• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.343-354
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• 2020

쌍안정 장치는 서로 다른 두 가지 상태에서 안정성을 갖는 시스템이며, 구동에 있어 에너지 효율 측면에서 이득을 얻을 수 있다. 이러한 쌍안정 장치는 다양한 방법을 통해 구현되며, 전개형 구조물, 스위치 시스템 그리고 파지 로봇 등, 주된 동작이 두 종류로 구분되는 모핑 시스템에 적용될 수 있다. 하지만 기존 장치들의 복잡성과 구조적 제한 때문에, 링크 구조물처럼 회전하는 구조를 포함하는 모핑 시스템을 구현하는 것은 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 원통형 영구자석을 이용하여 회전운동에 있어 쌍안정성을 갖는 장치를 구현하는 방법이 제안된다. 원통형 영구자석의 전자석 모델을 도입하여 자기장과 자기력을 도출했으며, 이를 이용하여 원통형 영구자석을 포함하는 두 링크 사이의 힘 관계를 추정했다. 대칭 쌍안정성을 위한 원통형 영구자석의 배열을 선정했으며, 제안하는 쌍안정 장치를 회전 조인트로 연결된 링크 구조물에 적용하여 외부 토크에 대한 안정성을 실험을 통해 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권5호
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• pp.657-666
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• 2020

A rotational pulse-echo ultrasonic propagation imager that can inspect cylindrical specimens for material nondestructive evaluations is proposed herein. In this system, a laser-generated ultrasonic bulk wave is used for inspection, which enables a clear visualization of subsurface defects with a precise reproduction of the damage shape and size. The ultrasonic waves are generated by a Q-switched laser that impinges on the outer surface of the specimen walls. The generated waves travel through the walls and their echo is detected by a Laser Doppler Vibrometer (LDV) at the same point. To obtain the optimal Signal-to-Noise Ratio (SNR) of the measured signal, the LDV requires the sensed surface to be at a right angle to the laser beam and at a predefined constant standoff distance from the laser head. For flat specimens, these constraints can be easily satisfied by performing a raster scan using a dual-axis linear stage. However, this arrangement cannot be used for cylindrical specimens owing to their curved nature. To inspect the cylindrical specimens, a circular scan technology is newly proposed for pulse-echo laser ultrasound. A rotational stage is coupled with a single-axis linear stage to inspect the desired area of the specimen. This system arrangement ensures that the standoff distance and beam incidence angle are maintained while the cylindrical specimen is being inspected. This enables the inspection of a curved specimen while maintaining the optimal SNR. The measurement result is displayed in parallel with the on-going inspection. The inspection data used in scanning are mapped from rotational coordinates to linear coordinates for visualization and post-processing of results. A graphical user interface software is implemented in C++ using a QT framework and controls all the individual blocks of the system and implements the necessary image processing, scan calculations, data acquisition, signal processing and result visualization.

• 화약ㆍ발파
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• 제27권2호
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• pp.12-18
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• 2009

최근 노후화와 기능적 요건을 만족시키지 못하여 사용이 불가능한 원통형 사일로 구조물의 해체 수요가 증가하고 있다. 이 연구는 원통형 콘크리트 사일로 구조물의 전도공법에 의한 발파해체를 위한 사전취약화와 관련된 연구이다. 기존의 발파해체를 위한 사전취약화 작업의 경우 시공기준의 부재로 인해 경험에 의해 시공되어 왔으며, 이러한 경험적 시공은 시공도중 구조물이 붕괴 또는 뜻하지 않는 기타 사고로 이어질 수 있는 위험성을 내포하고 있다. 따라서 이 연구에서는 이러한 현실적 상황을 고려 원통형 콘크리트 사일로 구조물의 사전취약화 설계의 과정을 소개하여 원통형 콘크리트 사일로 구조물 및 이와 유사한 형태의 구조물의 사전취약화와 관련된 설계지침을 마련하기 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 이를 위해 국내에 있는 원통형 콘크리트 사일로 구조물을 대상으로 시공계획 순서대로 사전취약화를 실시하였으며, 사전취약화에 따른 유한요소해석 및 구조 해석을 각각 실시하여 사전취약화에 따른 구조물의 안전성 및 공법의 적용가능성을 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.621-630
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• 2023

본 연구에서는 원통형 대책구조물의 토석류 에너지 저감효과를 확인하기 위해, 대책구조물이 설치된 실제 규모의 계곡부를 수치적으로 모사한 후에 대책구조물의 배치조건을 변화시켜가면서 토석류 수치해석을 수행하였다. 해석단면은 강원도 진부면 실규모 실험장에서 측량된 지상 LiDAR 데이터를 토대로 계곡부를 모델링하였고, 해석은 ABAQUS (Ver. 2021)의 Smooth Particle Hydrodynamics (SPH) 기법을 이용하여 토석류-구조물의 상호 흐름거동을 모사하였다. 해석결과, 대책구조물이 설치되지 않는 조건에서의 흐름속도는 기존 실규모 토석류 실험결과와 유사한 흐름속도 변화를 보이는 것으로 나타났으며, 원통형 대책구조물을 설치하면 토석류의 속도를 크게 감소시키는 것으로 나타났다. 또한, 대책구조물을 높이면 토석류의 흐름저항이 증가함에 따라 하류부의 에너지 저감효과를 더욱 증가시키는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회지
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• 제30권2호
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• pp.67-81
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• 1988

The purpose of the present study is to set up an efficient optimum design method for the large-scale reinforced concrete cylindrical shell structures like intake tower of reservoir and to establish a solid foundation for the automatic optimum structural design combined with finite element analysis. The major design variables are the dimensions and steel areas of each member of the structures. The construction cost which is composed of the concrete, steel, and form work costs, respectively, is taken as the objective function. The constraint equations for the design of intake-tower are derived on the basis of the working stress design method. The corresponding design guides including the standard specification for concrete structures have been also employed in deraving the constraint conditions. The present nonlinear optimization problem is solved by SUMT method. The reinforced concrete intake-tower is decomposed into three major substructures. The optimization is then conducted for both the whole structure and the substructures. The following conclusions can be drawn from the present study. 1. The basis of automatic optimum design of reinforced concrete cylindrical shell structures which is combined with finite element analysis was established. 2. The efficient optimization algorithms which can execute the automatic optimum desigh of reinforced concrete intake-tower based on the working stress design method were developed. 3. Since the objective function and design variables were converged to their optimum values within the first or second iteration, the optImization algorithms developed in this study seem to be efficient and stable. 4. The difference in construction cost between the optimum designs with the substructures and with the entire structure was found to be small and thus the optimum design with the substructures,rnay conveniently be used in practical design. 5. The major active constraints of each structural member were found to be the tensile stress insteel for salb, the minimum lonitudinal steel ratio constraints for tower body and the shearing stress in concrete, tensile stress in steel and maximum eccentricityconstraints for footing, respectively. 6. The computer program develope in the present study can be effectively used even by an unexperienced designer for the optimum design of reinforced concrete intake-tower.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권9호
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• pp.645-651
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• 2009

In this study, a series of laboratory experiments were carried out to investigate the weak reflection of regular and random water waves over a train of protruded permeable shore structures. A cylindrical slit type breakwater and the alternatives are employed and compared for reflecting and transmitting capabilities of incident waves including wave forces. A series of random waves were generated by using the Bretschneider-Mitsuyasu frequency and directional spectrum. Measured spectrum of irregular waves without breakwaters is verified by comparing with those of the input waves generated. Weak reflection is occurred at the breakwater center of the peak frequency. If the row of breakwaters is fixed at three layers and the relative height of breakwater is fixed at 0.6, around 45% of incident wave energy is reflected to offshore. It is also found that the transmission of directional random waves increases as the maximum frequency parameter increases. A very good agreement is observed. Reflection coefficients of permeable submerged breakwaters are less than those of impermeable breakwaters. The upside-down L shape is recommended for a small fishery harbor mooring in terms of reflecting capability and of practical application. The final design was applied to the wharf of a small beach of Seolly, near Namhae at the southeast coast of Korea.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.535-543
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• 2002

본 논문의 목적은 전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성을 보다 깊이 있게 검토하는 것이다. 이를 위하여 J. Okada 등이 제안한 좌굴평가식을 사용하여 세장비에 따른 좌굴강도 평가를 수행하였다. 좌굴강도 평가 결과들로부터 세장비 L/R=3.1, 1.6, 그리고 1.0을 갖는 세가지 좌굴시험체를 결정하고 이에 대한 수치해석과 좌굴특성시험을 수행하였다. 그 결과, 세장비 L/R=3 이상인 경우 평가식에서 예측된 바와 같은 굽힘좌굴이 지배적으로 나타났으며 세장비 L/R=1.0이하로 작을 경우에는 전단좌굴이 지배적으로 나타났고, 세장비 L/R=1.6 영역에서는 전단과 굽힘좌굴이 동시에 발생하는 복합자굴 특성이 나타났다 그리고 수치해석과 평가식에 의한 좌굴특성평가 결과는 시험결과들과 잘 일치하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권1호
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• pp.91-106
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• 2022

This paper has focused on presenting a three dimensional theory of elasticity for free vibration of 3D-graphene foam reinforced polymer matrix composites (GrF-PMC) cylindrical panels resting on two-parameter elastic foundations. The elastic foundation is considered as a Pasternak model with adding a Shear layer to the Winkler model. The porous graphene foams possessing 3D scaffold structures have been introduced into polymers for enhancing the overall stiffness of the composite structure. Also, 3D graphene foams can distribute uniformly or non-uniformly in the shell thickness direction. The effective Young's modulus, mass density and Poisson's ratio are predicted by the rule of mixture. Three complicated equations of motion for the panel under consideration are semi-analytically solved by using 2-D differential quadrature method. The fast rate of convergence and accuracy of the method are investigated through the different solved examples. Because of using two-dimensional generalized differential quadrature method, the present approach makes possible vibration analysis of cylindrical panels with two opposite axial edges simply supported and arbitrary boundary at the curved edges. It is explicated that 3D-GrF skeleton type and weight fraction can significantly affect the vibrational characteristics of GrF-PMC panel resting on two-parameter elastic foundations.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권5호
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• pp.416-420
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• 2008

전자기음향변환기 분야에서는 나선형 RF 코일이 솔레노이드 코일보다 훨씬 널리 사용되고 있다. 그러나 실린더 구조물의 원거리 초음파검사용 자왜 스트립 도파변환기 분야에서는 솔레노이드 코일이 주로 사용되어왔다. 이는 아마도 낮은 주파수의(즉, 치수가 큰) 나선형 코일의 제작의 어려움에 기인하는 것 같다. 본 논문에서는 FFC(flexible flat cable)로 나선형 코일 자왜 스트립 도파변환기를 제작하는 방법을 기술한다. 기존의 솔레노이드 코일 변환기와의 비교실험을 통하여 나선형 코일 변환기가 훨씬 우수한 성능(감도, 신호-대-잡음 비, 도파방향조정능력)을 갖는다는 것을 실증한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.409-414
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• 2011

A projectile that passes through a shock wave experiences drastic changes in the aerodynamic forces. These sudden changes in the forces are attributed to the wave structures produced by the projectile-shock wave interaction. A computational study using moving grid method is performed to analyze the effect of the projectile-shock wave interaction. Cylindrical and conical projectiles have been employed to study such interactions. This sort of unsteady interaction normally takes place in overtaking blast flow fields. It is found that the overall effect of overtaking a blast wave on the unsteady aerodynamic characteristics is hardly affected by the projectile configurations. However, it is noticed that the projectile configurations do affect the unsteady flow structures and hence the drag coefficient for the conical projectile shows considerable variation from that of the cylindrical projectile. The projectile aerodynamic characteristics, when it interacts with the secondary shock wave, are analyzed. It is also observed that the change in the characteristics of the secondary shock wave during the interaction is different for different projectile configurations.