• 제목/요약/키워드: Structural filling material

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유한요소법을 이용한 수소충전용 압력용기의 응력 거동특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Analysis on the Stress Behavior Characteristics of a Pressure Vessel for Hydrogen Filling by FEM)

  • 조승현;변성광;김윤태;최하영
    • 한국가스학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.38-44
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    • 2022
  • 전세계적으로 저탄소 친환경에너지로 다변화 정책이 진행되고 있으며, 그 정책 중 하나가 수소경제 활성화이다. 수소경제 활성화 정책으로 수소 공급을 위한 수소충전소의 보급이 가속화됨에 따라 사고발생의 위험도 커지고 있다. 수소의 폭발사고는 대부분 대형사고로 이어지기 때문에 수소에너지를 사용함에 있어 안전성을 확보하는 것은 매우 중요하다. 수소에너지를 활용하기 위해서는 액화수소의 생산, 저장, 운송 등에 사용될 수소저장 용기의 안전성 확보는 반드시 필요하다. 본 논문에서는 수소충전용 압력용기의 구조안전성을 평가하기 위해 가스 압력에 대한 거동특성을 유한요소해석으로 분석하였다. 압력용기의 재료는 SA-372 Grade J / Class 70을 사용하였고, 해석모델은 압력용기가 축대칭 형상이므로 1/4 형상만 고려하여 6면체 메쉬를 적용하였다. 수소가스 압력용기를 사용 최고 압력에서 유한요소해석을 하였으며, 해석 결과인 용기의 von Mises Stress와 변형량, 변형률 에너지 밀도를 관찰하였다.

음이온 교환수지를 이용한 포화 수산화칼슘 수용액 내 염소이온 및 황산이온 제거 특성 평가 (Performance Evaluation of Chloride and Sulfate Removal using Anion Exchange Resin in Saturated Ca(OH)2 Solutions)

  • 이윤수;진정심;이한승
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.146-154
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    • 2017
  • 최근에 구조물의 유지관리 및 보수에 관한 사안이 중요시되면서 콘크리트의 자기치유에 관한 연구가 진행되고 있다. 그러나 현재 진행되는 다수의 자기치유 콘크리트 연구는 콘크리트 유해이온의 침투경로인 내부 균열을 막는 방안에 초점을 맞추고 있다. 이와는 다르게 본 연구에서는 콘크리트 내부의 유해이온을 직접적이며 능동적으로 제어할 수 있는 소재인 이온교환수지의 적용 가능성을 보고자 한다. 이에 따라 이온교환수지를 시멘트 계 재료에 적용하기 이전에 이온교환수지의 성능평가는 배합설계 시 중요한 지표가 되기 때문에, NaCl 및 $Na_2SO_4$가 들어있는 포화 수산화칼슘 수용액 내에서 이온교환수지의 염소이온 및 황산이온 제거특성을 보았다. 본 연구에서는 음이온 교환수지를 사용하였고, 이온교환수지의 염소이온 및 황산이온 제거성능은 반응속도식과 등온흡착식을 적용하여 평가하였다. 결과적으로 포화 수산화칼슘 수용액에서 음이온 교환수지의 특성은 유사 1차 반응식과 Freundlich 등온흡착식보다 유사 2차 반응식과 Langmuir 등온흡착식에 상대적으로 더 적합하였다. 그리고 염소이온은 최대 약 1068 ppm, 황산이온은 최대 약 1314 ppm까지 제거할 수 있는 것으로 계산되었다.

GEOTECHNICAL DESIGNS OF THE SHIP IMPACT PROTECTION SYSTEM FOR INCHEON BRIDGE

  • Choi, Sung-Min;Oh, Seung-Tak;Park, Sang-Il;Kim, Sung-Hwan
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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    • pp.72-77
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    • 2010
  • The Incheon Bridge, which was opened to the traffic in October 2009, is an 18.4 km long sea-crossing bridge connecting the Incheon International Airport with the expressway networks around the Seoul metropolitan area by way of Songdo District of Incheon City. This bridge is an integration of several special featured bridges and the major part of the bridge consists of cable-stayed spans. This marine cable-stayed bridge has a main span of 800 m wide to cross the vessel navigation channel in and out of the Incheon Port. In waterways where ship collision is anticipated, bridges shall be designed to resist ship impact forces, and/or, adequately protected by ship impact protection (SIP) systems. For the Incheon Bridge, large diameter circular dolphins as SIP were made at 44 locations of the both side of the main span around the piers of the cable-stayed bridge span. This world's largest dolphin-type SIP system protects the bridge against the collision with 100,000 DWT tanker navigating the channel with speed of 10 knots. Diameter of the dolphin is up to 25 m. Vessel collision risk was assessed by probability based analysis with AASHTO Method-II. The annual frequency of bridge collapse through the risk analysis for 71,370 cases of the impact scenario was less than $0.5{\times}10^{-4}$ and satisfies design requirements. The dolphin is the circular sheet pile structure filled with crushed rock and closed at the top with a robust concrete cap. The structural design was performed with numerical analyses of which constitutional model was verified by the physical model experiment using the geo-centrifugal testing equipment. 3D non-linear finite element models were used to analyze the structural response and energy-dissipating capability of dolphins which were deeply embedded in the seabed. The dolphin structure secures external stability and internal stability for ordinary loads such as wave and current pressure. Considering failure mechanism, stability assessment was performed for the strength limit state and service limit state of the dolphins. The friction angle of the crushed stone as a filling material was reduced to $38^{\circ}$ considering the possibility of contracting behavior as the impact.

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라텍스 탄성 저장관을 활용한 포트식 균열주입 공법의 물리적 특성에 관한 연구 (The Physical Properties of Port Type Crack Injection Method Using Latex Elastic Storage Tube)

  • 김은영;소광호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.68-75
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    • 2018
  • 본 연구에서는 기존의 균열보수 주입공법의 문제점을 해결하기 위하여 일반포트와는 다르게 중앙부에 높은 압력을 견딜 수 있도록 저장관의 재질은 고탄성 라텍스를 사용하였으며, 균열부위에 보수용액을 주입시 콘크리트 균열 내부에 존재하고 있는 공기가 배출될 수 있도록 TPS 공법을 개발 하였다. 또한 보수용액의 역류를 차단하는 밸브를 주입구에 설치한 새로운 주입식 포트를 개발하고 이에 대한 물리적 특성을 분석하였다. 분석 결과, 기존 주사기 공법에 비해 보수용액 주입속도가 향상되고, 시험조건에서 균열부위가 완전히 충전되는 것을 알 수 있었다. 보수 후의 품질은 압축강도 및 인장강도의 경우 주사기 공법 적용시에는 보수 후 약 20% 정도 저하하는 것으로 나타났고, TPS 공법 은 보수 후 강도가 오히려 약 2~7% 증가하는 경향으로 나타났다. 본 연구 결과를 통하여 탄성저장관을 사용한 주입식 포트 공법은 기존의 주사기 공법과 비교하여 주입성능 및 보수 후 품질이 증가하는 것을 알 수 있었고, 이를 활용하여 실구조물 적용 및 상용화를 위한 기반 자료로서 활용하고자 한다.

韓半島 第四紀 地層의 層序的 考察 (Stratigraphical Research of the Quaternary Deposits in the Korean Peninsula)

  • 이동영
    • 한국제4기학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.3-20
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    • 1987
  • 韓半島에 분포하는 第四紀 地層들에 대한 기존의 지질학적 연구는 극히 미소한 편이였으며 계곡이나 평야등지에 분포하는 沖積層들이 第四紀 동안의 유일한 地層으로 대표되어 왔다. 따라서 韓半島의 第四紀 地質時代는 그 대부분이 堆積보다는 浸蝕이 우세하였던 시대로 認識되었으며 기존의 지질도들에 의하면 沖積層의 형성시기를 제외한 第四紀는 不整合으로 표시되었다. 이는 韓半島의 지질과 지형이 第四紀 地層이 형성되어 현재까지 殘存해 있을 수 있는 커다란 堆積盆地를 이루지 못한데 있다. 이와 반면에 現 地形의 산록이나 해안주변등에서는 서로 堆積 환경과 時代를 달리하는 第四紀 地層들이 소규모적이나 수직적으로는 良好한 분포를 보이는 지역들을 발견할 수 있다. 그 대표적인 예로서 동해안의 3개지역(북평, 울진, 포항)과 서해안의 고창지역에서는 砂礫이나 砂質粘土등으로 구성되어 있는 第四紀 地層들이 발달하여 있다. 本 地層들의 분포위치, 堆積相 및 古地磁氣 연구로서 地質時代를 규명하였으며 堆積構造와 粘土광물 분석등을 통하여 이들의 古環境을 해석하여 第四紀 동안 韓半島의 地質史를 규명하였다.

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