• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.404-409
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• 2001

An account of second-order fractional-step methods and boundary conditions for the incompressible Navier-Stokes equations is presented. The present work has aimed at (i) identification and analysis of all possible splitting methods of second-order splitting accuracy; and (ii) determination of consistent boundary conditions that yield second-order accurate solutions. It has been found that only three types (D, P and M) of splitting methods called the canonical methods are non-degenerate so that all other second-order splitting schemes are either degenerate or equivalent to them. Investigation of the properties of the canonical methods indicates that a method of type D is recommended for computations in which the zero divergence is preferred, while a method of type P is better suited to the cases when highly-accurate pressure is more desirable. The consistent boundary conditions on the tentative velocity and pressure have been determined by a procedure that consists of approximation of the split equations and the boundary limit of the result. The pressure boundary condition is independent of the type of fractional-step methods. The consistent boundary conditions on the tentative velocity were determined in terms of the natural boundary condition and derivatives of quantities available at the current timestep (to be evaluated by extrapolation). Second-order fractional-step methods that admit the zero pressure-gradient boundary condition have been derived. The boundary condition on the new tentative velocity becomes greatly simplified due to improved accuracy built in the transformation.

• Journal of Welding and Joining
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• 제11권2호
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• pp.27-41
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• 1993

The estimation of nugget sizes was attempted by utilizing the artificial neural networks method. Artificial neural networks is a highly simplified model of the biological nervous system. Artificial neural networks is composed of a large number of elemental processors connected like biological neurons. Although the elemental processors have only simple computation functions, because they are connected massively, they can describe any complex functional relationship between an input-output pair in an autonomous manner. The electrode head movement signal, which is a good indicator of corresponding nugget size was determined by measuring the each test specimen. The sampled electrode movement data and the corresponding nugget sizes were fed into the artificial neural networks as input-output pairs to train the networks. In the training phase for the networks, the artificial neural networks constructs a fuctional relationship between the input-output pairs autonomusly by adjusting the set of weights. In the production(estimation) phase when new inputs are sampled and presented, the artificial neural networks produces appropriate outputs(the estimates of the nugget size) based upon the transfer characteristics learned during the training mode. Experimental verification of the proposed estimation method using artificial neural networks was done by actual destructive testing of welds. The predicted result by the artifficial neural networks were found to be in a good agreement with the actual nugget size. The results are quite promising in that the real-time estimation of the invisible nugget size can be achieved by analyzing the process variable without any conventional destructive testing of welds.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권2호
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• pp.327-355
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• 2016

A new analytical derivation of the elastodynamic point load solutions for an isotropic multi-layered half-space is presented by means of the precise integration method (PIM) and the approach of dual vector. The time-harmonic external load is prescribed either on the external boundary or in the interior of the solid medium. Starting with the axisymmetric governing motion equations in a cylindrical coordinate system, a second order ordinary differential matrix equation can be gained by making use of the Hankel integral transform. Employing the technique of dual vector, the second order ordinary differential matrix equation can be simplified into a first-order one. The approach of PIM is implemented to obtain the solutions of the ordinary differential matrix equation in the Hankel integral transform domain. The PIM is a highly accurate algorithm to solve sets of first-order ordinary differential equations and any desired accuracy of the dynamic point load solutions can be achieved. The numerical simulation is based on algebraic matrix operation. As a result, the computational effort is reduced to a great extent and the computation is unconditionally stable. Selected numerical trials are given to validate the accuracy and applicability of the proposed approach. More examples are discussed to portray the dependence of the load-displacement response on the isotropic parameters of the multi-layered media, the depth of external load and the frequency of excitation.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권1호
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• pp.53-57
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• 2010

본 논문은 기존의 방사선 피폭량을 실시간으로 산출하는 배터리 내장형 유선 혹은 RF형 선량계가 있었지만, 배터리를 제거하여 무전력으로 구동하는 알고리즘을 제안하고자 한다. 유선형 선량계의 경우, 유지 및 관리가 주기적으로 필요하다는 단점이 있다. 또한 배터리가 내장된 RF형 선량계의 경우에는 그 크기가 크고 배터리의 교체 등이 요구되고 있다. 특히 RF형 선량계는 큰 전력 소모량으로 인해 구현하기에는 많은 전력이 필요하다는 문제점을 가지고 있다. 본 논문은 저전력으로 구동하기 위한 방안으로써 마이크로컨트롤러의 동작 클럭을 낮추고, 정류기의 효율을 개선되도록 설계하였다. 또한 외부메모리 및 DC/DC 컨버터를 제거하여 선량계 회로의 간소화를 하였다. 이러한 연구는 회로의 간소화 및 소형화하는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라 무전원 비접촉형 선량계의 설계 및 응용기술에 많은 영향을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.100-107
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• 2008

본 논문에서는 다중객체 환경에서 특정한 객체를 추출과 추적을 하기 위하여 입력되는 영상의 처리과정을 간소화하여 실시간으로 수행할 수 있는 방법을 제시하였다. 실내환경의 많은 객체들 중 특정영역에 입력되는 객체를 추출하고 추출된 객체를 지속적으로 추적하기 위하여 상단의 카메라와 전면의 카메라의 상호정보교환을 통하여 특정 객체를 지속적으로 추적할 수 있음을 실험을 통하여 검증하였다. 상단의 카메라에서 입력받은 영상에서 x 축의 정보를 전면의 카메라에 전송하여 전면의 카메라는 객체의 x축 정보를 계산하지 않고 빠르게 객체영역을 획득할 수 있으며, 전면카메라에서는 객체들 간의 겹침현상을 해결할 수 없지만 상단의 카메라와 정보를 공유하므로 객체들 간의 겹침현상을 해결할 수 있었다. 실험결과 기존의 객체추적 시스템보다 객체를 추적하기위한 연산량이 줄어들었으며, 객체추출 및 추적의 정확성이 향상되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.862-876
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• 1991

본 논문에서는 N-선로 결합 구조의 등가 이미턴스 산출식을 N-선로 결합시스템의 normal mode 정수로 표현하였다 제안한 산출식은 다양한 결합 구조 즉 방향성 결합기, DC 블럭, 대역통과/대역소거 여파기 및 기타 균일하게 결합된 형태인 여파기 등에 이용될 수 있도록 일반화 되었으며 이들 계산식은 준-TEM 모드로 가정한 결과이다. 이를 이용하여 임의의 임피던스로 종단한 일반적인 4-포트 결합 선로에서 정의된 산란정수를 구하여 입, 출력 포트에 접속된 임피던스에 정합시키는 최척 선로 규격을 구하는 과정을 제시하였다. 제시된 방법을 적용하여 복수 마이크로스트립 결합 선로인 3-선 2-포트 대역소거 여파기의 주파수 특성을 기존의 방법과 비교하여 일치함을 확인하고 5-선 4-포트 구조를 테프론(비유전율 $e$r=2.55) 기판(두께 h=1.588mm) 에 중심 주파수 4 GHz로 설계하였다. 설계 수치에 따른 회로를 제작하여 측정한 실험 결과는 설계시 얻어진 주파수 특성 이론치에 근접하였다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.29-35
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• 2013

복합재료 샌드위치 구조는 굽힘 강성을 향상시키고 복합재 적층판에 비해 30% 이상의 무게를 절감할 수 있다. 그러나 일반 금속에 비해 제작과정에서 발생되는 재료물성의 불확실성이 많이 내재되어 있으므로 신뢰성 기반 확률론적 설계방법이 요구된다. 본 논문에서는 안전계수를 이용한 고전적인 설계 방법이 구조물의 안전을 보장하지 않는다는 확률론적 증거를 제시하기 위하여 단순화된 복합재 샌드위치 동체에 대해 PMS(Probabilistic Margin of Safety)를 계산하였다. 이 과정에서 CMCS(Crude Monte-Carlo Simulation)에 의해 계산된 확률밀도함수를 이용하였다. 더 나아가 신뢰성 기반 최적설계를 수행하고 효율적인 계산을 위해 RBDO-MPDF(RBDO by Moving PDF) 방법을 제시하였다. 본 논문의 결과는 구조물의 신뢰성을 보장하기 위한 개선된 설계 방법과 효율적인 신뢰성 기반 최적설계 방법 연구에 유용할 것이다.

• Computers and Concrete
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• 제25권1호
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• pp.67-73
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• 2020

Traditionally used analytical approach to predict the fatigue failure of reinforced concrete (RC) structure is generally conservative and has certain limitations. The nonlinear finite element method (FEM) offers less expensive solution for fatigue analysis with sufficient accuracy. However, the conventional implicit dynamic analysis is very expensive for high level computation. Whereas, an explicit dynamic analysis approach offers a computationally operative modelling to predict true responses of a structural element under periodic loading and might be perfectly matched to accomplish long life fatigue computations. Hence, this study simulates the fatigue behaviour of RC beams with finite element (FE) assemblage presenting a simplified explicit dynamic numerical solution to show computer aided fatigue behaviour of RC beam. A commercial FEM package, ABAQUS has been chosen for this complex modelling. The concrete has been modelled as a 8-node solid element providing competent compression hardening and tension stiffening. The steel reinforcements are simulated as two-node truss elements comprising elasto-plastic stress-strain behaviour. All the possible nonlinearities are duly incorporated. Time domain analysis has been adopted through an automatic Newmark-β time incremental technique. The program consists of twelve RC beams to visualize the real behaviour during fatigue process and to obtain the reliability of the study. Both the numerical and experimental results indicate a redistribution of stresses along the time and damage accumulation of beam which severely affect the serviceability and ultimate capacity of RC beam. The output of the FEM analysis demonstrates good match with the experimental consequences which affirm the efficacy of the computer aided model. The controlled fatigue damage evolution at service fatigue load limits makes the FE model an efficient tool in predicting high cycle fatigue behaviour of RC structures.

• International Journal of Railway
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• 제2권3호
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• pp.118-123
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• 2009

Railway track alignment Standards set a minimum lenght value for straight and circular alignments (art. 5.2.9.), in order to ensure passenger ride comfort in railway vehicles of which dynamic oscillations will thus have to be limited. The transitions between alignments can cause abrupt changes (usually called discontinuities or singular points of the alignment) of curvature, of rate of change of curvature or of rate of change of cant. A passenger is likely to experience effects due to the excitation of the elastic suspension of the vehicle which generates oscillations that are damped as the vehicle moves away from the singularity. The amplitude of these oscillations should be adequately attenuated by the damping of the suspension system within the interval between two successive singular points, especially to avoid resonances. Therefore minimum lengths between two successive singular points are stated in alignment standards. Nevertheless, these nonnative values can be overly conservative in some cases. As an alternative, track alignment designers could try to assess how much the excitation has been attenuated between two successive singular points and thus assess at which point a new singularity may be present without affecting ride comfort. Although such assessment can be made with commercial SW packages which simulate the dynamic behavior of a vehicle considered as a set of rigid bodies interconnected with elastic elements simulating the suspension systems (such as SIMPACK, ADAMS or VAMPIRE), a simplified and user-friendly computation method (based upon the analytical solution of differential equations governing the phenomenon) is made available in this paper to track design engineers, not always used to working with full dynamic models.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권11호
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• pp.1123-1133
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• 2008

유역의 강우-유출 현상을 분포형으로 모의하기 위해서는 삼각형 혹은 사각형 요소로 유역을 모형화하고 각 요소에서의 수문성분의 변화를 해석하여야 한다. 본 연구는 사각형 요소인 격자로 모형화된 유역에서의 강우-유출 현상을 1차원 운동파 방정식을 이용하여 모의할 때 각 격자에서 발생된 흐름의 추적을 위한 격자 네트워크 해석에 대해 수행하였다. 격자의 흐름방향은 D8-method(deterministic eight-neighbors method)에 의해 결정된 단방향 흐름정보를 이용하였고, 각 격자별 흐름방향과 흐름누적수 정보를 이용하여 해당 격자의 계산 순서를 결정하게 된다. 또한 1차원 운동파 방정식을 유한체적법으로 해석할 때 격자간의 흐름방향 형태에 따른 해석방법을 제시하고, 이를 격자별 유출량 계산에 적용하였다. 본 연구에서 제시된 격자 네트워크 해석법은 물리적 기반의 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)에 적용하였으며, 단순화된 가상의 유역에 대한 모의결과를 $Vflo^{TM}$ 모형의 모의결과와 비교함으로써 타당성을 검토하였다. 또한 한강 수계의 중랑천 유역의 적용을 통해 실유역에 대한 적용성을 검토하였다. 중랑천 유역의 적용결과 모의된 유출 수문곡선은 관측 수문곡선을 잘 재현하였으며, 이에 따라 격자 네트워크 해석 과정의 실유역 적용이 타당한 것으로 나타났다.