• Steel and Composite Structures
• /
• 제33권3호
• /
• pp.403-432
• /
• 2019

Axially functionally graded (AFG) beams are a new class of composite structures that have continuous variations in material and/or geometrical parameters along the axial direction. In this study, the exact analytical solutions for the free vibration of AFG and uniform beams with general elastic supports are obtained by using Euler-Bernoulli beam theory. The elastic supports are modeled with linear rotational and lateral translational springs. Moreover, the material and/or geometrical properties of the AFG beams are assumed to vary continuously and together along the length of the beam according to the power-law forms. Accordingly, the accuracy, efficiency and capability of the proposed formulations are demonstrated by comparing the responses of the numerical examples with the available solutions. In the following, the effects of the elastic end restraints and AFG parameters, namely, gradient index and gradient coefficient, on the values of the first three natural frequencies of the AFG and uniform beams are investigated comprehensively. The analytical solutions are presented in tabular and graphical forms and can be used as the benchmark solutions. Furthermore, the results presented herein can be utilized for design of inhomogeneous beams with various supporting conditions.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제68권6호
• /
• pp.661-675
• /
• 2018

In this paper, buckling analysis of hybrid functionally graded plates using a novel four variable refined plate theory is presented. In this theory the distribution of transverse shear deformation is parabolic across the thickness of the plate by satisfying the surface conditions. Therefore, it is unnecessary to use a shear correction factor. The variations of properties of the plate through the thickness are according to a symmetric sigmoid law (symmetric S-FGM). The principle virtual works is used herein to extract equilibrium equations. The analytical solution is determined using the Navier method for a simply supported rectangular plate subjected to axial forces. The precision of this theory is verified by comparing it with the various solutions available in the literature.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권1호
• /
• pp.51-61
• /
• 2022

Gas separation via hollow fibre membrane modules (HFMM) is deemed to be a promising technology for natural gas sweetening, particularly for lowering the level of carbon dioxide (CO₂) in natural gas, which can cause various problems during transportation and process operation. Separation performance via HFMM is affected by membrane properties, module specifications and operating conditions. In this study, a mathematical model for HFMM is developed, which can be used to assess the effects of the aforementioned variables on separation performance. Appropriate boundary conditions are imposed to resolve steady-state values of permeate variables and incorporated in the model equations via an iterative numerical procedure. The developed model is proven to be reliable via model validation against experimental data in the literature. Also, the model is capable of capturing axial variations of process variables as well as predicting key performance indicators. It can be extended to simulate a large-scale plant and identify an optimal process design and operating conditions for improved separation efficiency and reduced cost.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.81-98
• /
• 1999

도심지 터널 건설에 있어서 중요한 고려 사항중 하나가 지상 건물에 대한 터널 굴착의 영향을 평가하는 문제이다. 일반적으로 터널 굴착에 의한 지표침하로 인접구조물이 영향을 받기도 하지만 기존 인접구조물이 터널 굴착에 따른 지표침하에 영향을 미치기도 한다. 이러한 터널 굴착에 의한 기존 인접구조물의 침하억제 효과와 구조물 손상 평가인자의 감소효과를 규명하기 위해서 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 터널 굴착에 기인한 지반침하가 인접구조물에 미치는 영향과 인접구조물이 지표침하에 미치는 영향을 규명하기 위해서 총 162개의 2차원 탄소성 유한요소 모델을 설정하고, 매개변수 변환연구를 수행하였다. 본 연구에서는 구조물의 폭과 구조물의 축강성 및 휨강성, 구조물의 위치, 터널 심도 등을 고려하였다. 그리고, 구조물과 지반침하의 상호작용을 표현하기 위해서 구조물의 손상평가 인자인 뒤틈각(angular distortion), 처짐비(deflection ratio), 건물의 최대침하량, 부등침하량 및 수평변형률 등의 변화를 관찰하였다. 한편, 지반의 강성과 구조물의 축, 휨강성을 대표할 수 있는 상대 강성비를 도입함으로써 터널 설계자가 활용할 수 있는 도표를 제시하였고, 구조물을 고려하지 않은 상태에서의 greenfield 지표침하 트라프를 수정할 수 있는 보정계수(modification factor) 개념을 도입하였다. 본 연구에서는 구조물과 지표침하와의 상호 간섭효과에 의한 지표침하의 억제와 인접구조물 손상평가 인자들의 감소효과를 고려할 수 있도록 하기 위해서 설계 단계에서 보정계수를 활용한 인접구조물의 합리적인 손상평가방법을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권3호통권76호
• /
• pp.253-262
• /
• 2005

본 논문에서 제시된 스터드-런너 골조형 벽체시스템은 일반구조용 각형강관(열간성형강)을 구조부재로 사용하여 벽체를 구성하고, 수평부재인 런너에 의해 보강되어 있기 때문에 스틸하우스와 비교하여 단위벽체의 내력성능 증가 및 좌굴에 대한 효율적 거동을 기대할 수 있으며, 또한 경량기포콘크리트를 충전함으로써 차음성능 및 단열의 효과를 기대할 수 있다. 이와 같은 시스템을 중 저층(3~5층)규모의 공동주택 및 사무실건물에까지 적용하기 위해, 런너의 설치간격과 경량기포콘크리트의 타설효과를 변수로 하여 실제규모의 단위벽체를 시험체로 제작하여 연직하중 및 수평하중에 대한 내력성능평가가 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 경량기포콘크리트의 타설효과를 고려하여 연직하중에 대한 축내력성능평가와 수평하중에 대한 전단내력성능평가를 통해 스터드-런너 골조형 벽체시스템의 구조적성능을 분석하고자 한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.147-157
• /
• 2018

Alzheimer's disease has the significant factors for the both specific and characteristic features according to the disease progressing that are the volumetry and surface area by the brain hippocampus shrinking and thinning. However, we have suggested a shape analysis to calculate the variance by the roughness, coarseness or uneven surface on 3D MR images. For the reasons we have presented two methods: the first method is the distance calculation from major axis to edge points and the second method is the distance calculation from centroidal point to edge points on a coronal plane. Then we selected the shortest distance and the longest distance in each slice and analyzed the ANOVA and average distances. Consequently we obtained the available and great results by the longest distance of the axial and centroidal point. The results of average distances were 44.85(AD), 45.04(MCI) and 49.31(NC) from the axial points and 39.30(AD), 39.58(MCI) and 44.78(NC) from centroidal points respectively. Finally the distance variations for the easily recognized visualization were shown by the color mapping. This research could be provided an indicator of biomarkers that make diagnosis and prognosis the Alzheimer's diseases in the future.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제37권1호
• /
• pp.10-18
• /
• 2000

본 논문에서는 2축 서보시스템에 적용하기 위한 새로운 윤곽 모델링을 이용하여 퍼지논리형 상호결합제어기를 제안한다. 일반적인 각 축 독립제어기는 각 축의 동적 변수와 루프 이득의 불일치로 인해 윤곽 성능을 감소시킨다. 실제적으로 이러한 시스템은 많은 불확실성도 보유하고 있다. 상호결합제어기는 정확한 윤곽을 구하기 위해 모든 축의 위치 오차 정보를 동시에 이용한다. 그러나 일반적인 상호결합제어기는 마찰, 백래쉬 그리고 매개변수 변화를 극복하지 못한다. 또한 정확한 다축 시스템의 수학적 모델을 얻기 힘들기 때문에 서보시스템의 퍼지논리형 상호결합제어기를 제안한다. 이와 더불어 새로운 윤곽 오차 벡터 계산법을 제시한다. 제안한 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 실험결과를 나타낸다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.201-208
• /
• 2000

본 연구에서는 광섬유 센서의 일종인 격자소자(Fiber Bragg Grating sensor)를 모형말뚝에 설치하고 말뚝의 하중전이 측정을 시도하였다. 말뚝의 축방향 하중 및 주면 마찰력의 분포를 측정/분석시 사용되고 있는 스트레인 게이지에 의한 방법에 비해 광섬유 격자소자는 한 라인에 여러 개의 센서를 설치함으로써 여러 지점을 동시에 측정할 수 있다는 것과 센서의 설치가 용이하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 광섬유 격자소자와 스트레인 게이지를 모형말뚝에 함께 매설하고 재하시험중 하중전이를 측정한 결과, 두 측정치가 상당히 유사한 경향을 보였으며, 센서의 생존정도와 설치의 용이성에 있어서는 광섬유센서가 우수한 결과를 보였다. 따라서, 광섬유 격자소자의 말뚝 하중전이 측정에 대한 적용 가능성이 충분한 것으로 결론지었다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
• /
• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
• /
• pp.327-330
• /
• 2006

This paper represents the numerical analysis on effects of radius ratio in a concentric annulus with a rotating inner cylinder. The numerical model consisted of two cylinder which inner cylinder is rotating and outer cylinder is fix, and the axial direction is used the cyclic condition because of the length for axial direction is assumed infinite. The diameter of inner cylinder is assumed 86.8mm, the numerical parameters are angular velocity and radius ratio. Also, the whole walls of numerical model have no-slip and the working fluid is used water at $20^{\circ}C$. The numerical analysis is assumed the transient state to observe the flow variations by time and the 3-D cylindrical coordinate system. The calculation grid adopted a non-constant grid for dense arrangement near the wall side of cylinder, the standard $k-{\omega}$ high Reynolds number model to consider the effect of turbulence flow and wall, the fully implicit method for time term and the quick scheme for momentum equation. The numerical method is compared with the experimental results by Wereley and Lueptow, and the results are very good agreement. As the results, TVF isn't appeared when Re is small because of the initial flow instability is disappear by effect of the centrifugal force and viscosity. The vortex size is from 0.8 to 1.1 for TVF at various $\eta$, and the traveling distance for wavy vortex have the critical traveling distance for each case.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제18권4호
• /
• pp.407-421
• /
• 2020

In-place analysis for offshore platforms is essentially required to make proper design for new structures and true assessment for existing structures, in addition to the structural integrity of platforms components under the maximum and minimum operating loads when subjected to the environmental conditions. In-place analysis have been executed to check that the structural member with all appurtenance's robustness have the capability to support the applied loads in either storm or operating conditions. A nonlinear finite element analysis is adopted for the platform structure above the seabed and pile-soil interaction to estimate the in-place behavior of a typical fixed offshore platform. The SACS software is utilized to calculate the dynamic characteristics of the platform model and the response of platform joints then the stresses at selected members, as well as their nodal displacements. The directions of environmental loads and water depth variations have significant effects in the results of the in-place analysis behavior. The most of bending moment responses of the piles are in the first fourth of pile penetration depth from pile head level. The axial deformations of piles in all load combinations cases of all piles are inversely proportional with penetration depth. The largest values of axial soil reaction are shown at the pile tips levels (the maximum penetration level). The most of lateral soil reactions resultant are in the first third of pile penetration depth from pile head level and approximately vanished after that penetration. The influence of the soil-structure interaction on the response of the jacket foundation predicts that the flexible foundation model is necessary to estimate the force responses demands of the offshore platform with a piled jacket-support structure well.