• Wind and Structures
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• 제33권6호
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• pp.437-446
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• 2021

As wind turbine rotors increase, the overall loads and dynamic response become an important issue. This problem is augmented by the exposure of wind turbines to severe atmospheric events with unconventional flows such as tornadoes, which need specific designs not included in standards and codes at present. An experimental study was conducted to analyze the loads induced by a tornado-like vortex (TLV) on horizontal-axis wind turbines (HAWT). A large-scale tornado simulation developed in The Wind Engineering, Energy and Environment (WindEEE) Dome at Western University in Canada, the so-called Mode B Tornado, was employed as the TLV flow acting on a rigid wind turbine model under two rotor operational conditions (idling and parked) for five radial distances. It was observed that the overall forces and moments depend on the location and orientation of the wind turbine system with respect to the tornado vortex centre, as TLV are three-dimensional flows with velocity gradients in the radial, vertical, and tangential direction. The mean bending moment at the tower base was the most important in terms of magnitude and variation in relation to the position of the HAWT with respect to the core radius of the tornado, and it was highly dependent on the rotor Tip Speed Ratio (TSR).

• Steel and Composite Structures
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• 제43권6호
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• pp.809-819
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• 2022

This paper proposes a method to predict the deflection of prestressed concrete (PC) beams with corrugated steel web (CSW) under constant load concerning time-dependent variation in concrete material. Over time, the top and bottom concrete slabs subjected to asymmetric compression experience shrinkage and creep deformations. Here, the classical Euler-Bernoulli beam theory assumption that the plane sections remain plane is not valid due to shear deformation of CSW. Therefore, this study presents a method based on the first-order shear deformation to find the long-term deflection of the composite beams under bending by considering time effects. Two experimental prestressed beams of this type were monitored under their self-weight over time, and the theoretical results were compared with those data. Additionally, 3D analytical models of the experimental beams were used according to material properties, and the results were compared with two previous cases. There was good consistency between the analytical and numerical results with low error, which increased by wave radius. It is concluded that the proposed method could reliably be used for design purposes.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.42-46
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• 2010

The HTS power cable is composed of 2 layers for transmission and 1 layer for shield. The superconducting tapes of transmission layers and shield layer are wound in a cylindrical shape with a winding pitch. The radius of cylinder and the number of superconducting tapes are decided considering to the transmission current capacity and the critical current of superconducting tapes. The increasement of transmission current capacity will increase in volume of HTS cable system. In this paper, the composition method of supercondcuting power cable using the multi-cable is presented. The coated conductor tape can be wound on the smaller cylinder because it has the smaller critical bending diameter than the BSCCO tape. A small-scale cable was composed using the coated conductor tapes and a multi-cable is composed using a small-scale cable considering to transmission current capacity. Even increase of transmission current capacity, this method has advantage that the HTS superconducting power cable can be composed easily. The 22.9 kV and 154 kV superconducting power cable was composed using the presented method.

• 한국정밀공학회지
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• 제12권2호
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• pp.154-161
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• 1995

In order to analysis of the stress distribution around flaws and the interaction effects between fatigue cracks, stress around micro hole was analyzed by Finite Element Method(F.E.M.) and micro hole specimens were tested using rotary bending fatigue machine and twisting fatigue machine to identify stress effects for fatigue cracks initiating from micro holes and interaction effects between micro holes. The results are as follows : Interaction effects of .sigma. $_{y}$for the micro hole side is larger than the large micro hole side when the interval between micro holes is near. Stress concentration factor increase as the diameter of micro hole becomes smaller. But, stress field of micro hole is smaller than that of large micro hole at h .leq. r (h:depth of micro hole, r:radius of micro hole) and that of large hole is larger than that of small micro hole at h >r expect the small range from micro hole.e.

• Wind and Structures
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• 제34권3호
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• pp.303-312
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• 2022

As wind turbine rotors increase, the overall loads and dynamic response become an important issue. This problem is augmented by the exposure of wind turbines to severe atmospheric events with unconventional flows such as tornadoes, which need specific designs not included in standards and codes at present. An experimental study was conducted to analyze the loads induced by a tornado-like vortex (TLV) on horizontal-axis wind turbines (HAWT). A large-scale tornado simulation developed in The Wind Engineering, Energy and Environment (WindEEE) Dome at Western University in Canada, the so-called Mode B Tornado, was employed as the TLV flow acting on a rigid wind turbine model under two rotor operational conditions (idling and parked) for five radial distances. It was observed that the overall forces and moments depend on the location and orientation of the wind turbine system with respect to the tornado vortex centre, as TLV are three-dimensional flows with velocity gradients in the radial, vertical, and tangential direction. The mean bending moment at the tower base was the most important in terms of magnitude and variation in relation to the position of the HAWT with respect to the core radius of the tornado, and it was highly dependent on the rotor Tip Speed Ratio (TSR).

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제10권5호
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• pp.419-437
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• 2023

This paper presents the study of the effects of rigid-body motion simultaneously with the presence of the effects of temporal variation due to the existence of morphing speed on the aeroelastic stability of the two-stage telescopic wings, and hence this is the main novelty of this study. To this aim, Euler-Bernoulli beam theory is used to model the bending-torsional dynamics of the wing. The aerodynamic loads on the wing in an incompressible flow regime are determined by using Peters' unsteady aerodynamic model. The governing aeroelastic equations are discretized employing a finite element method based on the beam-rod model. The effects of rigid-body motion on the length-based stability of the wing are determined by checking the eigenvalues of system. The obtained results are compared with those available in the literature, and a good agreement is observed. Furthermore, the effects of different parameters of rigid-body such as the mass, radius of gyration, fuselage center of gravity distance from wing elastic axis on the aeroelastic stability are discussed. It is found that some parameters can cause unpredictable changes in the critical length and frequency. Also, paying attention to the fuselage parameters and how they affect stability is very important and will play a significant role in the design.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권3호
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• pp.42-49
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• 2024

전자기파 차폐 소재의 시장에서는 고주파 대역에서의 뛰어난 차폐 성능과 함께 유연성과 내구성이 중요한 요구사항으로 부각되고 있다. 특히 전자기파 간섭 문제를 해결하기 위해 고성능 EMI 필름의 필요성이 커지고 있으며, 이는 스마트 전자기기, 자동차 전장 시스템, 통신 장비 등 다양한 산업 분야에서 더욱 중요해지고 있다. 본 연구에서는 트라이모달 실버 페이스트를 개발하고 EMI 필름으로 제작하여 그 성능을 평가하였다. 개발된 실버 페이스트는 변성 에폭시 바인더를 사용하여 스크린 인쇄 공정에 적합한 물성을 갖추었으며, 5G 영역의 고주파 대역(26.5 GHz ~ 40 GHz)에서 차폐 성능이 평균 -99 dB로 우수함을 확인하였다. 특히 33.6 GHz에서 -90.3 dB의 차폐 효과를 보였다. 유연성 및 내구성 테스트 결과, 곡률반경 1 mm에서도 필름의 유연성을 유지하며 벤딩 사이클 시험에서 outer 벤딩의 경우 초기 저항이 0.51 Ω에서 10,000 사이클 후 0.64 Ω로 약 25.5% 증가하였고, inner 벤딩에서는 약 3.6% 감소하여 압축 응력에 대한 저항 감소를 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.75-82
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• 2019

유연 태양 전지는 최근 휴대용 배터리, 웨어러블 소자, 로봇, 드론 및 비행기와 같은 광범위한 응용 분야로 인해 큰 주목을 받고 있다. 특히, 고효율 및 높은 신뢰성을 갖는 유연 실리콘 및 화합물 반도체 태양 전지의 요구가 계속 증가하고 있다. 본 연구에서는 유연 InGaP/GaAs 2중 접합 태양전지 모듈을 개발하였다. 특히 제작된 유연 태양전지 모듈의 신뢰성을 확보하기 위하여, 풍속 및 주위 온도가 태양 전지 작동 온도에 미치는 영향을 수치해석으로 분석하였다. 3종류의 풍속(0 m/s, 2.5 m/s 및 5 m/s) 및 2종류의 주변 온도 조건(25℃ 및 33℃)에 대하여 태양 전지 모듈의 온도 분포를 해석하였다. 유연 태양전지 모듈의 유연성은 굽힘 시험 및 굽힘 수치해석을 통하여 평가하였다. 25℃ 온도조건에서 풍속이 0 m/s 일 때, 태양 전지 셀의 최대 온도는 149.7℃이다. 풍속이 2.5 m/s로 증가되었을 경우, 태양 전지의 온도는 66.2℃로 크게 감소되었다. 또한 풍속이 5 m/s 인 경우, 태양 전지의 온도는 48.3℃로 급격히 감소함을 알 수 있었다. 주변 온도 또한 태양 전지의 작동 온도에 영향을 미친다. 2.5 m/s의 풍속에서 주변 온도가 33℃로 증가할 경우, 태양 전지의 온도는 74.2℃로 약간 증가하였다. 따라서 태양 전지 셀의 온도에 영향을 미치는 가장 중요한 인자는 풍속으로 인한 열 방출 효과임을 알 수 있었다. 또한 태양 전지의 최대 온도는 사용된 소재들의 유리 전이 온도보다 낮기 때문에, 열 변형 및 모듈의 열화 가능성은 매우 낮을 것으로 예측된다. 제작된 태양전지 모듈은 굽힘 반경 7 mm까지 굽힐 수 있어 비교적 우수한 유연성을 갖고 있었다. 또한 향후 neutral plane 해석을 통하여 태양전지 셀을 neutral plane에 위치시키면 유연성이 크게 증가할 것으로 예측된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2411-2425
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• 2013

퇴적층과 암반층이 층상구조로 되어있는 지반의 층상암반층 위에 말뚝기초를 설계할 경우, 연직하중에 대한 지지암반의 파괴모드(휨파괴, 펀칭전단파괴 혹은 선단지지파괴)를 검토하고 지지력을 계산하기 위해서는 층상지지암반층의 구조해석이 필요하다. 그러나 ACI committee 436과 우리나라 구조물기초설계기준에서 제안하고 있는 기존의 이용 가능한 탄성평판해석법(Elastic Plate Analysis Method)은 매우 복잡하여 기술자가 이용하는데 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 탄성평판해석법 대신 비교적 간단한 원형기초해석법(Circular Foundation Analysis Method)을 이용할 수 있도록 등가유효폭(반경)의 개념과 식을 제시하였고, 이를 통하여 탄성평판해석에 의한 모멘트와 전단력이 원형평판해석의 결과와 같도록 관계식을 제안하였다. 그 결과 등가유효폭을 이용한 원형기초해석의 방법은 매우 단순하고 편리하였고, 제안된 방법에 의한 결과를 탄성평판해석과 유한요소해석 결과와 비교한 결과 매우 잘 일치하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.29-35
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• 2012

척추관 협착증은 감압술과 융합술 그리고 인공추간판 치환술 등이 있으며, 2000년대 중반부터는 인공추간판 치환술이 널리 시술되고 있다. 인공추간판의 연구는 추간판의 자유도 및 추체의 굴곡-신전, 측굴전, 축회전에 대한 해석이 핵심기술이지만, 시술 후 수년이 경과하여 발생하는 피로파손이 새롭게 큰 문제점으로 대두되고 있다. 따라서 인공추간판 연구는 슬라이딩 코어의 피로특성 및 내구성 향상에 집중되어야 한다. 본 연구에서는 세계적으로 가장 많이 사용되는 인공추간판 제품(SB Charit$\acute{e}$ III)을 기초로 유한요소모델을 제작하고, 슬라이딩 코어의 곡률반경과 마찰계수의 변화가 von-Mises 응력과 접촉압력에 미치는 영향을 평가하였다. 이와 같은 결과를 바탕으로 새로운 인공추간판 모델들 (Model-I, -II, -III)을 제안하고 일정수명 후 발생할 수 있는 슬라이딩 코어의 피로파손 거동에 대해 SB Charit$\acute{e}$ III의 결과와 비교 평가하였다.