• Interaction and multiscale mechanics
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• 제4권4호
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• pp.247-255
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• 2011

Understanding the structural stability of carbon nanostructure under heat treatment is critical for tailoring the thermal properties of carbon-based material at small length scales. We investigate the heat resistance of the single carbon nanoball ($C_{60}$) and carbon nanoonions ($C_{20}@C_{80}$, $C_{20}@C_{80}@C_{180}$, $C_{20}@C_{80}@C_{180}C_{320}$) by performing molecular dynamics simulations. An empirical many-body potential function, Tersoff potential, for carbon is employed to calculate the interaction force among carbon atoms. Simulation results shows that carbon nanoonions are less resistive against heat treatment than single carbon nanoballs. Single carbon nanoballs such $C_{60}$ can resist heat treatment up to 5600 K, however, carbon nanoonions break down after 5100 K. This intriguing result offers insights into understanding the thermal-mechanical coupling phenomena of nanodevices and the complex process of fullerenes' formation.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.681-688
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• 2011

Structural model of laminated composite plates based on the first order shear deformable plate theory and subjected to a combination of magnetic and thermal fields is developed. Coupled equations of motion are derived via Hamilton's principle on the basis of electromagnetic equations (Faraday, Ampere, Ohm, and Lorenz equations) and thermal equations which are involved in constitutive equations. In order to obtain the implications of a number of geometrical and physical features of the model, one special case is investigated, that is, free vibration of a composite plate immersed in a transversal magnetic field. Special coupling effects between the magnetic and elastic fields are revealed in this paper.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.984-990
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• 2007

본 연구에서는 자동차용 배기관에 대하여 유동, 열변형 및 내구해석 등 유동과 구조의 연계 해석을 수행하여, 배기관의 $O_2$ 농도의 유동분포, 고온의 배기가스에 의한 열적 거동 및 그 내구성능을 평가함으로써, 자동차 배기관의 최적설계를 위한 가이드로 활용하고자 한다.

• 소성∙가공
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• 제20권6호
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• pp.439-449
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• 2011

The temperature distribution and subsequent permanent deformation of SS400 carbon steel plate subjected to an induction-based line heating process were studied by a numerical method involving coupled 3-D electromagnetic-thermal-structural analysis. The numerical study revealed that the amount of permanent deformation is strongly related to the Joule loss caused by such process conditions as input power and moving speed of the heat source. To validate the numerical analysis results, line heating experiments were carried out with a high frequency(HF) induction heating(IH) equipment capable of bending thick plate with the moving accuracy of ${\pm}0.1mm$ in heating coil position. The amount of permanent deformation increased with decreasing moving speed and increasing input power.

• Computers and Concrete
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• 제2권3호
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• pp.189-202
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• 2005

This paper presents an analysis of some experimental results concerning micro-structural tests, permeability measurements and strain-stress tests of four types of High-Performance Concrete, exposed to elevated temperatures (up to $700^{\circ}C$). These experimental results, obtained within the "HITECO" research programme are discussed and interpreted in the context of a recently developed mathematical model of hygro-thermal behaviour and degradation of concrete at high temperature, which is briefly presented in the Part 2 paper (Gawin, et al. 2005). Correlations between concrete permeability and porosity micro-structure, as well as between damage and cracks' volume, are found. An approximate decomposition of the thermally induced material damage into two parts, a chemical one related to cement dehydration process, and a thermal one due to micro-cracks' development caused by thermal strains at micro- and meso-scale, is performed. Constitutive relationships describing influence of temperature and material damage upon its intrinsic permeability at high temperature for 4 types of HPC are deduced. In the Part II of this paper (Gawin, et al. 2005) effect of two different damage-permeability coupling formulations on the results of computer simulations concerning hygro-thermo-mechanical performance of concrete wall during standard fire, is numerically analysed.

• Composites Research
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• 제15권3호
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• pp.18-29
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• 2002

본 논문에서는 얇은 벽보로 모델링 한 위성체 구조물에 입사되는 열 하중에 의해 발생하는 굽힘 진동과 열적 플러터에 대하여 연구하였다. 복합재료 얇은 벽보는 회전관성과 1차, 2차 와핑, 전단변형의 비고전적 요소를 포함한다. CUS구조물로 모델링한 복합재료 얇은 벽보의 열 진동 특성은 적층 순서와 섬유강화복합재료의 방향특성인자로부터 기인된 종방향 굽힘과 횡방향 굽힘의 언성과 관련하여 연구되었다. 수치 해석적인 방법으로 열적 플러터의 안정성 영역의경계값을 구하였으며, 태양 열 플럭스의 입사각, 감쇠계수, 섬유각의 변화에 의한 보의 변위를 구하였다. 주 구조물에 압전소자를 부착하여, 감지기와 작동기로 사용하여 제어해석을 수행하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.536-545
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• 2011

Structural model of laminated composite plates based on the first order shear deformable plate theory and subjected to a combination of magnetic and thermal fields is developed. Coupled equations of motion are derived via Hamilton's principle on the basis of electromagnetic equations (Faraday, Ampere, Ohm, and Lorentz equations) and thermal ones which are involved in constitutive equations. In order to reveal the implications of a number of geometrical and physical features of the model, free vibration of a composite plate immersed in a transversal magnetic field and subjected to a temperature gradient is considered. Special coupling effects between the magnetic-thermal-elastic fields are revealed in this paper.

• 전산구조공학
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• 제6권4호
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• pp.89-98
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• 1993

최근 원자력의 사용이 증가함에 따라 핵폐기물을 효과적으로 처리하는 문제에 관심이 집중되고 있다. 이러한 핵폐기물을 지층내에 저장할 경우 고온의 열에 의해 핵폐기물 구조체에 지대한 영향을 미치므로 지반의 열력학적 거동을 분석할 필요성이 요구된다. 본 연구는 지반내에 처분된 고온의 사용후 핵연료에 의한 열역학적인 응력이 집중되어 비선형 거동이 예상되는 저장구조체 주변에는 비선형 유한요소를 적용하고 선형거동이 예상되는 무한영역에는 선형경계요소를 사용하여, 일반적인 역학적 계와 동일한 방법으로 비선형 유한요소와 경계요소를 조합한 프로그램을 개발하였다. 사용후 핵연료 폐기구조체와 같이 국부적인 비선형거동이 예상되는 구조물에서는 조합방법이 전 영역을 비선형 유한요소로 모형화하여 해석하는 것보다 효율적임을 알 수 있었다. 또한, 지층내 지반에 영향 미치는 주요 지반계수를 변화시킨 경우, 터널경계의 변위에 이러한 계수들이 어떠한 영향을 미치는가를 개발된 방법을 사용하여 검토하였다. 검토결과, 다른 계수들의 변화보다 열팽창계수의 변화가 터널주위의 변위에 상당한 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1216-1221
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• 2000

Thermally induced vibration response of composite thin walled beams is investigated. The thin-walled beam model incorporates a number of nonclassical effects of transverse shear, primary and secondary warping, 'rotary inertia' and anisotropy of constituent materials. Thermally induced vibration response characteristics of a composite thin walled beam exhibiting the circumferentially uniform system(CUS) configuration are exploited in connection with the structural coupling resulting from directional properties of fiber reinforced composite materials and from ply stacking sequence. A coupled thermal structure analysis that includes the effects of structural deformations on heating and temperature gradient is investigated.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.369-374
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• 2016

본 연구에서는 굽힘-비틀림 커플링(bend-twist coupled, BTC) 설계개념을 적용한 10 MW급 복합재 풍력 블레이드의 구조 최적 설계를 수행하였다. BTC 설계개념은 동적 하중 상황에서 블레이드의 굽힘과 비틀림 거동 사이의 연동을 유도하여, 단면 받음각 변화에 의한 수동적인 적응 하중저감이 가능하다. 인자연구를 통해 최적의 BTC 설계인자를 추출하여 블레이드 구조설계에 적용하였다. BTC 개념이 동적 하중 감소에 미치는 영향을 가늠하기 위해 블레이드 루트 부에서의 피로등가하중을 계산한 결과, BTC 개념이 적용된 블레이드를 적용한 경우 피로등가하중이 2-3% 정도 감소하는 것을 확인할 수 있었다. BTC 효과를 시험적으로 검증하기 위해 1:29 비율의 블레이드 stiffener 축소모델을 제작하였으며, 정하중 시험을 통해 처짐 거동 시 끝단에서의 비틀림을 측정하였다.