• 제목/요약/키워드: analytical design

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도시 고속도로 공사구간 용량 산정 (Capacity of Urban Freeway Work Zones)

  • 이미리;김도경;김효승;이청원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.1123-1130
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    • 2013
  • 본 연구는 도시 고속도로의 편도차로수별 공사구간 기본용량 산정을 위한 것이다. 이를 위하여 현장 자료 및 교통관리센터자료를 수집하고, 4가지 분석방법을 적용한다. 평균 최대 관측 교통류율 분석법과 Headway 분석법, 회귀 분석법, Parameter Inspection 분석법 중 신뢰성이 높은 평균 최대 관측 교통류율 분석법 및 Headway 분석법의 결과를 값을 기반으로 공사구간 기본용량을 산출한다. 설계속도 80km/h인 도시고속도로 공사구간 평균용량은 약 1,650pcphpl로 추정된다. 편도 4차로 공사시 용량은 약 1,700pcphpl, 편도 2차로 공사시 용량은 약 1,600pcphpl이며, 용량 감소율은 각각 0.15, 0.2이다. 편도차로수가 적을수록 용량이 더 감소하는 것으로 보인다. 또한 결과의 검증을 위하여 파라믹스 시뮬레이션 분석을 통해 편도 차로수별 용량을 산정하고, 자료분석 산출용량을 비교한다. 본 연구는 도시 고속도로의 공사구간의 효율적이고 체계적인 관리 수립에 기여할 수 있다.

나노구조 이중게이트 MOSFET에서 터널링이 단채널효과에 미치는 영향 (Influence on Short Channel Effects by Tunneling for Nano structure Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.479-485
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    • 2006
  • 이중게이트 MOSFET는 스케일링 이론을 확장하고 단채널효과를 제어 할 수 있는 소자로서 각광을 받고 있다. 단 채널효과를 제어하기 위하여 저도핑 초박막 채널폭을 가진 이중게이트 MOSFET의 경우, 20nm이하까지 스케일링이 가능한 것으로 알려지고 있다. 이 논문에서 는 20m이하까지 스켈링된 이중게이트 MOSFET소자에 대한 분석학석 전송모델을 제시하고자 한다. 이 모델을 이용하여 서브문턱스윙(Subthreshold swing), 문턱전압변화(Threshold voltage rolloff) 드레인유기장벽저하(Drain induced barrier lowering)와 같은 단채널효과를 분석하고자 한다. 제안된 모델은 열방출 및 터널링에 의한 전송효과를 포함하고 있으며 이차원 포아슨방정식의 근사해를 이용하여 포텐셜 분포를 구하였다. 또한 터널링 효과는 Wentzel-Kramers-Brillouin 근사를 이 용하였다. 이 모델을 사용하여 초박막 게이트산화막 및 채널폭을 가진 5-20nm 채널길이의 이중게이트 MOSFET에 대한 서브문턱영역의 전송특성을 해석하였다. 또한 이 모델의 결과값을 이차원 수치해석학적 모델값과 비교하였으며 게이트길이, 채널두께 및 게이트산화막 두께에 대한 관계를 구하기 위하여 사용하였다.

다중관형 CO2 급탕열교환기의 열적성능에 대한 해석연구 (An analytical study on the thermal performance of multi-tube CO2 water heater)

  • 장근선;최연성;김영재
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.23-30
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    • 2016
  • 본 연구에서는 길이 4.5 m와 7.5 m의 다중관 $CO_2$ 급탕 열교환기의 열전달 및 압력강하 특성을 ${\epsilon}-NTU$ 방법을 사용하여 해석하고 결과를 기존의 실험 데이터와 비교하였다. 급탕 열교환기는 쉘측에 물이 흐르고 8개로 구성된 내부 튜브에 $CO_2$를 흐르게 하였으며 열전달 효율을 최대화하기 위하여 대향류로 설계하였다. 각 노드에 대한 물과 $CO_2$ 냉매의 유동에 대한 에너지 평형 방정식은 단면분할법을 이용하여 해석하였다. 열전달율 계산값은 실험값과 ${\pm}5%$ 범위 내에서 잘 일치하였다. 반면에 물의 출구온도는 물 유량이 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하며 계산값과 실험값은 ${\pm}3%$ 내에서 일치하였다. 결과에서 열전달율은 4.5 m와 7.5 m 급탕 열교환기 모두 물 유량 또는 $CO_2$ 입구온도가 증가함에 따라 거의 선형적으로 증가하였으며, 반면에 물 유량이 증가함에 따라 물의 출구온도는 선형적으로 감소하였다. $CO_2$ 압력강하 계산값과 실험값은 $CO_2$가 고유량일 때 5 % 내에서 잘 일치한 반면에 $CO_2$가 저유량일 때 실험값이 약 20 % 높게 나타났다.

철도차량용 기초제동장치의 제동레버 강도에 대한 해석적 연구 (Analytical study to the Brake Lever in Basic Brake System for Railway Vehicle)

  • 박수명;박재영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.624-629
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    • 2016
  • 철도차량에서 기초제동장치의 제동레버는 제동통으로부터 발생되는 작용하중을 받아서 제동패드로 전달하는 중요한 안전장치로 설계 시 높은 안전성이 요구되는 기구이다. 그러나 철도차량의 설계기준인 【철도차량 안전기준에 관한 규칙】에 의하면 충분한 강도를 가져야 한다와 같이 정성적인 기준만을 제시하고 있어 실제 안전율 1.27로 설계된 전기기관차용 제동레버가 절손되어 재질을 바꿔 강도를 높인 적이 있고 또한 철도차량의 종류에 따라 각기 다른 구조의 제동레버를 사용하고 있어 본 논문에서는 분리형 구조로 설계된 고속철도차량과 일체형으로 설계된 전기동차와 전기기관차에 적용된 각각의 제동레버에 대해 이론적 해석, 구조해석을 시행하여 응력분포 및 취약부분을 확인하였다. 또한 제동 시 발생되는 수평응력과 굽힘 응력의 관계를 확인하기 위해 파단시험을 실시하여 제동레버가 굽힘 응력을 많이 받음을 확인하였다. 이와 같은 해석과 실험을 통해 실제 운행 중인 철도차량의 각 제동레버에 적용된 안전율을 확인하였으며, 실제 적용된 안전율을 바탕으로 최소 정량적인 안전율의 기준 값을 제시하였다. 그리고 일체형으로 제작된 전기동차의 제동레버에 대해 동일조건하에 분리형으로 설계 변경하여 구조해석을 시행하여 일체형으로 설계된 제동레버를 분리형으로 설계 변경하였을 경우 안전율 향상에 어느 정도 영향을 미치는지를 분석하였다.

주택유통시장에서 가격거품은 왜 발생하는가?: 소비자의 기대에 기초한 가격 변동주기 모형 (Expectation-Based Model Explaining Boom and Bust Cycles in Housing Markets)

  • 원지성
    • 유통과학연구
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    • 제13권8호
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    • pp.61-71
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    • 2015
  • Purpose - Before the year 2000, the housing prices in Korea were increasing every decade. After 2000, for the first time, Korea experienced a decrease in housing prices, and the repetitive cycle of price fluctuation started. Such a "boom and bust cycle" is a worldwide phenomenon. The current study proposes a mathematical model to explain price fluctuation cycles based on the theory of consumer psychology. Specifically, the model incorporates the effects of buyer expectations of future prices on actual price changes. Based on the model, this study investigates various independent variables affecting the amplitude of price fluctuations in housing markets. Research design, data, and methodology - The study provides theoretical analyses based on a mathematical model. The proposed model uses the following assumptions of the pricing mechanism in housing markets. First, the price of a house at a certain time is affected not only by its current price but also by its expected future price. Second, house investors or buyers cannot predict the exact future price but make a subjective prediction based on observed price changes up to the present. Third, the price is determined by demand changes made in previous time periods. The current study tries to explain the boom-bust cycle in housing markets with a mathematical model and several numerical examples. The model illustrates the effects of consumer price elasticity, consumer sensitivity to price changes, and the sensitivity of prices to demand changes on price fluctuation. Results - The analytical results imply that even without external effects, the boom-bust cycle can occur endogenously due to buyer psychological factors. The model supports the expectation of future price direction as the most important variable causing price fluctuation in housing market. Consumer tendency for making choices based on both the current and expected future price causes repetitive boom-bust cycles in housing markets. Such consumers who respond more sensitively to price changes are shown to make the market more volatile. Consumer price elasticity is shown to be irrelevant to price fluctuations. Conclusions - The mechanism of price fluctuation in the proposed model can be summarized as follows. If a certain external shock causes an initial price increase, consumers perceive it as an ongoing increasing price trend. If the demand increases due to the higher expected price, the price goes up further. However, too high a price cannot be sustained for long, thus the increasing price trend ceases at some point. Once the market loses the momentum of a price increase, the price starts to drop. A price decrease signals a further decrease in a future price, thus the demand decreases further. When the price is perceived as low enough, the direction of the price change is reversed again. Policy makers should be cognizant that the current increase in housing prices due to increased liquidity can pose a serious threat of a sudden price decrease in housing markets.

가격탄력성과 생산비용에 기초한 대량 마케팅과 표적시장 마케팅의 비교 분석 (Comparative Analyses of Mass Marketing and Target Marketing Based on Price Elasticity and Production Cost)

  • 원지성
    • 유통과학연구
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    • 제11권4호
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    • pp.61-72
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    • 2013
  • Purpose - It is widely accepted that the process of developing marketing strategy is composed of three steps: market segmentation, target market selection and positioning. However, mass marketing strategy based on cost reduction through economies of scale and standardized products, can be also an effective strategic option. Many marketing scholars including Theodore Levitt emphasize the importance of applying the mass production concept to various industries including service industries. Especially, in times of economic downturn, the capability of providing consumers with low-priced, value products can be an important source of competitive advantage, as well as the ability of providing high-priced premium products. Marketers should decide whether they will implement mass marketing strategy or target marketing strategy. The present study theoretically shows that firms should understand the target customers' price elasticity as well as the firm's cost structure in order to make such a strategic decision. Research design, data, and methodology - Instead of implementing an empirical study, this study provides a theoretical(mathematical) investigation on the effect of consumers' price elasticity on a firm's optimal price level, profit, sales volume, revenue, and cost. The results are mostly deduced from derivative calculations and several graphs are utilized to represent the results on the relationships between the variables under study. Results - The analytical results suggest that it is more profitable for a firm to adopt the segment/target marketing strategy (more specifically the differentiation strategy) when the degree of consumers' heterogeneity is high and the proportion of the fixed cost in the total cost is low. On the other hand, if the degree of consumers' heterogeneity is low and the fixed cost is high, it is better to adopt the mass marketing strategy or the cost leadership strategy. The strategy of concentrating on a single target market will be effective when consumers' needs are highly heterogeneous but the fixed cost is high. Any of the three types of generic strategies proposed my Porter(1980, 1985) can be applied when both the consumers' heterogeneity and the fixed cost are low. This study also proposes the contribution-margin-based method for developing the optimal pricing strategy. Conclusions - One of the primary roles of marketers is to find a proper compromise between the two conflicting goals of maximizing customer satisfaction and minimizing cost. In order to do so, he or she should understand the characteristics of the target customers as well as the cost structure of the firm. In addition to the theoretical analyses, this study discusses several business cases and explains how superior companies find the optimal compromise position between these two goals and dominate the market. One of the radical changes recently taking place in business arena is the reduction of production and distribution costs of both physical goods and information due to the advancement and the wide diffusion of information technology. The cost reduction combined with lowered priced elasticity incurred by customized products and services, will enable many firms to adopt the mass customization strategy.

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수리-역학적 복합거동 해석을 위한 OGSFLAC 시뮬레이터 개발 및 검증: 단상 유체 거동 해석 (Development and Verification of OGSFLAC Simulator for Hydromechanical Coupled Analysis: Single-phase Fluid Flow Analysis)

  • 박찬희;김태현;박의섭;정용복;방은석
    • 터널과지하공간
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    • 제29권6호
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    • pp.468-479
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    • 2019
  • 최근 대두되고 있는 지하공간 활용의 필요성 증대에 따라 지하공간의 안정적인 활용을 위해서는 수리-역학적 복합거동에 대한 이해가 필수적이다. 본 연구에서는 향후 국내 다양한 현장 및 지중 조건을 고려한 연구를 수행하는데 도구가 될 수 있는 수치해석을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 이를 위해 지중의 유체역학과 열역학, 역학을 해석하는 과학 소프트웨어 중 하나인 OpenGeoSys와 지반의 여러 역학적 문제들을 해석하는데 전문성을 지닌 FLAC3D를 연계하기로 하였다. 연동해석 기법에 대한 조사를 통해 OpenGeoSys를 주(master)로, FLAC3D를 종속(slave)으로 하여 연계 해석하는 파일 기반의 순차적 연계 방식으로 알고리즘을 개발하였다. 또한, 개발된 시뮬레이터의 검증을 위해 포화된 상태에서의 단상 유체 거동과 관련한 Terzaghi의 압밀 문제를 벤치마크 모델로 선정하여 비교 검증을 수행하였으며, 해석적 해와 수치해석의 결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다.

Avoidance of Internal Resonances in Hemispherical Resonator Assemblies from Fused Quartz Connected by Indium Solder

  • 세르게이 사라플로프;이희남;박상진
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.835-841
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    • 2013
  • Modern solid-state gyroscopes (HRG) with hemispherical resonators from high-purity quartz glass and special surface superfinishing and ultrathin gold coating become the best instruments for precise-grade inertial reference units (IRU) targeting long-term space missions. Designing of these sensors could be a notable contribution into development of Korea as a space nation. In participial, 40mm diameter thin-shell resonator from high-purity fused quartz, fabricated as a single-piece with its supporting stem has been designed, machined, etched, tuned, tested, and delivered by STM Co. (ATS of Ukraine) several years ago; an extremely-high Q-factor (upto 10~20 millions) has been shown. Understanding of the best way how to match such a unique sensor with inner glass assembly of the gyro means how to use the high potential in a maximal extent; and this has become the urgent task. Inner quartz glass assembly has a very thin indium (In) layer soldered the resonator and its silica base (case), but effects of internal resonances between operational modal pair of the shell-cup and its side (parasitic) modes can notable degrade the potential of the sensor as a whole, instead of so low level of resonator's intrinsic losses. Unfortunately, there are special combinations of dimensions of the parts (so-called, "resonant sizes"), when intensive losses of energy occurs. The authors proposed to use the length of stem's fixture as an additional design parameter to avoid such cases. So-called, a cyclic scheme of finite element method (FEM) and ANSYS software were employed to estimate different combinations of gyro assembly parameters. This variant has no mismatches of numerical origin due to FEM's discrete mesh. The optimum length and dangerous "resonant lengths" have been found. The special attention has been paid to analyses of 3D effects in a cup-stem transient zone, including determination of a difference between the positions of geometrical Pole of the resonant hemisphere and of its "dynamical Pole", i.e., its real zone of oscillation node. Boundary effects between the shell (cup) and 3D short "beams" (inner and outer stems) have been ranged. The results of the numerical experiments have been compared with the classic model of a quasi-hemispherical shell band with inextensional midsurface, and the solution using Rayleigh's functions of the $1^{st}$ and $2^{nd}$ kinds. To guarantee the truth of the recommended sizes to a designer of the real device, the analytical and FEM results have been compared with experimental data for a party of real resonators. The consistency of the results obtained by different means has been shown with errors less than 5%. The results notably differ from the data published earlier by different researchers.

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중심가새골조의 순단면 파단에 관한 해석적 연구 (Analytical Study of Net Section Fracture in Special Concentrically Braced Frames)

  • 유정한
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.63-70
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    • 2009
  • 파괴모드는 저항력과 비탄성 변형 능력의 저하를 일으키는 균열이나 파단으로 귀결된다. 특수중심가새골조의 잠재적 파괴모드는 가새의 균열이나 파단, 가새나 거싯 플레이트의 순단면 파단, 거싯 플레이트용접의 균열, 볼트의 전단균열, 블록전단파단, 그리고 거싯 플레이트의 좌굴 등을 포함하고 있다. HSS 튜브가새는 특수중심가새골조에 자주 사용되고, 가새의 순단면 파단은 거싯 플레이트가 가새로 삽입되는 홈의 끝부분에 가새의 순단면을 통해 발생한다. 이 파괴모드는 인장파괴모드로 분류되고 급격한 강도저하와 취성적인 거동을 보인다. AISC 디자인 규준에선 순단면 보강을 요구하고 있다 (AISC 2001). 이 논문에서, 순단면 보강의 필요성에 대해 논의한다. 먼저, 미국 버클리대학교에서 수행됐던 순단면 파단실험을 유한요소모델을 이용한 이 실험의 모델링을 통해 소개한다. 실제 골조에서의 순단면 파단의 가능성을 조사하기 위해, 홈이 있는 중심가새골조를 유한요소법을 이용 모델링 하고, 인장지배의 근거리지진 이력을 적용시킨다. 이는 이력이 순단면 파단의 가장 중요한 인자라는 이전 해석 결과에서 기인한 것이다. 순단면 보강의 필요성과 인장지배의 근거리지진 이력의 영향에 대해 조사한다.

화력발전 보일러 과열기 및 재열기 운전 중 튜브 온도예측기법 (Temperature Prediction Method for Superheater and Reheater Tubes of Fossil Power Plant Boiler During Operation)

  • 김범신;송기욱;유성연
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권5호
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    • pp.563-569
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    • 2012
  • 대용량 화력발전 보일러 과열기와 재열기 튜브는 과열에 취약하여 보일러 정지 시 튜브 내부의 산화 스케일 두께를 측정하여 과열상태를 평가한다. 산화스케일 두께측정에 의한 튜브 온도예측은 튜브의 발췌가 불가피하고 정확한 과열지점의 선정과 튜브의 초기운전온도가 확보되지 못하면 유의한 튜브온도예측결과를 얻을 수 없는 문제점이 있다. 또한 해석적 방법에 의해 튜브 온도를 예측하는 경우 튜브 외부 연소가스에 대한 연소, 복사, 대류 및 난류유동에 대한 방대한 해석이 필요한 반면 순시적인 부하의 변동, 탄종의 변화 및 운전방법의 변화를 반영할 수 없으므로 지속적인 튜브의 온도를 예측할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 보일러 운전정보와 유로망 해석을 통해 튜브의 열유속을 계산하고 이를 이용하여 단시간에 튜브의 온도를 예측할 수 있는 기법을 제시하였다. 본 기법을 Larson-Miller Parameter 법과 같은 실용적인 튜브 손상평가기법과 결합하면 유용한 고온손상감시의 수단으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.