• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권2호
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• pp.179-194
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• 2022

The bending, buckling and free vibration responses of functionally graded material (FGM) beams are investigated semi-analytically by the scaled boundary finite element method (SBFEM) in this paper. In the concepts of the SBFEM, the dimension of computational domain can be reduced by one, therefore only the axial dimension of the beam is discretized using the higher order spectral element, which reduces the amount of calculation and greatly improves the calculation efficiency. The governing equation of FGM beams is derived in detail by the means of the principle of virtual work. Compared with the higher-order beam theory, fewer parameters and simpler control equations are used. And the governing equation is transformed into a first-order ordinary differential equation by introducing intermediate variables. Analytical solutions of the governing equation can be obtained by pade series expansion in the direction of thickness. Numerical example are compared with the numerical solutions provided by the previous researchers to verify the accuracy and applicability of the proposed method. The results show that the proposed formulations can quickly converge to the reference solutions by increasing the order of higher order spectral elements, and high accuracy can be achieved by using a small number of the elements. In addition, the influence of the structural sizes, material properties and boundary conditions on the mechanical behaviors of FG beams subjected to different load types is discussed.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권1호
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• pp.1-13
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• 2023

Elastic bending of imperfect functionally graded sandwich plates (FGSPs) laying on the Winkler-Pasternak foundation and subjected to sinusoidal loads is analyzed. The analyses have been established using the quasi-3D sinusoidal shear deformation model. In this theory, the number of unknowns is condensed to only five unknowns using integral-undefined terms without requiring any correction shear factor. Moreover, the current constituent material properties of the middle layer is considered homogeneous and isotropic. But those of the top and bottom face sheets of the graded porous sandwich plate (FGSP) are supposed to vary regularly and continuously in the direction of thickness according to the trigonometric volume fraction's model. The corresponding equilibrium equations of FGSPs with simply supported edges are derived via the static version of the Hamilton's principle. The differential equations of the system are resolved via Navier's method for various schemes of FGSPs. The current study examine the impact of the material index, porosity, side-to-thickness ratio, aspect ratio, and the Winkler-Pasternak foundation on the displacements, axial and shear stresses of the sandwich structure.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제24권6호
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• pp.200-206
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• 2024

Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) technique has been used for the elemental composition of the soils. In this technique, a high energy laser pulse is focused on a sample to produce plasma. From the spectroscopic analysis of such plasma plume, we have determined the different elements present in the soil. This technique is effective and rapid for the qualitative and quantitative analysis of all type of samples. In this work a Q-switched Nd: YAG laser operating with its fundamental mode (1064 nm laser wavelength), 5 nanosecond pulse width, and 10 Hz repetition rate was focused on soil samples using 10 cm quartz lens. The emission spectra of soil consist of Iron (Fe), Calcium (Ca), Titanium (Ti), Silicon (Si), Aluminum (Al), Magnesium (Mg), Manganese (Mn), Potassium (K), Nickel (Ni), Chromium (Cr), Copper (Cu), Mercury (Hg), Barium (Ba), Vanadium (V), Lead (Pb), Nitrogen (N), Scandium (Sc), Hydrogen (H), Strontium (Sr), and Lithium (Li) with different finger-prints of the transition lines. The maximum intensity of the transition lines was observed close to the surface of the sample and it was decreased along the axial direction of the plasma expansion due to the thermalization and the recombination process. We have also determined the plasma parameters such as electron temperature and the electron number density of the plasma using Boltzmann's plot method as well as the Stark broadening of the transition lines respectively. The electron temperature is estimated at 14611 °K, whereas the electron number density i.e. 4.1 × 10¹⁶ cm^-3 lies close to the surface.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.77-83
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• 2024

The design shear strength equations of RC shear walls have been developed based on their performance under in-plane (IP) loads, thereby failing to account for the potential performance degradation of shear strength when subjected to simultaneous out-of-plane (OOP) loading. Most of the previous experimental studies on RC walls have been conducted in one direction under quasi-static conditions, and due to the difficulty in experimental planning, there is a lack of research on cyclic loading and results under multi-axial loading conditions. During an earthquake, shear walls may yield earlier than their design strength or fail unexpectedly when subjected to multi-directional forces, deviating from their intended failure mode. In this paper, nonlinear analysis in finite element models was performed based on the results of cyclic loading experiments on reinforced concrete shear walls of auxiliary buildings. To investigate the reduction trend in IP shear capacity concerning the OOP load ratio, parametric analysis was conducted using the shear wall FEM. The analysis results showed that as the magnitude of the OOP load increased, the IP strength decreased, with a more significant effect observed as the size of the opening increased. Thus, the necessity to incorporate this strength reduction as a factor for the OOP load effect in the wall design strength equation should be discussed by performing various parametric studies.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.77-86
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• 2007

건축물의 증가와 자원의 효율적인 활용의 목적으로 기존 건축물에 대한 리모델링이 주목을 받고 있다. 리모델링 공사로 인해 세대간 병합을 위해 기존 벽에 개구부를 설치하는 경우 개구부의 영향을 파악 하는 것을 목적으로 철근콘크리트 전단벽의 정적가력 실험을 실시했다. 그 결과 개구부 유무에 따른 파괴현상은 벽판에 형성된 압축지주의 단면적이 감소함으로써 다르게 나타났다. 특히 최대 내력은 개구부 설치에 따라 약 35%정도 감소되는 특성을 보였다. 이러한 경향은 강성 및 에너지 소산능력에서도 유사하게 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.119-126
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• 2008

국내에서 공동주택이 대량으로 공급되었던 1980~1990년대에는 콘크리트의 설계기준강도가 약 18MPa로 낮았으며 또한 대부분의 기둥은 수직하중만을 고려하여 설계되었다. 본 연구에서는 수명이 오래된 콘크리트 기둥의 성능을 향상시키기 위하여 시공이 간편하고 내식성이 우수하며 인장성능이 매우 뛰어난 탄소섬유시트로 보강된 RC 기둥의 압축강도 성능평가 실험을 수행하였다. 기둥을 구속하는 탄소섬유시트의 wrapping 각도는 수직하중과 수평하중에 저항할 수 있도록 기둥의 재축방향에 대하여 ${\pm}60^{\circ}$ 각도로 보강하였다. 실험을 수행한 후 압축강도 및 변형률의 증가양상과 시험체의 파괴양상을 분석하였으며 실험결과의 회귀분석을 수행하여 향상된 압축강도를 예측할 수 있는 회귀식을 작성하였다.

• 한국전통조경학회지
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• 제28권3호
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• pp.72-84
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• 2010

본 연구는 서산마애삼존불을 중심으로 삼국시대 조성된 마애삼존불상 조형에 담겨진 비례미 등 구성적 원리가 어떻게 표현되고 있는지를 확인함으로써 전통 석조 방식의 하나인 삼존석조의 구축 및 응용을 위한 기초자료 구축을 모색하였다. 총 17개 마애삼존불의 크기 및 비율 분석 결과, 본존불의 평균 전고는 2.96m, 우협시는 2.19m, 좌협시는 2.16m였다. 이에 따른 높이비는 100:75:75로 좌우 대칭균형의 관계를 보였고, 좌우협시의 면적비는 13.4:16.7 로 우협시의 면적비가 높았다. 서산마애삼존불은 용현계곡의 삼불교를 건너 인암(印岩) 바위에 새겨져 있으며, 좌향은 방위각 $S47^{\circ}E$로 측정되었다. 이는 예배자의 눈부심을 차단하면서 햇빛의 방향에 따른 불상의 이미지 변화와 미감을 노린 것으로 판단된다. 서산마애불의 도상적 특징은 반가상과 봉지보주형 보상입상을 협시도 하고 있으며, 좌우비대칭형의 삼존 구성임에도 불구하고 동일한 선과 형태가 반복되는 가운데 통일성을 보임으로서 안정된 시각적 균형을 보이고 있다. 특히 서산마애삼존불의 경우, 본존불과 좌협시 그리고 우협시의 전고는 각각 2.80m, 1.66m, 1.70m였다. 좌우협시불의 높이비는 0.60:0.62로 거의 대등한 반면 면적비는 28.8:25.2로 보다 큰 차이를 보여 평면상의 면적비가 삼재미적 비례에 더욱 근접한 것으로 파악되었다. 광배 중심의 사윗각비는 88:44:48로 직각에 가까운 반면 연화좌 중심 사윗각의 비는 127:30:23으로 측정됨으로서 둔각에 가까운 부등변삼각형의 형태를 보였다. 따라서 서산마애삼존불의 상부와 하부는 직각과 둔각의 부등변삼각형의 각도 비례를 통한 대응적 관계를 유지하는 가운데 안정적 비례감을 취하고 있다. 상반부의 거리비는 0.51:0.36:0.38인 반면 하반부의 거리비는 0.53:0.33:0.27로 보다 부등변삼각형에 가까운 모습을 보이면서 상하 좌우대칭의 비대칭균형을 이루고 있다. 서산마애삼존불을 대상으로 삼재미의 관계를 살펴본 결과, 길이비 보다는 면적비나 삼각도형을 이루는 각도비가 더욱 두드러져 나타났다. 각 불상 상호간의 높이 및 면적비 못지않게 상부 광배와 하부 연화좌를 중심으로 형성되는 부등변삼각이 이루는 구도는 삼재간의 구성적 아름다움을 배가시키는 매우 중요한 내부적 동인이 되고 있다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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• pp.258-292
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• 1996

In the last year great interest appears to YBCO thin films preparation on different substrate materials. Preparation of epitaxial film is a very difficult problem. There are many requirements to substrate materials that must be fullfilled. Main problems are lattice mismatch (misfit) and similarity of structure. From paper [1] or follows that difference in interatomic distances and angles of substrate and film is mire important problem than similarity of structure. In this work we present interatomic distances and angle relations between substrate materials belonging to ABCO4 group (where A-Sr or Ca, B-rare earth element, C-Al or Ga) of different orientations and YBCO thin films. There are many materials used as substrates for HTsC thin films. ABCO4 group of compounds is characterized by small dielectric constants (it is necessary for microwave applications of HTsC films), absence of twins and small misfit [2]. There most interesting compounds CaNdAlO4, SrLaAlO4 and SrLaGaO4 were investigated. All these compounds are of pseudo-perovskite structure with space group 14/mmm. This structure is very similar to structure of YBCO. SLG substrate has the lowest misfit (0.3%) and dielectric constant. For preparation of then films of substrates of this group of compound plane of <100> orientation are mainly used. Good quality films of <001> orientations are obtained [3]. In this case not only a-a misfit play role, but c-3b misfit is very important too. Sometimes, for preparation of thin films substrates of <001> and <110> orientations were manufactured [3]. Different misfits for different YBCO faces have been analyzed. It has been found that the mismatching factor for (100) face is very similar to that for (001) face so there is possibility of preparation of thin films on both orientations. SrLaAlO4(SLA) and SrLaGaO4(SLG) crystals of general formula ABCO4 have been grown by the Czochralski method. The quality of SLA and SLG crystals strongly depends on axial gradient of temperature and growth and rotation rates. High quality crystals were obtained at axial gradient of temperature near crystal-melt interface lower than 50℃/cm, growth rate 1-3 mm/h and the rotation rate changing from 10-20pm[4]. Strong anisotropy in morphology of SLA and SLG single crystals grown by the Czochralski method is clearly visible. On the basics of our considerations for ABCO4 type of the tetragonal crystals there can appear {001}, {101}, and {110} faces for ionic type model [5]. Morphology of these crystals depend on ionic-covalent character of bonding and crystal growth parameters. Point defects are observed in crystals and they are reflected in color changes (colorless, yellow, green). Point defects are detected in directions perpendicular to oxide planes and are connected with instability of oxygen position in lattice. To investigate facets formations crystals were doped with Cr3+, Er3+, Pr3+, Ba2+. Chromium greater size ion which is substituted for Al3+ clearly induces faceting. There appear easy {110} faces and SLA crystals crack even then the amount of Cr is below 0.3at.% SLG single crystals are not so sensitive to the content of chromium ions. It was also found that if {110} face appears at the beginning of growth process the crystal changes its color on the plane {110} but it happens only on the shoulder part. The projection of {110} face has a great amount of oxygen positions which can be easy defected. Pure and doped SLA and SLG crystals measured by EPR in the<110> direction show more intensive lines than in other directions which allows to suggest that the amount of oxygen defects on the {110} plane is higher. In order to find the origin of colors and their relation with the crystal stability, a set of SLA and SLG crystals were investigated using optical spectroscopy. The colored samples exhibit an absorption band stretching from the UV absorption edge of the crystal, from about 240 nm to about 550 m. In the case of colorless sample, the absorption spectrum consists of a relatively weak band in the UV region. The spectral position and intensities of absorption bands of SLA are typical for imperfection similar to color centers which may be created in most of oxide crystals by UV and X-radiation. It is pointed out that crystal growth process of polycomponent oxide crystals by Czochralski method depends on the preparation of melt and its stoichiometry, orientation of seed, gradient of temperature at crystal-melt interface, parameters of growth (rotation and pulling rate) and control of red-ox atmosphere during seeding and growth (rotation and pulling rate) and control of red-ox atmosphere during seeding and growth. Growth parameters have an influence on the morphology of crystal-melt interface, type and concentration of defects.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.37-46
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• 2014

다양한 지반조건을 갖고 있는 지반구조물들은 공사 설계에 대한 특성에 따라 안정성 해석을 하여 설계와 시공이 되어야 한다. 일반적으로 지반의 강도정수들은 삼축압축시험으로 분석한 결과를 설계시공에 적용하여 안정성을 해석한다. 띠하중과 같은 응력을 받고 있는 댐, 제방, 옹벽 등은 한방향의 변형이 구속되어 있는 평면변형 조건의 지반구조물들이다. 지반 조건에 맞는 안정성 해석은 적절한 강도정수들의 적용에 의해서 이루어져야 한다. 삼축압축시험에 의한 강도정수 적용은 이러한 지반구조물들을 설계할 때, 안전율이 과소평가되어 시공성과 경제성에 불리하게 작용한다. 본 연구는 화강풍화토를 대상으로 삼축압축시험과 평면변형시험을 통하여 강도정수를 산정하고 상대밀도에 따른 강도 증가에 대한 경향을 분석하고자 한다. 삼축압축시험은 응력경화가 지속적으로 발생하기 때문에 최대 변형률 15%에서 한계파괴응력을 결정짓는 반면에, 평면변형 조건에서 수행되는 시험은 강도가 증가하면서 2번의 뚜렷한 응력경화를 나타내었고, 강도정수를 결정할 수 있는 항복응력을 구분할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.64-73
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• 1998

항공기용 엔진에는 압축기단들 사이에 스트럿을 포함하는 S자형 환형덕트가 존재하기도 한다. 이러한 엔진에서 S자형 덕트를 통과하는 유동은 볼록면과 오목면을 따라 가면서 가속과 감속이 이루어지고, 벽면에서의 경계층 성장으로 인해 유로폐쇄량이 증가한다. 이처럼 S자형 덕트의 영향으로 후방에 존재하는 압축기는 불균일한 축방향 속도분포에 따른 영향을 받게 된다. 따라서, 후방 압축기는 전방에 위치한 S자형 덕트의 영향을 충분히 고려하여 설계하여야 한다. S자형 덕트가 미치는 영향을 고려하여 설계된 원심압축기의 성능을 검증하고, S자형 덕트가 원심압축기 성능에 미치는 영향을 파악해보기 위해 압축기 입구에 S자형 환형덕트를 장착한 경우와 원통형 덕트를 장착한 경우에 대해 각각 성능시험을 수행하였다. 시험결과를 통해 입구에 S자형 덕트가 있는 경우에는 없는 경우보다 압축비 및 효율 등 압축기 성능이 저하되고, 쵸킹유량이 감소함을 알 수 있었다. 이러한 성능저하의 원인을 분석하기 위해 S자형 덕트를 포함하는 임펠러의 유동해석을 수행하였으며, 그 결과 성능저하의 원인은, S자형 덕트와 임펠러의 상호작용으로 설계시 예측했던 것보다 인듀서팁에서 상대마하수가 증가하였고, 영각이 감소하였기 때문임을 확인할 수 있었다.