the test well.

• 접착 및 계면
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• 제3권4호
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• pp.37-43
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• 2002

표면 개질 또는 박막 공정을 위하여 많은 박막 증착 기술들이 지속적으로 개발, 발전되어 왔다. 그러나, 증착된 박막의 접착성이 불량하여 사용 도중에 기판으로부터 분리된다면 아무리 좋은 성질을 가진 박막일지라 할지라도 제대로 사용될 수 없을 것이다. 이처럼 박막의 접착성은 박막의 기능 못지않게 매우 중요하다. 본 원고에서는 계면 구조와 박막의 접착력 사이의 관계와 박막의 접착력에 영향을 주는 인자들을 살펴보았다. 박막의 접착력에 영향을 주는 인자들에는 박막 및 기판의 화학 조성 및 구조, 박막과 기판의 반응성, 기판의 표면 거칠기, 박막의 잔류 응력 등과 같은 내부 인자와 하중, 온도, 습도, 부식환경 등의 외부 인자가 있는데, 이들을 어떻게 조절하여 박막의 접착력을 향상 또는 유지시키는 방법을 알아보았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.147-160
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• 2006

본 논문에서는 개선소성힌지해석과 유전자 알고리듬을 이용한 평면 강골조 구조물의 퍼지최적설계 방법을 제시하였다. 개선소성힌지해석에서는 강골조 구조물의 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 보-기둥 요소의 안정함수를 사용하였으며, 재료적 비선형을 고려하기 위해 잔류응력, 소성힌지, 그리고 기하학적 불완전성 등에 의한 점진적인 강성감소모델을 사용하였다. 유전자 알고리듬에서는 토너먼트 선택방법과 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하였다. 목적함수로는 구조물의 총중량을 사용하였으며, 제약조건으로는 하중-저항능력, 사용성, 연성도, 그리고 시공성에 관한 기준을 고려하였다. 퍼지최적설계에서는 명확한 목적함수와 퍼지제약을 가지는 경우에 한하여 허용 오차는 제한값의 5%로 선택하고 비소속함수와 레벨컷 방법을 이용하여 0에서 1까지 0.2간격으로 나누어 최적화하였다. 여러 평면 강골조 구조물의 최적설계를 수행하여 일반GA최적설계와 퍼지GA최적설계의 최적값을 비교하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.356-356
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• 2010

Tribological behaviors of the hard film on soft substrate system were explored using the hard thin film of diamond-like carbon (DLC) coated the soft polymer of polydimethysiloxane (PDMS). A DLC film with the Young's modulus of 100 GPa was coated on PDMS substrate with Young's modulus of 10 MPa using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique. The deposition time was varied from 10 sec to 10 min, resulting in nanoscale roughness of wrinkle patterns with the thickness of 20 nm to 510 nm, respectively, at a bias voltage of $400\;V_b$, working pressure 10 mTorr. Nanoscale wrinkle patterns with 20-100 nm in width and 10-30 nm height were formed on DLC coating due to the residual stress in compression and difference in Young's modulus. Nanoscale roughness effect on tribological behaviors was observed by performing a tribo-experiment using the ball-on-disk type tribometer with a steel ball of 6 mm in diameter at the sliding speed of 220 rpm, normal load of 1N and 25% humidity at ambient temperature of $25^{\circ}C$. Friction force were measured with respect to thickness change of coated DLC thin film on PDMS. It was found that with increases the thickness of DLC coating on PDMS, the coefficient of friction decreased by comparison to that of the uncoated PDMS. The wear tracks before and after tribo-test were analyzed using SEM and AFM.