• 제목/요약/키워드: coupled displacement

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LNG 저장탱크의 통합제어 안전관리 시스템에 관한 연구 (A Study on the Integrated Control and Safety Management System for a LNG Storage Tank)

  • 김청균
    • 한국가스학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.44-50
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    • 2005
  • 본 논문에서는 LNG저장탱크의 통압제어 안전관리 시스템에 대한 연구결과를 제시하고 있다. 통합제어 및 안전관리를 효과적으로 진행하기 위한 새로운 통합관리 시스템은 내부탱크로부터 유출되는 가스나 초저온 액체(LNG)에 의한 안전성과 누출문제를 제어하기 위해 온도, 압력, 진동과 같은 신호를 검지하고, 종합적으로 분석하여 시스템의 안전성을 확보할 수 있도록 개발된 것이다. 효율성과 안전성 향상측면에서 LNG저장탱크의 저장용량 증가경향과 최근에 발생된 저장탱크의 고장사례 고찰을 통하여, 기존의 측정장치와 안전장치는 개량되고, 새로운 기술개발이 필요하다는 것을 강조한다. 따라서 본 연구에서는 초대형 LNG저장탱크의 제어와 안전관리를 위해 새로이 개발된 통합제어 안전관리 시스템을 제시하고 있다. 이 시스템에서는 기존의 측정 및 안전장치에 대한 통합과 연계성 및 성능을 향상시키고, 특히 저장탱크 구조물의 변위량을 측정하여 안전성을 확보할 수 있도록 기능성을 새로이 추가하였다. 본 연구에서 개발된 통합제어 안전관리 시스템에 프로세스 통합관리 시스템(PIIS)을 연계하여 사용한다면, LNG 저장탱크의 안전성, 효율성, 생산성은 획기적으로 향상될 것이다.

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해조류를 모방한 압전 에너지 수확 장치의 설계와 실험 (The Design and Experiment of Piezoelectric Energy-Harvesting Device Imitating Seaweed)

  • 강태훈;나영민;이현석;박종규;박태곤
    • 한국기계가공학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.73-84
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    • 2015
  • Electricity generation using fossil fuels has caused environmental pollution. To solve this problem, research on new renewable energy sources (solar, wind power, geothermal heat, etc.) to replace fossil fuels is ongoing. These devices are able to generate power consistently. However, they have many weaknesses, such as high installation costs and limits to possible setup environments. Therefore, an active study on piezoelectric harvesting technology that is able to surmount the limitations of existing energy technologies is underway. Piezoelectric harvesting technology uses the piezoelectric effect, which occurs in crystals that generate voltage when stress is applied. Therefore, it has advantages, such as a wider installation base and lower technological costs. In this study, a piezoelectric harvesting device imitating seaweed, which has a consistent motion caused by fluid, is used. Thus, it can regenerate electricity at sea or on a bridge pillar, which has a constant turbulent flow. The components of the device include circuitry, springs, an electric generator, and balancing and buoyancy elements. Additionally, multiphysics analysis coupled with fluid, structure, and piezoelectric elements is conducted using COMSOL Multiphysics to evaluate performance. Through this program, displacement and electric power were analyzed, and the actual performance was confirmed by the experiment.

거스트 영향이 고려된 랜덤 분포 풍하중에 대한 대형 샌드위치 패널 구조물의 유체-구조 연성해석 (Fluid-structure Interaction Analysis of Large Sandwich Panel Structure for Randomly Distributed Wind Load considering Gust Effects)

  • 박대웅
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권12호
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    • pp.1035-1044
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    • 2013
  • 면내 하중을 지지하는 면재와 면외 하중을 지지하는 심재로 구성되는 샌드위치 패널 구조물은 높은 비강도와 비강성을 가지므로 경량화가 요구되는 대형 구조물에 자주 이용된다. 그러나, 이러한 구조물은 필연적으로 높은 하중에 대하여 유연성의 증가를 일으키게 되므로, 이에 대한 구조 안전성 분석이 이루어져야 한다. 이에 대해 실제 풍하중은 거스트 영향 등을 비롯한 비선형성을 가지는 요소들이 고려되어야 하며, 구조물의 안전성 분석을 위하여 입력 하중에 대해 보다 실제 물리현상에 근접하게 모사되어야 한다. 이에 이 연구에서는 유체-구조 연성해석 기법을 이용하여 대형 등격자-보강 패널 구조물에 대한 구조 안전성 분석이 수행되었다. 입력하중인 풍하중에 대하여 보다 실제적 모사를 위해 불규칙 변동 속도성분인 거스트 영향이 고려된 랜덤분포 풍하중에 대한 유동장을 생성하여 압력-변위 사상을 통하여 연성해석이 수행되었다.

다축 로드 시뮬레이터를 이용한 대형트럭 주요 시스템의 바운스와 롤 및 피치 주파수의 실험적 분석 (Experimental Analysis of Bounce, Roll and Pitch Frequencies of Major Systems of a Large Truck using a Multi-axial Road Simulator)

  • 문일동;오재윤
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권8호
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    • pp.128-135
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    • 2005
  • This paper presents a scheme for experimentally analyzing bounce, roll and pitch frequencies of major systems of a large truck using a multi-axial road simulator. The excitation input (amplitude and frequency range) fur a frequency response test with the multi-axial road simulator is selected in order that bounce, roll and pitch modes are not coupled each other, the excitation amplitude can be reproduced in a specified excitation frequency range, and tires do not lose contact with posters. Three accelerometers, one gyroscope and four displacement meters are used in the frequency response test using the multi-axial road simulator. The reliability of the presented bounce mode frequency response test scheme is validated by comparing the result from a test using the multi-axial road simulator with the result from a road driving test. The road driving test is performed with velocities of 20km/h and 30km/h, and in an unladen state. The vertical accelerations at the cab and the front axle are measured in the road driving test. The roll and pitch mode frequency response tests are also performed with the presented frequency response test scheme. Roll and pitch frequencies of major systems of a large truck that are hard to acquire from a road driving test are analyzed as well as bounce frequency.

Self-control of high rise building L-shape in plan considering soil structure interaction

  • Farghaly, A.A.
    • Coupled systems mechanics
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    • 제6권3호
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    • pp.229-249
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    • 2017
  • A new technique to mitigate irregular buildings with soil structure interaction (SSI) effect subjected to critical seismic waves is presented. The L-shape in plan irregular building for various reasons was selected, subjected to seismic a load which is a big problem for structural design especially without separation gap. The L-shape in plan building with different dimensions was chosen to study, with different rectangularity ratios and various soil kinds, to show the effect of the irregular building on the seismic response. A 3D building subjected to critical earthquake was analyzed by structural analysis program (SAP2000) fixed and with SSI (three types of soils were analyzed, soft, medium and hard soils) to find their effect on top displacement, base shear, and base torsion. The straining actions were appointed and the treatment of the effect of irregular shape under critical earthquake was made by using tuned mass damper (TMD) with different configurations with SSI and without. The study improve the success of using TMDs to mitigate the effect of critical earthquake on irregular building for both cases of study as fixed base and raft foundation (SSI) with different TMDs parameters and configurations. Torsion occurs when the L-shape in plan building subjected to earthquake which may be caused harmful damage. TMDs parameters which give the most effective efficiency in the earthquake duration must be defined, that will mitigate these effects. The parameters of TMDs were studied with structure for different rectangularity ratios and soil types, with different TMD configurations. Nonlinear time history analysis is carried out by SAP2000 with El Centro earthquake wave. The numerical results of the parametric study help in understanding the seismic behavior of L-shape in plan building with TMDs mitigation system.

Analytical and higher order finite element hybrid approach for an efficient simulation of ultrasonic guided waves I: 2D-analysis

  • Vivar-Perez, Juan M.;Duczek, Sascha;Gabbert, Ulrich
    • Smart Structures and Systems
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    • 제13권4호
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    • pp.587-614
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    • 2014
  • In recent years the interest in online monitoring of lightweight structures with ultrasonic guided waves is steadily growing. Especially the aircraft industry is a driving force in the development of structural health monitoring (SHM) systems. In order to optimally design SHM systems powerful and efficient numerical simulation tools to predict the behaviour of ultrasonic elastic waves in thin-walled structures are required. It has been shown that in real industrial applications, such as airplane wings or fuselages, conventional linear and quadratic pure displacement finite elements commonly used to model ultrasonic elastic waves quickly reach their limits. The required mesh density, to obtain good quality solutions, results in enormous computational costs when solving the wave propagation problem in the time domain. To resolve this problem different possibilities are available. Analytical methods and higher order finite element method approaches (HO-FEM), like p-FEM, spectral elements, spectral analysis and isogeometric analysis, are among them. Although analytical approaches offer fast and accurate results, they are limited to rather simple geometries. On the other hand, the application of higher order finite element schemes is a computationally demanding task. The drawbacks of both methods can be circumvented if regions of complex geometry are modelled using a HO-FEM approach while the response of the remaining structure is computed utilizing an analytical approach. The objective of the paper is to present an efficient method to couple different HO-FEM schemes with an analytical description of an undisturbed region. Using this hybrid formulation the numerical effort can be drastically reduced. The functionality of the proposed scheme is demonstrated by studying the propagation of ultrasonic guided waves in plates, excited by a piezoelectric patch actuator. The actuator is modelled utilizing higher order coupled field finite elements, whereas the homogenous, isotropic plate is described analytically. The results of this "semi-analytical" approach highlight the opportunities to reduce the numerical effort if closed-form solutions are partially available.

주석 도금한 커넥터의 접촉 하중의 변화에 의한 전기 접촉저항 변화에 관한 연구 (A Study on the Variation of Electric Contact Resistance Due to Change in Contact Force in a Tin-plated Connector)

  • 유환신;오만진;박형배
    • 한국항행학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.381-386
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    • 2014
  • 전기 커넥터에 영향을 주는 프레팅 부식 요인 중 하나인 접촉 부하의 영향을 조사하기 위하여, 프레팅 부식 표본 쌍을 두께 $3{\mu}m$의 두께를 갖는 주석으로 도금된 황동 표본을 사용하여 제조하였다. 접점의 전기저항은 프레팅 부식 시험 기간 동안 측정되었다. 프레팅 주기에서 저항은 증가하였다. 저항의 변화는 3단계로 나눌 수 있다. 첫 번째 단계는 미미하고 안정적인 저항을 나타내었다. 두 번째 단계는 저항이 꾸준한 증가를 보여 주었다. 그리고 세 번째 단계는 매우 높고 간헐적인 저항을 보여주었다. 실패주기(Nf)와 접촉력(P) 사이의 관계는 다음과 같이 표현될 수 있다. 각각의 하중, 변위, 온도 등 다양한 조건에서 프레팅 테스트를 통해 다양한 환경 조건 하에서 매우 높고 간헐적인 저항에 대응 전기 커넥터의 실패주기 예측공식의 표현이 가능할 것이다.

집중 이동하중을 받는 사장교의 휨 및 비틈 거동에 관한 연구 (A Study on the Bending and Torsional Behaviors of Cable-Stayed Bridges under a Concentrated Moving Load)

  • 장승필;임성순;주석범
    • 대한토목학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.1-12
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    • 1989
  • 사장교는 경간이 크기 때문에 발생하는 대변형 효과, 케이블의 현수 작용, 그리고 축력으로 인한 휨 강성 변화 등으로 비선형 거동이 나타난다. 사장교의 동적 거동은 구조물 안정성 검사를 위한 중요한 요소가 된다. 특히, 편재 이동하중이 작용하는 경우, 연직 변위와 비틂 변위는 복합될 뿐만 아니라 단면 좌우의 케이블 축력 변화도 중요한 동적 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 편재 이동하중이 작용하는 사장교의 해석을 위한 이론적 연구와 유한 요소법을 제시하였고 이동 하중의 속도변화와 편심량의 크기에 따라 케이블의 장력과 절점 변위에 대한 동적 거동을 규명하였다. 본 연구에서 수행한 해석 결과에 따르면, 편재 이동 하중을 받는 사장교의 해석에서는 주형의 비틂과 이로 인한 케이블 축력 증가도 고려해야 할 것으로 사료된다.

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열-탄성계를 고려한 엑추에이터 위상 최적설계 (Topology Optimization of Actuator for Thermo-Elastic Systems)

  • 임오강;김대우;최은호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.683-690
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    • 2007
  • 위상 최적화 기술은 제품의 초기단계의 개념설계에 유용한 기술이며, 주로 구조물의 탄성을 고려한 분야를 중심으로 개발되었다. 그러나 일반적인 기계의 정밀도가 향상됨에 따라 열적인 영향을 함께 고려할 경우가 많아지게 되어, 열과 탄성계를 동시에 고려하는 위상 최적설계가 필요하다. 본 연구에서 균질화법을 이용하여 열-탄성계를 고려한 위상 최적설계를 해석하였다. 열-탄성 문제에서는 열전달 해석과 구조해석을 고려하는 문제이므로 열전달 재료 물성치와 구조 재료 물성치를 함께 사용하였다. 가동에너지를 기계적인 변위 또는 응력으로 변환하는 트랜스듀서인 액츄에이터의 설계에 적용하였으며, 열계와 탄성계 그리고 열-탄성계를 동시에 해석한 설계 결과를 얻었다. 얻어진 각각의 결과를 동일한 하중조건으로 재해석한 결과, 열-탄성계를 고려하였을 경우가 각각의 계를 고려했을 경우보다 개선된 성능을 가진다.

정중과잉치로 인해 회전된 상악 중절치의 치험례 (THE TREATMENT OF SEVERELY ROTATED MAXILLARY INCISORS BY MESIODENS)

  • 이범의;김영재;김정욱;장기택;이상훈;김종철;한세현
    • 대한소아치과학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.630-635
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    • 2004
  • 정중과잉치의 원인은 잘 알려지지는 않았지만 dental lamina의 hyperactivity에 의해 발생한다는 가설이 가장 많이 받아들여지고 있다. 이러한 정중과잉치의 병발증으로는 주변 영구절치의 맹출 장애, 만곡 치근, 치근흡수, primordial 혹은 follicular cyst의 형성, 회전, 이환된 부위의 총생 및 비정상적인 정중이개를 일으킬 수 있다. 이러한 이유로 영구전치의 회전이 야기되면 보통 공간의 부족은 적거나 없으며 재발이 흔하므로 과개선이 요구된다. 재발의 방지를 위해서는 조기치료, 과개선, 긴 보정기간, 적절한 접촉면의 형성, 짝힘의 사용, 그리고 수술적인 방법 등이 제안되어왔다. 이에 저자는 정중과잉치로 인하여 심하게 회전된 상악중절치를 주소로 내원한 환아에서 교정적, 외과적 술식을 이용하여 양호한 결과를 얻은 두 증례를 보고하는 바이다.

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