• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.779-788
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• 2008

본 논문에서는 편재하된 하중이 작용하는 제형 다실 박스거더의 정확한 뒤틀림 거동규명을 위해 3차원 쉘 요소를 사용한 해석법이 제안된다. 쉘 요소를 사용한 독립적인 뒤틀림 해석을 위해서는 정확한 뒤틀림 하중을 산정해야 하는데 본 논문에서는 정역학적인 힘의 평형조건 및 중첩의 원리를 토대로 작용하는 편재하된 하중을 제형 다실 박스거더의 주요한 거동을 유발하는 하중들로 분해하는 하중분해식을 유도하였다. 제안된 하중분해식에 의해 편재하된 하중은 휨과 비틂 그리고 뒤틀림 거동을 유발하는 하중들로 분해되고 이렇게 분해된 하중들을 쉘 요소에 적용하면 각 거동의 독립적인 해석결과를 얻을 수 있다. 이러한 독립적인 해석법은 다실 박스거더의 주요 거동의 역학적 특성을 이해하는 데 매우 유용할 것이고 특히 박스거더의 뒤틀림 거동에 대해 명확히 규명할 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것이다. 그리고 현장의 설계자가 복잡한 뒤틀림 상수들을 계산하지 않고도 간단한 쉘요소 모델을 이용하여 독립적인 뒤틀림 해석을 수행할 수 있도록 큰 도움을 줄 수 있을 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권4호
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• pp.517-542
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• 2022

The effect of mean angle of wind attack on the flutter critical wind speed of two generic bridge deck cross-sections, viz, one closed box type streamlined section (deck-1) and closed box trapezoidal bluff type section with extended flanges/overhangs (deck-2) type of section have been studied using Computational Fluid Dynamics (CFD) based forced vibration simulation method. Owing to the importance of the effect of the amplitude of forcing oscillation on the flutter onset, its effect on the flutter derivatives and flutter onset have been studied, especially at non-zero mean angles of wind attack. The flutter derivatives obtained have been used to evaluate flutter critical wind speeds and flutter index of the deck sections at non-zero mean angles of wind attack studied and the same have been validated with those based on experimental results reported in literature. The value of amplitude of forcing oscillation in torsional degree of freedom for CFD based simulations is suggested to be in the range of 0.5° to 2°, especially for bluff bridge deck sections. Early onset of flutter from numerical simulations, thereby conservative estimate of occurrence of instability has been observed from numerical simulations in case of bluff bridge deck section. The study aids in gaining confidence and the extent of applicability of CFD during early stages of bridge design, especially towards carrying out studies on mean incident wind effects.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.367-372
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• 2001

The paper presents an improved way of aerodynamic quality in Korean Very High Speed Railway, The pantograph model being under development dissatisfies the required grade of aerodynamic lift force. So the present work proposes modified configurations of panheads to maintain consistent aerodynamic characteristics. Analysis has been performed using commercial CFD program. Simulation based analysis has been conducted with two different models. One is to attach the thin plate on the crossbar and the other is the use of trapezoidal cross section in contact strip. Various length of thin plate is simulated for flow velocity and acceptable value of plate length is selected which satisfy the necessary average lift force. Aerodynamic variation on the panheads strip is studied.

• 한국정밀공학회지
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• 제10권2호
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• pp.40-47
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• 1993

To diversify the area of application of UBET to the analysis of ring rolling which produces rings having more complex cross-sectional configuration, an element of triangular cross-section has been introduced and the corresponding kinematically admissible velocity field has been derived while considering the material flow between neighboring elements. The theoretical perdictions in roll torque and profile formation show good agreement with the experiments. The effect of process parameters such as feed rate and taper angle of the roll groove has been discussed.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권1호
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• pp.19-30
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• 2023

Steel-concrete composite slabs represent a very efficient floor solution combining the key performance of two different materials: the steel and the concrete. Composite slab response is governed by the degree of the interaction between these two materials, mainly depending by chemical and mechanical bond. The latter is characterized by a limited degree of confinement if compared with the one of the rebars in reinforced concrete members while the former is remarkably influenced by the type of concrete and the roughness of the profiled surface, frequently lubricated during the cold-forming manufacturing processes. Indeed, owing to the impossibility to guarantee a full interaction between the two materials, a key parameter governing slab design is represented by the horizontal shear-bond strength, which should be always experimentally estimated. According to EC4, the design of the slab bending resistance, is based on the simplified assumption that the decking sheet is totally yielded, i.e., always in plastic range, despite experimental and numerical researches demonstrate that a large part of the steel deck resists in elastic range when longitudinal shear collapse is achieved. In the paper, the limit strain for composite slab, which corresponds to the slip, i.e., the debonding between the two materials, has been appraised by means of a refined numerical method used for the simulation of experimental results obtained on 8 different composite slab types. In total, 71 specimens have been considered, differing for the properties of the materials, cross-section of the trapezoidal profiled metal sheets and specimen lengths.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제7권4호
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• pp.353-369
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• 2020

This paper presents the flutter analysis and optimum design of axially functionally graded box beam cantilever wing section by considering various geometric and material parameters. The coupled dynamic equations of the continuous model of wing system in terms of material and cross-sectional properties are formulated based on extended Hamilton's principle. By expressing the lift and pitching moment in terms of plunge and pitch displacements, the resultant two continuous equations are simplified using Galerkin's reduced order model. The flutter velocity is predicted from the solution of resultant damped eigenvalue problem. Parametric studies are conducted to know the effects of geometric factors such as taper ratio, thickness, sweep angle as well as material volume fractions and functional grading index on the flutter velocity. A generalized surrogate model is constructed by training the radial basis function network with the parametric data. The optimized material and geometric parameters of the section are predicted by solving the constrained optimal problem using firefly metaheuristics algorithm that employs the developed surrogate model for the function evaluations. The trapezoidal hollow box beam section design with axial functional grading concept is illustrated with combination of aluminium alloy and aluminium with silicon carbide particulates. A good improvement in flutter velocity is noticed by the optimization.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7244-7249
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• 2015

본 연구는 소켓연결방식을 이용한 PSC 제형 거더를 구성하는 프리캐스트 부재의 소켓연결 성능을 검증하고 복부 부재의 최적화 단면을 산정할 수 있도록 단위부재 실험을 수행하여 거더의 구조성능을 평가하였다. 실험은 연결부의 성능실험과 복부의 휨 및 전단 성능 실험을 수행 하였으며 모두 4점 재하방식으로 수행되었다. 실험결과 소켓연결을 실시한 시험체에서의 초기균열하중은 기준시험체 대비 크게 저하 되었으나 최대하중 이후의 거동은 큰 차이가 없음을 알 수 있었다. 또한 철근의 고리 이음부 길이는 최대하중에 큰 영향을 미치지 않았다. 복부 전단 실험 결과 프리스트레싱 강봉으로 전단 보강을 실시한 시험체에서 기준시험체 대비 높은 사인장 균열하중을 나타내었다. 복부 휨 실험 결과 인장측에 프리스트레싱 강봉으로 보강한 시험체에서 가장 큰 최대하중 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2A호
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• pp.155-162
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• 2009

이 논문은 정다각형 중실단면을 갖는 최강보에 관한 연구이다. 이 연구에서 보의 체적은 항상 일정하다. 이러한 보에 집중하중과 만재 사다리꼴 분포하중이 작용하는 경우에 탄성곡선의 미분방정식을 유도하고 이를 수치해석하여 정적 거동을 산정하였다. 미분방정식은 Runge-Kutta법을 이용하여 수치적분을 하였고 미지수인 보의 초기치는 shooting method를 이용하여 산정하였다. 수치해석 예에서는 단순보를 채택하였고, 단면깊이의 형상함수로는 선형, 포물선형 및 정현형의 함수를 채택하였다. 이 연구에서 얻은 수치해석의 결과로부터 보의 정적 최대거동값이 최소가 되는 단면형상 즉 최강단면비를 산정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3A호
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• pp.251-258
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• 2009

이 논문은 정다각형 중실 단면을 갖는 최강보에 관한 연구이다. 이 연구에서 보의 체적은 항상 일정하다. 이러한 보에 집중하중과 만재 사다리꼴 분포하중이 작용하는 경우에 탄성곡선의 미분방정식을 유도하고 이를 중적분법을 이용하여 풀어 정적 거동을 산정하였다. 미분방정식의 정적분은 Simpson 공식을 이용하였다. 수치해석 예에서는 고정-고정 보 및 고정-회전보를 채택하였고, 단면깊이의 형상함수로는 선형, 포물선형 및 정현형의 함수를 채택하였다. 이 연구에서 얻은 수치해석의 결과로부터 보의 정적 최대거동값이 최소가 되는 단면형상 즉 최강단면비를 산정하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.41-44
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• 2012

In order to cool the turbine blade under high temperature operating conditions, the film-cooling method is generally applied. In this study, $CO_2$ was used as working fluid and it helped the operating system to prevent the loss of compressed air. The trapezoidal diffuser shape was adopted at the cross section of hole and the characteristics of heat flow with various working fluids were numerically studied. In particular, the different mixture ratios of $CO_2$, such as various density ratios of 0.2, 0.8, and 1.0, respectively, were considered. Numerical results are graphically depicted with various conditions.