• Steel and Composite Structures
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• 제49권5호
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• pp.473-486
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• 2023

A through-railway bridge with an inclined girder has recently been applied to optimize the cross-section of a slender bridge structure in railway bridges. To achieve the additional cross-section optimization effect by the bolted end-plate connection, it is necessary to investigate the application of the bolted end-plate tension connection between the inclined girder and the crossbeam. This basic study was conducted on the application of the bolted end-plate moment connection of crossbeams to half-through girders with inclined webs. The combined behavior of vertical deflection and rotational behavior was observed due to the effect of the web inclination in the inclined girder where the steel crossbeam was connected to the girder by the bolted end-plate moment connection. Therefore, in the experiment, the deflection of the inclined girder was 1.77-2.93 times greater than that of the vertical girder but the lateral deflection of the inclined girder was 0.4 times less than that of the vertical girder. Moreover, the tensile stress of the upper bolts in the inclined girder with low crossbeams was clearly 0.81 times lower than that of the vertical girder. According to the results, the design formula for vertical girders does not reflect the influence of the web inclination. Therefore, this study proposed the design procedures for the inclined girder to apply the bolted end-plate moment connection of the crossbeam to the inclined girder by reflecting the design change factors according to the effect of the web inclination.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6A호
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• pp.417-424
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• 2011

본 연구에서는 60 m 급의 장경간 PSC 거더의 개발을 위하여 단면 개선부터 텐던 배치 형상까지 구조적인 성능뿐만 아니라 경제성과 시공성 등을 고려해가며 거더 개발에 관한 연구를 진행하였다. 단면 최적화를 통해 Bulb-T 형의 단면을 도출하였고 단면 평가를 통해 실제 설계 가능성을 평가하였다. 또한 텐던의 배치를 효율적으로 구성하여 사용하중에 대해 효과적으로 대처할 수 있도록 하였다. 실제 대상교량을 선정한 후 개발 거더를 적용해 유한요소해석을 수행한 결과, 모든 하중단계에서 설계 허용응력을 만족하였다. 또한 사용하중에 의해 발생하는 응력이 허용하중보다 작아 안전측 설계가 가능한 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 실물 크기의 60 m 거더를 제작해 4점 실험을 실시한 결과 초기 균열이 사용하중의 2배 이상에서 발생하여, 실험 결과를 통해서도 충분한 구조적 성능을 입증하였다. 본 연구를 통해 개발된 Half-Decked PSC 형식의 60 m 거더는 단면개선과 효율적인 텐던 배치로 경간대비 매우 낮은 형고를 갖게 되었고, 구조적인 이점은 물론 경제성이나 시공성 등에서도 큰 장점을 가질 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제4권2호
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• pp.93-99
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• 2016

엔진 성능 혹은 효율의 극대화는 엔진 구성품들을 점점 더 극한의 환경에서 장시간 운용되게 요구하고 있다. 이를 위해 엔진 제작사 혹은 연구소는 초내열합금, 냉각 설계 최적화, 열차폐 코팅 개선 등의 노력과 동시에 재료 모델링, 유한요소해석, 최적설계 등의 수치 해석 기법을 적용하여 좀 더 정교한 설계 및 해석을 수행하고 있다. 본 연구에서는 연소기 뒤에 위치하는 1 단 고압터빈 노즐의 끝벽 냉각 설계와 열차폐 코팅에 따른 일방향 응고 재료인 1 단 고압터빈 블레이드의 저주기 피로 수명에 대한 영향을 고찰하고자 한다. 이를 위해 경계 조건인 고온 및 고압의 연소 가스에 의한 노즐 및 블레이드의 금속 온도는 복합 열 전달 해석을 통해 얻고, 이 결과를 받아 블레이드의 구조 해석 및 저주기 피로수명을 평가하여 노즐 냉각설계와 열차폐 코팅의 영향을 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.35-36
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• 2009

In this work, we demonstrate 800V 4H-SiC power DMOSFETs with several structural alterations to obtain a low threshold voltage ($V_{TH}$) and a high figure of merit ($V_B^2/R_{SP,ON}$). To optimize the device performance, we consider four design parameters; (a) the doping concentration ($N_{CSL}$) of current spreading layer (CSL) beneath the p-base region, (b) the thickness of p-base ($t_{BASE}$), (c) the doping concentration ($N_J$) and width ($W_J$) of a JFET region, (d) the doping concentration ($N_{EPI}$) and thickness ($t_{EPI}$) of epi-layer. These parameters are optimized using 2D numerical simulation and the 4H-SiC DMOSFET structure results in a threshold voltage ($V_{TH}$) below ~3.8V, and high figure of merit ($V_B^2/R_{SP,ON}$>${\sim}200MW/cm^2$) for a power MOSFET in $V_B$-800V range.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.1-13
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• 1992

본 논문은 선박의 초기설계와 중앙단면 설계용 지식베이스 시스템을 개발하고 지식공학이 선체구조 설계 분야에 매우 효율적으로 적용될 수 있음을 검토하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 첫째 구조설계에 적합한 지식베이스 전문가 시스템 개발용 도구(tool)인 E.1을 개발하였다. E.1은 C언어로 작성되었고 구조설계 과정을 효율적으로 뒷받침해주기 위해서 자동 반복 계산과 재추론 기능을 갖고 있다. 둘째 살물선의 초기설계시 주요치수 추정과 중앙단면 설계를 위한 지식베이스를 개발하였다. 이 지식베이스들은 통계적 경험식, 선급 규정, 경험적 지식 등을 rule, fact, table로 표현하여 구성하였다. 셋째 지식베이스의 추론을 통하여 중앙 단면 최적 설계 프로그램의 입력 자료를 생성하고 최적화 프로그램을 수행시키는 통합(hybrid) 시스템을 구축하였다. 넷째 보강판 설계용 지식베이스 시스템을 개발하기 위해 최적화 결과의 회귀분석을 이용하는 간이 설계법을 적용해 보았다. 이 시스템을 사용하여 살물선과 보강판의 설계과정을 보이고 그 결과를 검토해 보았다. 앞으로 E.I와 성능 개선과 더 우수한 지식베이스가 축적됨에 따라서 선체 구조설계에 사용되는 기존의 CAD 시스템의 성능이 크게 보완될 것으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권3호
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• pp.293-303
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• 2022

As infrastructure ages and traffic load increases, serious public concerns have arisen for the well-being of bridges. The current health monitoring practice focuses on large-scale bridges rather than short span bridges. However, it is critical that more attention should be given to these behind-the-scene bridges. The relevant information about the construction methods and as-built properties are most likely missing. Additionally, since the condition of a bridge has unavoidably changed during service, due to weathering and deterioration, the material properties and boundary conditions would also have changed since its construction. Therefore, it is not appropriate to continue using the design values of the bridge parameters when undertaking any analysis to evaluate bridge performance. It is imperative to update the model, using finite element (FE) analysis to reflect the current structural condition. In this study, a FE model is established to simulate a concrete culvert bridge in New South Wales, Australia. That model, however, contains a number of parameter uncertainties that would compromise the accuracy of analytical results. The model is therefore updated with a neural network (NN) optimisation algorithm incorporating Monte Carlo (MC) simulation to minimise the uncertainties in parameters. The modal frequency and strain responses produced by the updated FE model are compared with the frequency and strain values on-site measured by sensors. The outcome indicates that the NN model updating incorporating MC simulation is a feasible and robust optimisation method for updating numerical models so as to minimise the difference between numerical models and their real-world counterparts.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권5호
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• pp.281-295
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• 2023

The purpose of this study is to demonstrate and verify the application of phase-control absolute-acceleration-feedback active tuned mass dampers (PCA-ATMD) to multiple-degree-of-freedom (MDOF) building structures. In addition, servo speed control technique has been developed as a replacement for force control in order to mitigate the negative effects caused by friction and inertia. The essence of the proposed PCA-ATMD is to achieve a 90° phase lag for a structure by implementing the desired control force so that the PCA-ATMD can receive the maximum power flow with which to effectively mitigate the structural vibration. An MDOF building structure with a PCA-ATMD and a real-time filter forming a complete system is modeled using a state-space representation and is presented in detail. The feedback measurement for the phase control algorithm of the MDOF structure is compact, with only the absolute acceleration of one structural floor and ATMD's velocity relative to the structure required. A discrete-time direct output-feedback optimization method is introduced to the PCA-ATMD to ensure that the control system is optimized and stable. Numerical simulation and shaking table experiments are conducted on a three-story steel shear building structure to verify the performance of the PCA-ATMD. The results indicate that the absolute acceleration of the structure is well suppressed whether considering peak or root-mean-square responses. The experiment also demonstrates that the control of the PCA-ATMD can be decentralized, so that it is convenient to apply and maintain to real high-rise building structures.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.211-216
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• 2023

선박, 항공기 구조물을 설계할 때 경량화 및 강도를 만족할 수 있도록 설계하는 것은 중요하다. 현재, 경량화와 구조물의 강도를 만족시키기 위한 방법으로 3D 프린트 복합재료를 이용한 위상 최적화에 관련된 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 항공기 또는 무인기의 부품 중 하나인 조종면에 대한 3D 프린트 복합재료의 적용 가능성을 분석하기 위해 구조해석을 수행했다. 조종면의 내부 위상 형상에 대해 3가지(육각형, 사각형, 삼각형) 형상을 고려하여 굽힘 하중에 대한 조종면의 최적의 위상 형상을 분석하였다. 또한 3D 프린트 복합재료의 4가지 강화재(탄소섬유, 유리섬유, 고강내열유리섬유, 케블라)를 적용했을 때의 조종면의 굽힘 강도를 분석하였다. 3점 굽힘 실험결과와 구조해석 결과를 비교한 결과, 탄소섬유와 케블라로 제작된 육각형의 위상 형상을 갖는 조종면이 우수한 성능을 갖는 것을 확인하였다. 이를 통해 조종면에 대해 3D 프린트 복합재를 충분히 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.171-178
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• 2020

본 연구에서는 다물체 페리다이나믹 해석 코드의 MPI-OpenMP 혼합 병렬화를 수행하였다. 페리다이나믹 해석 모델은 복잡한 동적파괴 거동 및 불연속 특성을 모사하는데 적합하지만, 비국부 영역을 통한 절점 간 상호작용을 계산하기 때문에 유한요소 모델에 비해 계산 시간이 많이 소요된다. 또한 다중적층구조물의 다물체 페리다이나믹 해석에서 추가된 비국부 접촉 모델과 가상 층간 결합 모델을 통한 여러 물체 간 상호작용으로 계산 부담이 증가한다. 더불어 고속 충돌 파괴와 같은 복잡한 동적 파괴 거동 해석을 위해 세밀한 절점 간격과 작은 시간 간격이 요구되기 때문에 코드 최적화와 병렬화를 통한 고성능 해석 코드 개발이 필수적이다. 해석 코드는 Intel Fortran MPI compiler와 OpenMP를 사용하여 개발되었으며, 한국과학기술정보원(KISTI)의 슈퍼컴퓨팅센터 누리온(Nurion)으로 실행되었다. 다물체 해석 코드를 최적화하기 위한 핵심 요소들을 분석하고, 모델 의존성 발생 서브루틴 분석 및 프로세스 통신 데이터 분별을 통해 MPI-OpenMP 혼합 병렬 처리 구조를 적용하였다. 다물체 충돌 파괴 현상 시뮬레이션을 통해 개발된 병렬 처리 코드의 성능을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제2권8호
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• pp.317-326
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• 2013

본 논문에서는 바이너리 프로그램의 정적인 구조를 표현하는 제어 흐름 그래프를 비교하는 방법을 제안한다. 제어 흐름 그래프를 비교하기 위해서 기본 블록에 포함된 프로그램의 명령어 및 구문 정보를 비교한 후 기본 블록 사이의 유사한 정도를 측정한다. 또한, 에지 확장을 통해 기본 블록들 간의 제어 흐름을 표현하는 그래프 에지의 유사성을 함께 반영한다. 각 기본 블록 사이의 유사도 결과를 기반으로 기본 블록을 서로 매칭하고, 기본 블록 사이의 매칭 정보를 이용해서 전체 제어 흐름 그래프의 유사도를 측정한다. 본 논문에서 제안한 방법은 자바 프로그램으로부터 추출한 제어 흐름 그래프를 대상으로 제어 흐름 구조의 유사성에 따라 두 가지 기준으로 실험을 수행하였다. 그리고, 성능을 평가하기 위해서 기존의 구조적 비교 방법을 함께 실험하였다. 실험 결과로부터 에지 확장 방법은 서로 다른 프로그램에 대해 충분한 변별력을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 프로그램 비교에 좀 더 많은 시간이 소요되지만, 구조가 유사한 프로그램에 대한 매칭 능력에서 기존의 구조적 비교 방법에 비해 우수한 결과를 보였다. 제어 흐름 그래프는 프로그램의 분석에 다양하게 활용될 수 있으며, 제어 흐름 그래프의 비교 방법은 프로그램의 유사성 비교를 통한 코드의 최적화, 유사 코드 검출, 코드의 도용 탐지 등 다양한 분야에서 응용될 수 있을 것이라 기대된다.