• 제목/요약/키워드: analytical design

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Hydraulic fracture initiation pressure of anisotropic shale gas reservoirs

  • Zhu, Haiyan;Guo, Jianchun;Zhao, Xing;Lu, Qianli;Luo, Bo;Feng, Yong-Cun
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제7권4호
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    • pp.403-430
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    • 2014
  • Shale gas formations exhibit strong mechanical and strength anisotropies. Thus, it is necessary to study the effect of anisotropy on the hydraulic fracture initiation pressure. The calculation model for the in-situ stress of the bedding formation is improved according to the effective stress theory. An analytical model of the stresses around wellbore in shale gas reservoirs, in consideration of stratum dip direction, dip angle, and in-situ stress azimuth, has been built. Besides, this work established a calculation model for the stress around the perforation holes. In combination with the tensile failure criterion, a prediction model for the hydraulic fracture initiation pressure in the shale gas reservoirs is put forward. The error between the prediction result and the measured value for the shale gas reservoir in the southern Sichuan Province is only 3.5%. Specifically, effects of factors including elasticity modulus, Poisson's ratio, in-situ stress ratio, tensile strength, perforation angle (the angle between perforation direction and the maximum principal stress) of anisotropic formations on hydraulic fracture initiation pressure have been investigated. The perforation angle has the largest effect on the fracture initiation pressure, followed by the in-situ stress ratio, ratio of tensile strength to pore pressure, and the anisotropy ratio of elasticity moduli as the last. The effect of the anisotropy ratio of the Poisson's ratio on the fracture initiation pressure can be ignored. This study provides a reference for the hydraulic fracturing design in shale gas wells.

유한요소해석을 통한 자동차용 글라스의 승강성능 예측 (Prediction of Lift Performance of Automotive Glass Using Finite Element Analysis)

  • 문형일;김헌영;최천;이인혁;김도형
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권11호
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    • pp.1749-1755
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    • 2010
  • 파워 글라스 시스템의 특성은 주로 윈도우 레귤레이터의 거동 특성과 글라스 런에 의한 저항에 의해 결정되며, 시험 결과 분석을 통해 시스템의 성능을 예측한다. 본 논문에서는 시험적인 방법의 한계를 해결하기 위해, 익스플리시트 코드를 사용한 해석적 방법을 제안하였다. 해석 모델에 사용한 글라스 런은 무니-리블린 모델을 사용하여 모델링 하였고, 다양한 조건에서의 마찰 시험을 실시하여 마찰계수를 구하였다. 또한, 윈도우 레귤레이터 파트의 메커니즘은 패스트 벨트 시스템과 슬립 링요소를 사용하여 모델링 하였고, 상승 시 발생하는 전류와 하중과의 상관관계 분석을 통해 레귤레이션 메커니즘의 신뢰성을 검증하였고, 모터의 특성을 고려하여 신뢰성 있는 글라스 상승 시간을 예측하였다.

Receptance 방법에 의한 골조구조계의 진동해석 (Vibration Analysis of Frame Structural Systems by the Receptance Method)

  • 한성용;김극천
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.174-186
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    • 1991
  • 해상 및 육상구조물에는 다수의 보 및 봉요소들로 구성된 골조구조계 또는 이에 감쇠가 있는 스프링·질량계로 유추될 수 있는 부가물이 부가된 복합적구조계가 있다. 이와 같은 계의 진동해석을 효율적으로 수행하기 위해 receptance방법을 근간으로 하는 해석적 방법을 제시했다. 자유진동특성 및 집중기진력에 대한 응답을 계산하기 위해 균일단면 Timoshenko보 및 봉의 receptance를 유도하고 이들을 각종 부가물들의 receptance와 함께 합성하는 방법을 제시했다. 이때 복합계의 감쇠특성도 각 구성요소 감쇠특성의 합성에 의해 산정된다. 또한 지지부에 변위기진이 작용하는 경우에 대한 동적응답계산을 수행할수 있도록 균일단면 Timoshenko보 및 봉의 Support Displacement Transfer Ratio를 유도하고 이를 다른 구성요소들의 receptance와 합성하는 방법도 제시했다. 이와같은 방법은 특히 부분적 설계변수변경에 따른 동특성치 재산정예 있어서 매우 편리하다.

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소수주형 철도교의 궤도시스템 변화에 따른 동적거동 분석 (A Dynamic Behavior Analysis of composite Few Plate Girder Railway Bridge under Variety of Track systems)

  • 이홍준;최정열;엄맥;박용걸
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1171-1176
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    • 2005
  • The latest technical development of steel plate girder railway bridge are developing in ways to maximize its durability of materials in use of high strength steel and efficiency of maintenance and management by the introduction of simplified and standardization ideas. In addition to this, it is also expected to reduce the cost of bridge construction and to simplify the process of bridge manufacturing. Referring to this, composite few plate girder railway bridge is highly recommendable that is very economical with the fine exterior. In this paper, it will analyse the variation of dynamic behavior of existing composite few plate girder railway bridge with ballast caused by modified Slab Track through interpretation of limited enzyme in order to obtain the existing data for improvement of Slab Track system from Ballast Track system. Consequently, it can help maximize economic efficiency and structural capability. As a results, although the natural frequency by modified Slab Track are decreased, it is hardly influencing on the safety of railway bridges. It is also evident in the case of slab deck with a reduced scale in comparison with Ballast Track. Therefore, it is expected to reduce the cost of a railway bridge plan. And, it can expect the synergistic effect of the ensure long term durability of bridge caused by decreased stresses of bottom flange due to reduced dead load. As a result, the analytical study are carried out to investigate the composite few plate girder railway bridge could be the optimal design method for the dynamic safety of a girder section.

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Metal Insulator Gate Geometric HEMT: Novel Attributes and Design Consideration for High Speed Analog Applications

  • Gupta, Ritesh;Kaur, Ravneet;Aggarwal, Sandeep Kr;Gupta, Mridula;Gupta, R.S.
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제10권1호
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    • pp.66-77
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    • 2010
  • Improvement in breakdown voltage ($BV_{ds}$) and speed of the device are the key issues among the researchers for enhancing the performance of HEMT. Increased speed of the device aspires for shortened gate length ($L_g$), but due to lithographic limitation, shortening $L_g$ below sub-micrometer requires the inclusion of various metal-insulator geometries like T-gate onto the conventional architecture. It has been observed that the speed of the device can be enhanced by minimizing the effect of upper gate electrode on device characteristics, whereas increase in the $BV_{ds}$ of the device can be achieved by considering the finite effect of the upper gate electrode. Further, improvement in $BV_{ds}$ can be obtained by applying field plates, especially at the drain side. The important parameters affecting $BV_{ds}$ and cut-off frequency ($f_T$) of the device are the length, thickness, position and shape of metal-insulator geometry. In this context, intensive simulation work with analytical analysis has been carried out to study the effect of variation in length, thickness and position of the insulator under the gate for various metal-insulator gate geometries like T-gate, $\Gamma$-gate, Step-gate etc., to anticipate superior device performance in conventional HEMT structure.

3차원 탄소성 유한변위해석을 이용한 고강도(POSTEN60, POSTEN80) 원형강교각의 내진성능에 관한 연구 (A Study on Seismic Performance of High-Strength Steel(POSTEN60, POSTEN80) Pipe-Section Piers using 3-Dimensional Elastic-Plastic Finite Deformation Analysis)

  • 장경호;장갑철;강재훈
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권6호통권40호
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    • pp.45-54
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    • 2004
  • 최근 강구조물의 장경간화 및 고층화로 인하여 고강도강재의 사용이 점차 증가하고 있다. 고강도강재(POSTEN60, POSTEN80)가 적용된 강구조물의 정확한 내진설계를 위해서는 반복하중 작용시 발생하는 대변형 및 비선형반복거동을 구현할 수 있는 해석기법이 필요하다. 본 연구에서는 고강도강재의 단조재하실험 및 반복하중실험을 기초하여 반복소성모델을 제안하였다. 제안된 소성모델과 유한변위이론을 적용한 3차원 탄소성 유한변위해석기법을 개발하였으며 이를 실험값과 비교하여 검증하였다. 검증된 3차원 탄소성 유한변위해석을 이용하여 고강도 원형강교각의 내진해석을 수행하였다. 또한, 고강도 원형강교각의 지름-두께비에 따른 내진성능을 명확히 하였다.

위성 발사체 구조 개발을 위한 음향/진동 연구 (An overview of acoustic and vibration research activities for the structural development of Korean space launchers)

  • 박순홍
    • 한국음향학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.342-350
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    • 2020
  • 본 논문은 우주 발사체 구조 개발을 위한 음향/진동 연구의 개요와 음향 해석 및 시험 기술의 국내 현황을 소개하고 있다. 먼저 발사체 운용중에 받는 동하중에 대하여 요약, 정리하고 위성체를 보호하기 위한 페이로드 페어링의 음향 하중 저감 설계 및 해석 방법을 소개하였다. 나로호부터 현재 한국형발사체 페이로드 페어링까지 음향 보호 시스템의 최적 설계를 위해 구조 진동-음향 연성 해석 성능의 향상을 도모하였으며, 이를 위한 연구 활동을 살펴보았다. 구체적으로 적층 구조가 다른 복합재료 실린더에 대한 음향 하중 저감 성능 해석 및 검증 시험, 음향 공명기 배열을 적용하기 위한 인클로저 음향 시험, 나로호 페어링 실린더부에 대한 음향 가진 시험 및 해석 등의 결과를 소개하였다. 현재 개발중인 한국형 발사체(누리호)의 페이로드 페어링 음향 하중 저감 해석 및 시험 결과를 소개하였으며 해석 결과가 실험 결과를 잘 예측함을 보였다.

신재생에너지 발전 출력 예측과 경제성 종합평가 기술개발 (Development of Economic Evaluation Solution and Power Prediction of Renewable Energy System)

  • 전대성;김진영;김현구;김종현;염기웅;신기열
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제39권6호
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    • pp.93-112
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    • 2019
  • In this paper, a very new web-based software for renewable energy system (RES) design and economic evaluation was introduced. This solution would provide the precise RES estimation service including not only photovoltaic (PV), wind turbine (WT) and fuel cell (FC) individually but also energy storage system (ESS) as combined forms with PV or WT. The three reasons why we ought to develop it are: First, the standardized tool suitable to the domestic environment for estimating power generation from RES facilities and economic evaluation is required. Secondly, the standardized tool is needed to spread domestic RES supply policy and to promote the new industry in the micro-grid field. The last, the reliability of economic evaluation should be enhanced more for new facilities. To achieve those aims, the weather database of one hundred locations have established and the RES facility database has also constructed. For the energy management, mathematical models for PV, WT, ESS and FC were developed. As a final phase, the analytical process to evaluate economics has performed with field data verification.

전단철근이 없는 I형 휨보강 UHPCC 보의 거동해석 (Analysis of the Reinforced I section UHPCC (Ulrea High Performance Cementitous Composites) beam without stirrup)

  • 김성욱;한상묵;강수태;공정식;강준형;전상은
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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    • pp.409-412
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    • 2004
  • Over last decade extensive researches have been undertaken on the strength behaviour of Fiber Reinforced Concrete(FRC) structures. But the use of Ultra-High Strength Steel Fiber Cementitious Concrete Composites is in its infancy and there is a few experiments, analysis method and design criteria on the structural elements constructed with this new generation material which compressive strength is over 150 MPa and characteristic behaviour on the failure status is ductile. The objective of this paper is to investigate and analyze the behaviour of reinforced rectangular structural members constructed with ultra high performance cementitious composites (UHPCC). This material is known as reactive powder concrete (RPC) mixed with domestic materials and its compressive strength is over 150MP. The variables of test specimens were shear span ratio, reinforcement ratio and fiber quantity. Even if there were no shear stirrups in test specimens, most influential variable to determine the failure mode between shear and flexural action was proved to be shear span ratio. The characteristics of ultra high-strength concrete is basically brittle, but due to the steel fiber reinforcement behaviour of this structure member became ductile after the peak load. As a result of the test, the stress block of compressive zone could be defined. The proposed analytical calculation of internal force capacity based by plastic analysis gave a good prediction for the shear and flexural strength of specimens. The numerical verification of the finite element model which constitutive law developed for Mode I fracture of fiber reinforced concrete correctly captured the overall behaviour of the specimens tested.

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욕실수전 내부에서의 유동 해석 연구를 통한 융합 기술연구 (Study on Convergence Technique through the Flow Analytical Study inside the Faucet for Bathroom)

  • 조재웅
    • 한국융합학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.37-42
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    • 2015
  • 오늘날 지구는 환경오염이 심해짐에 따라 여러 가지 자연 재해 때문에 실제 사용할 수 있는 수자원이 점차 고갈되어 가고 있어 그 수자원을 절약할 수 있는 방법이 필요한 때이다. 본 연구는 욕실용 수전 모델들의 내부에서의 유동 해석을 하여 속도 및 온도 분포들을 분석하였다. Model 3가 Model들 중 혼합 후의 온도가 가장 균일하게 나타나고, Model 3는 가장 낮은 속도 분포를 가지고 있고 혼합을 위한 공간이 가장 커서 물의 배출속도에 가장 많은 영향을 줌으로서 물을 아낄 수 있다고 보인다. 본 연구 결과를 이용하여 여러 가지 모양의 공간을 만들어 더욱 혼합이 잘 이루어지게 하여 그 물을 아끼는 욕실용 수전 모델의 개발에 활용될 수 있다고 사료된다. 또한, 디자인 면에서 융합 기술로의 접목도 가능하여 미적인 감각을 나타낼 수 있다.