• Computers and Concrete
• /
• 제32권1호
• /
• pp.99-117
• /
• 2023

The crack under the influence of the higher intensities of the stresses grows and the structure gets collapsed with the time when the crack length reaches to critical value. Therefore, the fracture behavior of a structure in terms of stress intensity factors (SIF) becomes important to determine the remaining fracture strength and capacity of material and structure for avoiding catastrophic failure, increasing safety and further improvement in the design. The robustness of the method has been demonstrated by comparing the numerical results with analytical and experimental results of some problems. XFEM is used to model cracks and holes in structures and predict their strength and reliability under service conditions. Further, XFEM is extended with a stochastic method for predicting the sensitivity in terms of output COVs and fracture strength in terms of mean values of stress intensity factors (SIFs) of a structure with discontinuities (cracks and holes) under tensile loading condition with input individual and combined randomness in different system parameters. In stochastic technique, the second order perturbation technique (SOPT) has been used for the predicting the fracture behavior of the structures. The stochastic/perturbation technique is also known as Taylor series expansion method and it provides the reliable results if the input randomness is less than twenty percentage. From the present numerical analysis it is observed that, the crack tip near to the hole is under the influence of the stress concentration and the variational effect of the input random parameters on the crack tip in terms of the SIFs are lesser so the COVs are the less sensitive. The COVs of mixed mode SIFs are the most sensitive for the crack angles (α=45° to 90°) for all the values of c₁ and d₁. The plate with the shorter distance between hole and crack is the most sensitive with all the crack angles but the crack tip which is much nearer to the hole has the highest sensitivity.

• 대기
• /
• 제23권3호
• /
• pp.293-305
• /
• 2013

대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하기 위하여 기존의 무차원화된 정역학 모형을 바탕으로 무차원화된 비정역학 모형을 개발하였다. 모형을 검증하기 위하여 정역학 방정식 계의 해석해와 비정역학성이 아주 작은 경우의 수치 실험 결과를 비교하였고, 두 결과가 거의 같음을 확인하였다. 무차원화된 비정역학 모형을 이용하여 선형 계와 비선형 계에서 대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하였다. 선형 계와 비선형 계 모두에서 비정역학성 인자가 작은 경우 열원 꼭대기 위에서 연직 방향으로, 비정역학성 인자가 상대적으로 큰 경우 주 상승 기류의 풍하측에서 수평 방향으로 상승 운동과 하강 운동이 교대하는 파동 형태의 섭동장이 나타났다. 풍하측에서 나타나는 상승 운동과 하강 운동을 분석하기 위하여 선형, 정상 상태, 비점성 흐름에 대한 Taylor-Goldstein 방정식을 구하였다. 주 상승기류의 풍하측에서 교대로 나타나는 상승 하강 기류세포는 전파파의 수평 방향 전파 성분과 에바네센트파, 즉 비정역학성 인자에 의해 결정되는 임계 파장보다 파장이 짧아 연직 방향으로 전파되지 못하고 수평 방향으로만 전파되는 중력파의 중첩으로 설명할 수 있다. 선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반과 일치하였으나, 약한 비선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반보다 다소 길었다. 주 상승 기류 지역 내에서 최대 상승 기류의 위치는 비선형성과 비정역학성 정도에 따라 다르게 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권4호
• /
• pp.329-334
• /
• 2017

다양한 산업 분야의 구조물은 여러 부구조의 조합으로 구성되며, 시스템의 자유도 또한 무수히 많다. 높은 복잡성을 가지는 구조물의 해석 및 계산 효율을 향상시키기 위해서 해석 모델의 단순화 및 자유도 축소가 요구된다. 지난 50여 년 동안 규모가 큰 공학적 문제를 단순화하기 위해 다양한 부분구조화 기법들이 개발되어 왔다. 이러한 부분구조화 기법들은 Newton-Raphson 알고리즘 등과 같은 반복계산을 동반하는 비선형 구조해석 문제 해석에 매우 효과적이다. 본 논문에서는 기 개발된 비선형 부분구조화 기법 중의 하나인 모드미분(modal derivatives)을 이용하여 기하비선형 보의 모델 축소에 적용하고자 한다. 모드미분은 모드 기반 축소 기저의 2차항의 형태로, 선형모드의 조합으로 근사 가능한 변위벡터를 미소변위에 대한 Taylor 급수를 통해 확인할 수 있으며, 시스템의 고유치 문제를 모드 좌표로 미분을 함으로써 얻어진다. 모드미분에는 비선형 접선 강성행렬의 미분을 포함하고 있으며, 이는 유한차분법 등의 근사를 통해 계산할 수 있다. 제안된 방법론은 기하학적 비선형 문제에 우수한 성능을 보이는 동시회전 유한요소법에 적용하였다. 수치예제를 통해 보의 경계가 수평으로 움직일 수 있는 문제에서는 기존의 모드축소기법이 매우 비효율적임을 알 수 있었다. 한편 모드미분을 이용한 축소기법은 다양한 경계조건에 대하여 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 천문학논총
• /
• 제12권1호
• /
• pp.111-143
• /
• 1997

We have developed a spherical FCT code in order to simulate the interaction of supernova remnants with stellar wind bubbles. We assume that the density profile of the supernova ejecta follows the Chevalier mode1(1982) where the outer portion has a power-law density distribution($\rho{\propto}\gamma^{-n}$) and the SN ejecta has a kinetic energy of $10^{51}$ ergs. The structure of wind bubble has been calculated with the stellar mass loss rate $\dot{M}=5\times10^{-6}M_{\odot}/yr$ and the wind velocity $\upsilon=2\times10^3$ km/s We have simulated seven models with different initial conditions In the first two models we computed the evolution of SNRs with n=7 and n=14 in the uniform medium The numerical results agree with the Chevalier's similarity solution at early times. When all of the power-law portion of the ejecta is swept up by the reverse shock, the evolution slowly converges to the Sedov-Taylor stage. There is not much difference between the two cases with different n's The other five models simulate SNRs produced inside wind bubbles. In model III, we consider the SN ejecta of 1.4 $M_{\odot}$ and the radius of bubble ~2.76 pc so that ratio of the mass $\alpha(=M_{W.S}/M_{ej}$ is 2. We follow the complex hydrodynamic flows produced by the interaction of SN shocks with stellar shocks and with the contact discontinuities, In the model III, the time scale for the SN shock to cross the wind shell $\tau_{cross}$ is similar to the time scale for the reverse shock to sweep the power-law density profile $\tau_{bend}$. Hence the SN shock crosses the wind shell. At late times SN shock produces another shell in the ambient medium so that we have a SNR with double shell structure. From the numerical results of the remaining models, we have found that when $\tau_{cross}/\tau_{bend}\leq2$, or equivalently when $\alpha\leq50$, the SNRs produced inside wind bubbles have double shell structure. Otherwise, either the SN shock does not cross the wind shell or even if it crosses at one time, the reverse shock reflected at the center accelerates the wind shell to merge into the SN shock Our results confirm the conclusion of Tenorio-Tagle et a1(1990).

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권10호
• /
• pp.1307-1313
• /
• 2011

전자제어식 차동제한 장치는 기계식에 비해서 능동제어가 가능하고 응답성이 좋아 기계식을 대체해 나가고 있다. STS 304 재질의 코일 하우징은 전자제어식 차동제한장치의 솔레노이드 어셈블리에서 가장 중요한 부품이다. 코일 하우징의 제조시 높은 형상 정밀도가 필수적이나, STS 304의 박판 사용과 가공변수의 변동으로 정밀 가공이 어렵다. 본 연구의 목적은 코일하우징의 가공조건에서 강건해를 구하여 평균과 변동을 최적화 하는 것이다. 코일하우징의 형상정밀도 평균과 표준편차를 최소화 하기 위한 주요 변수로 조의 척킹압력, 절삭속도, 이송속도의 평균과 표준편차가 고려됐다. 가공변수의 변동을 고려하여 평균과 표준편차를 모두 최소화 하는 최적의 조건을 선정하고자 반응표면모델 기반 2차 테일러 전개를 통한 강건 최적설계를 수행하였다.

• 한국작물학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.353-359
• /
• 1988

두께가 서로 다른 $C_3$ 식물의 잎은 단위엽면적당 광합성 능력에 있어서도 차이가 나는 바 잎의 내부구조와 기체교환 사이의 관계를 바탕으로 그 원인을 구명하였다. 광합성의 2대 제한요인으로 기체확산과 생화학적 과정의 상대적인 중요도를 결정하기 위해 중엽세포의 표면은 기체확산 저항의, 그리고 세포의 체적은 탄소고정 능력의 지표로 가정하였다. 즉 세포의 표면적이 증가하면 이산화탄소의 액상확산 저항이 감소하며 체적이 증대되면 carboxylation, oxygenation, 그리고 dark respiration 반응속도가 증가한다고 간주하였다. 이러한 개념을 함축하는 광합성 모형을 작성하고 이 가설의 검증을 위해 대두 품종 Amsoy잎을 이용한 실험을 수행하였다. 생장조절실내에서 200, 400, 600$\mu$mol photons m$^{-2}$ s$^{-1}$ PAR을 공급하여 서로 다른 두께의 잎을 준비하였으며 제3 및 4본엽에 대해 1,000 $\mu$mol photons m$^{-2}$ s$^{-1}$ PAR 및 28 기온 환경하에서 이산화탄소 흡수속도를 측정한 결과 세포의 체적과 표면적의 영향을 동시에 고려한 광합성 모형이 세포 표면적만을 고려한 경우 보다 실측치에 가까운 예측치를 산출하였다. 이로 미루어 세포의 표면적과 체적은 잎의 두께 및 그에 따른 광합성 능력의 예측에 적절한 변수로 간주된다.

• 기술혁신연구
• /
• 제27권2호
• /
• pp.99-122
• /
• 2019

공적개발원조는(ODA; Official Development Assistance)는 개발도상국에 인도주의적 원조를 지원하는 수단인 동시에 ODA 공여국의 국익을 추구하는 수단이다. 특히 수출 중심의 산업구조를 갖고 있는 한국의 경제적 특성과 더불어 신(新)남방정책 등 수출시장 다변화를 위한 국가 정책이 추진되고 있는 최근 추세를 감안하면 ODA 원조가 수출에 미치는 정책적 효과 검증은 더욱 중요한 함의를 가진다. 본 연구에서는 다양한 형태의 ODA 가운데에서도 교육훈련, 전문가 파견, 기술자문 등을 통해 기술과 지식, 기술 노하우를 전달하는'기술협력 ODA'에 주목하여 기술협력 ODA가 한국의 수출에 미치는 영향을 분석하였다. 분석을 위해 한국이 ODA를 지원하는 178개 대상국의 GDP, 거리, 외국인직접투자(FDI) 실적, FTA 체결 여부 등 무역에 영향을 미칠 수 있는 변수 등을 연계하여 2007년부터 2016년까지 10년간의 패널 데이터베이스를 구축하였으며, 이후 국제무역흐름을 설명하기 위해 널리 활용되는 중력모형을 근간으로 기술협력 ODA가 공여국의 수출에 미치는 효과를 패널 고정효과(Panel Fixed effect), 패널 확률효과(Panel Random effect), 도구변수를 활용한 패널 고정효과분석(FEIV), 하우스만 테일러 (Hausman-Taylor) 등 다양한 패널분석모형들을 활용하여 분석하였다. 분석의 결과, ODA 수혜국의 과학-기술 보고서 발간으로 대표되는 과학기술 지식 인프라가 풍부할수록 기술협력 ODA가 활발하며, 한국의 기술협력 ODA는 한국의 수출, 특히 제조단계에서 중간재 수출에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 도출되었다. 또한, 이러한 효과가 나타나는 과정을 우즈베키스탄, 필리핀, 모로코의 기술협력 ODA의 사례를 통하여 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.991-995
• /
• 2005

본 연구에서는 1차원 이송-분산 과정을 연구하고 전단류 흐름 및 분산거동에 있어 Taylor 이론의 핵심이라 할 수 있는 '종방향 이송과 횡방향 확산의 균형'을 기본 개념으로 하여, 이송과 확산을 분리하여 이 두 과정이 순차적으로 발생한다는 가정에 의거한 순차혼합모형을 제시하였다. 본 모형에서는 가상의 하천을 여러 개의 행과 종방향 거리를 길이가 일정한 구획으로 나누어 연속적인 분산과정을 이산적인 형태로 나타낼 수 있게 하고, 횡방향 유속분포에 따라 각 행에 각기 다른 유속을 할당한다. 오염물질은 하폭방향 선오염원으로 원점에 순간주입되며, 주어진 혼합시간 $t_m$ 동안 각 행의 오염물질들이 각자에 할당된 유속을 따라 진행하고 진행이 끝난 후 횡방향 확산이 순간적으로 이루어진다. 횡방향 확산은 횡방향으로 완전하게 일어남을 가정하여, 횡방향 확산이 끝나면 각 열에서의 농도 평균값이 할당된다. 이러한 혼합시간 $t_m$ 동안의 순차적인 이송-확산 과정이 반복되면서 오염물질의 분산이 일어나며, 농도 분포 그래프를 그릴 수 있게 된다. 순차혼합모형을 가상의 직선하천에 적용하여 종분산계수를 유도하였는데, 본 연구에서 유도된 종분산계순식은 Fischer.가 제안한 식과 유사한 형태로 나타남을 알 수 있었다. 본 모형에서 계산된 농도분포 곡선을 해석해와 비교한 결과,두 곡선이 적절히 일치함을 확인할 수 있었으며 해석해와의 비교를 통해 종분산계수 K가 혼합시간 $t_m$과 선형관계임을 확인할 수 있었다. 수심대하폭비에 따라 각기 다른 유속분포에 적용하여 종분산계수 K가 유속편차강도의 제곱에 비례관계에 있음이 밝힐 수 있었다. 수압은 $4.69kg/cm^2$으로 나타났다. 밸브 개폐도가 $100\%$일 때가 밸브를 $60\%$와 $80\%$ 개폐시켰을 때보다 $0.3kg/cm^2,\;0.29kg/cm^2$ 낮게 나타나 밸브를 전체 개방 했을 때 관로내의 수압이 상수설계기준에 적합한 수압을 유지함을 알 수 있다. 상수관로 설계 기준에서는 관로내 수압을 $1.5\~4.0kg/cm^2$으로 나타내고 있는데 $6kg/cm^2$보다 과수압을 나타내는 경우가 $100\%$로 밸브를 개방하였을 때보다 $60\%,\;80\%$ 개방하였을 때가 더 빈번히 발생하고 있으므로 대상지역의 밸브 개폐는 $100\%$ 개방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.8R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로

• 대한치과보철학회지
• /
• 제45권4호
• /
• pp.457-468
• /
• 2007

Statements of problem: The fracture of acrylic resin dentures remains an unsolved problem. Therefore, many investigations have been performed and various approaches to strengthening acrylic resin, for example, the reinforcement of heat-cured acrylic resin using glass fibers, have been suggested over the years. Silane is important for bonding between glass fiber and resin. Purpose: The aim of the present study was to investigate the effect of various silane on the strength of PMMA resin and roughness of resin-glass fiber complex after abrasion test. Material and methods: 3mm glass fiber (Chopped strand, Hankuk fiber Co., Milyang, Korea) was treated with 3 kinds of silane (MPS, EPS, APS) (Sila-ace, Chisso chemical, Tokyo, Japan) and mixed with PMMA resin(Vertex RS, Vertex Dental B.V., Zeist, Netherlands). Transverse strength and Young's modulus was measured using Instron (Instron model 4466, Instron, Massachusetts, USA). After abrasion test (The 858 Mini Bionix II Test System, MTS System Co., Minnesota, USA) surface roughness was evaluated using tester (Form Talysurf plus, Taylor Hopson Ltd., Leicester England). Examination of scanning electron microscope was also performed. Results: Within this study, the following conclusions were drawn. 1. Surface treatment of glass fiber with MPS and APS increased transverse strength of PMMA resin complex, but surface treatment with EPS decreased transverse strength of PMMA resin complex (p<0.05). 2. Silane treated glass fiber increased Young's modulus of PMMA resin complex compared to desized glass fiber (p<0.05). 3. Roughness increased after abrasion test in case of PMMA resin reinforced with desized glass fiber (p<0.05). 4. Roughness change was not observed after abrasion test in case of PMMA resin reinforced with silane treated glass fiber (p>0.05).

• Interdisciplinary Bio Central
• /
• 제4권3호
• /
• pp.10.1-10.12
• /
• 2012

Introduction: We investigated frameshift suppressor tRNAs previously reported to use five-base anticodon-codon interactions in order to provide a collection of frameshift suppressor tRNAs to the synthetic biology community and to develop modular frameshift suppressor logic devices for use in synthetic biology applications. Results and Discussion: We adapted eleven previously described frameshift suppressor tRNAs to the BioBrick cloning format, and built three genetic logic circuits to detect frameshift suppression. The three circuits employed three different mechanisms: direct frameshift suppression of reporter gene mutations, frameshift suppression leading to positive feedback via quorum sensing, and enzymatic amplification of frameshift suppression signals. In the course of testing frameshift suppressor logic, we uncovered unexpected behavior in the frameshift suppressor tRNAs. The results led us to posit a four-base binding hypothesis for the frameshift suppressor tRNA interactions with mRNA as an alternative to the published five-base binding model. Conclusion and Prospects: The published five-base anticodon/codon rule explained only 17 of the 58 frameshift suppression experiments we conducted. Our deduced four-base binding rule successfully explained 56 out of our 58 frameshift suppression results. In the process of applying biological knowledge about frameshift suppressor tRNAs to the engineering application of frameshift suppressor logic, we discovered new biological knowledge. This knowledge leads to a redesign of the original engineering application and encourages new ones. Our study reinforces the concept that synthetic biology is often a winding path from science to engineering and back again; scientific investigations spark engineering applications, the implementation of which suggests new scientific investigations.