• 제목/요약/키워드: dynamic surface tension

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저전단변형율에서의 불포화화강풍화토의 동적 거동 (Dynamic Behavior of Unsaturated Decomposed Granite Soils under Low Shear Strain Amplitude)

  • 허경한;백중억
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.57-63
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    • 2005
  • 일반적인 구조물의 경우 사용하중 상태에서 지반이 경험하는 변형율 범위는 1% 미만이고 대부분의 지반이 0.01% 이하의 저변형율 거동을 나타내는 것으로 알려졌다. 본 연구는 불포화 화강풍화토의 저변형율에서의 동적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 수원지역의 시료를 사용하여 간극비 및 구속응력을 달리하고 그에 따른 포화도별로 공진주시험을 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 감쇠비의 최소값은 최대전단탄성 계수의 경우와 마찬가지로 구속압에 관계없이 간극비에 따라 대략 $17{\sim}18%$에서 발생하였으며, 이 또한 최적포화도에서 표면장력의 영향으로 감쇠비가 가장 작게 나타나는 것으로 판단된다.

마이크로 DMFC 에서 $CO_2$ degassing 과정의 직접 수치 해석 (Direct Numerical Analysis of $CO_2$ degassing process in ${\mu}DMFC$)

  • 신승원;심정익;위완석;조성원
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2648-2653
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    • 2007
  • Recently, increasing demand on not only lighter but also extremely mobile battery make micro fuel cell device very attractive alternative. By reducing the size of fuel cell, surface tension becomes dominant factor with minor gravitational effect. Therefore, it is very difficult to detach the $CO_2$ bubble generating on a cathode side in ${\mu}DMFC$ (micro direct methanol fuel cell). The degassing of a $CO_2$ bubble has drawn quite attention especially for ${\mu}DMFC$ due to its considerable effect on overall machine performance. Our attention has been paid to the dynamic behavior of immiscible bubble attached to the one side of the wall on 2D rectangular channel subject to external shear flow. We use Level Contour Reconstruction Method (LCRM) which is simplified version of front tracking method to track the bubble interface motion. Effects of Reynolds number, Weber number, advancing/receding contact angle and property ratio on bubble detachment characteristic has been numerically identified.

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산업용 압전 잉크젯 헤드의 구동신호에 따른 특성 (The Effects of Driving Waveform for Piezoelectric Drop On Demand Industrial Inkjet Head)

  • 김영재;유영석;심원철;박창성;정재우;오용수
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제55권8호
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    • pp.417-422
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    • 2006
  • This paper presents the effect of driving waveform for piezoelectric bend mode inkjet printhead with optimized mechanical design. Experimental and theoretical studies on the applied driving waveform versus jetting characteristics were performed. The inkjet head has been designed to maximize the droplet velocity, minimize voltage response of the actuator and optimize the firing frequency to eject ink droplet. The head design was carried out by using mechanical simulation. The printhead has been fabricated with Si(100) and SOI wafers by MEMS process and silicon direct bonding method. To investigate how performance of the piezoelectric ceramic actuator influences on droplet diameter and droplet velocity, the method of stroboscopy was used. Also we observed the movement characteristics of PZT actuator with LDV(Laser Doppler Vibrometer) system, oscilloscope and dynamic signal analyzer. Missing nozzles caused by bubbles in chamber were monitored by their resonance frequency. Using the water based ink of viscosity of 4.8 cps and surface tension of 0.025 N/m, it is possible to eject stable droplets up to 20 kHz, 4.4 m/s and above 8 pl at the different applied driving waveforms.

초속경 시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트의 강도발현 및 내구특성 (Development of Strength and Durability Properties of Latex-Modified Concrete with Rapid-Setting Cement)

  • 최성욱;홍창우;김동호;최상릉;장홍균
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.1029-1034
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    • 2001
  • The purpose of this research is to develop rapid setting cement latex modified concrete (RSLMC) which will be used to overlay bridge deck for maintaining and repairing. The main experimental variables were the types of rapid setting cement and variation of latex and antifoam agent contents were selected as admixture factor, then the properties of workability and strength development and durability properties were investigated. The results of this study show that latex content give increment of a slump due to surface tension in polymer particles and reduce unit weight of water for preservation of workability. In addition, When no and 1.6~3.2% antifoam agent were mixed, 8%, 2.0~3.8% were respectively obtained. An increasing the amount of latex produced concrete with increased flexural strength, but with slightly lower compressive strength. Rapid chloride permeability and freezing-thawing test carried out. As a results, according to increment of containing ratio antifoamer, strength of RSLMC increase, permeability showed lower value than ignorable 100 coulombs. Also, in the case of more than antifoamer 1.6%, the relativity dynamic modulus is mantained more than 90%, but in case of 0, 5%, it decrease. In consequence, with the view of strength and workability of RSLMC, it is considered that appropriate content ratio of antifoam agent and latex solid are respectively 1.6% by latex weight, 15% by cement weight.

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막구조물의 재단도를 위한 측지선 형상해석 알고리즘 (Geodesic Shape Finding Algorithm for the Pattern Generation of Tension Membrane Structures)

  • 이경수;한상을
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.33-42
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    • 2010
  • 막구조의 설계에서 막재료의 효율적인 사용을 위해서는 측지선에 의한 재단도 해석을 수행해야 한다. 막구조의 측지선 결정방법은 크게 측지요소(geodesic element)를 이용한 비선형 형상해석에 의한 방법과 임의의 곡면 형상에 대한 측지선 탐색에 의한 방법으로 나눌 수 있는데, 현재까지 이 두 가지 해석법은 모두 3절점요소에 대한 적용알고리즘 만이 제시되었고, 4절점 요소에 대한 해석법은 제시되지 않았다. 이는 막구조의 설계에서 4절점 요소의 적용을 어렵게 하는 가장 큰 요인이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 3절점, 4절점 평면요소에 동시에 적용 가능한 측지선 결정알고리즘을 제시한다. 이를 위해 저자의 이전 연구를 발전시켜 명시적 비선형 해석법인 동적이완법을 비선형 측지선 형상해석에 적용하였다. 또한 3절점요소 뿐만 아니라 4절점요소에 대해서도 측지요소의 도입에 의한 형상해석이 가능하도록 하였으며, 4절점요소와 측지선요소에 의한 비선형 형상해석 및 재단도 해석예제를 통하여 본 연구에서 제시한 알고리즘의 정확성 및 효율성을 검증하였다. 따라서 본 연구에서 제안한 측지선 형상해석알고리즘은 형상해석, 응력해석, 재단도 해석과 관련된 일련의 해석과정에 대한 4절점요소의 적용성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

두 산림유역의 표층 토양의 공극 발달과 수리학적 성질의 계절적 특성 (Seasonal Characteristics of Pore Development and Hydraulic Properties of Surface Soil in Two Forested Watershed)

  • 주승효;곽용석;김수진;김준;김상현
    • 한국농림기상학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.151-161
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    • 2009
  • 토양수리특성을 규명하는 것은 사면에서의 수문과정을 이해하는 과정에서 중요한 부분이다. 이 연구에서는 토양공극발달 및 수리학적 특성의 시간적인 변화특성에 대해서 조사하였다. 특히, 대공극 흐름이나 수리전도도와 관련된 특성들을 설마천 유역의 범륜사 사면과 광릉연구유역의 원두부 소사면에서 관측하였다. 연직 흐름의 측정을 위해 사용된 기기는 장력 침투계로 약 8개월동안 토양층 표면의 수리전도도를 측정하였다. 측정된 결과는 3월, 6월, 9월의 수리전도도가 상대적으로 크지만, 5월과 10월의 경우는 낮은 값을 보여준다. 이는 식생의 세근활동 등과 관련된 공극구조의 발달양상과 선행강우사상으로 인한 토양수분의 영향으로 설명될 수 있다. 침투과정에서 있어서 대공극은 산림 유역에서의 수리전도도에 미치는 영향은 대단히 크며, 수문학적 과정에 있어서도 매우 중요한 기작이다. 본 연구는 현장에서 측정된 토양 수리특성의 시간적 불균일성을 보여주는 사례로 사면에서의 침투과정이 동적인 과정임을 보여주고 있고, 관련된 다양한 토양 수리학적 특성들은 국내 산지사면에서 발생되는 수문기작을 이해하는데 중요한 기초 자료가 된다.

Effects of hygro-thermal environment on dynamic responses of variable thickness functionally graded porous microplates

  • Quoc-Hoa Pham;Phu-Cuong Nguyen;Van-Ke Tran
    • Steel and Composite Structures
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    • 제50권5호
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    • pp.563-581
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    • 2024
  • This paper presents a novel finite element model for the free vibration analysis of variable-thickness functionally graded porous (FGP) microplates resting on Pasternak's medium in the hygro-thermal environment. The governing equations are established according to refined higher-order shear deformation plate theory (RPT) in construction with the modified couple stress theory. For the first time, three-node triangular elements with twelve degrees of freedom for each node are developed based on Hermitian interpolation functions to describe the in-plane displacements and transverse displacements of microplates. Two laws of variable thickness of FGP microplates, including the linear law and the nonlinear law in the x-direction are investigated. Effects of thermal and moisture changes on microplates are assumed to vary continuously from the bottom surface to the top surface and only cause tension loads in the plane, which does not change the material's mechanical properties. The numerical results of this work are compared with those of published data to verify the accuracy and reliability of the proposed method. In addition, the parameter study is conducted to explore the effects of geometrical and material properties such as the changing law of the thickness, length-scale parameter, and the parameters of the porosity, temperature, and humidity on the free vibration response of variable thickness FGP microplates. These results can be applied to design of microelectromechanical structures in practice.

다물체 요소이론을 이용한 예인줄 동역학의 모델링 및 시뮬레이션 (Dynamic Modeling and Simulation of a Towing Rope using Multiple Finite Element Method)

  • 윤현규;이홍석;박종규;김연규
    • 한국항해항만학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.339-347
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    • 2012
  • 예인줄을 여러 개의 유한요소로 분할 한 뒤 각 요소들에 Newton의 운동 제 2법칙을 적용하고 각각에 작용하는 외력은 성분별로 장력, 항력, Coriolis 힘, 중력, 부력, 입수 충격력 등으로 구분하여 예선과 부선을 연결하는 예인줄의 동역학 모델을 정립하였다. 일반적으로 예인줄 요소의 병진 운동만을 고려하는 이전의 연구들과는 달리 본 논문에서는 예인줄 요소의 운동을 횡동요를 제외한 5자유도로 확장하고 외력 고려가 용이한 물체고정좌표계에서 기술하였다. 예인줄 요소들 간에는 연결점에서 인장만 되는 스프링과 감쇠기로 연결하고, 스프링의 강성계수는 실제 적용되는 예인줄의 강성계수와 등가가 되도록 설정하였다. 정립된 예인줄 모델의 검증을 위하여 예인줄의 공기중 및 수면 바로 위에서의 자유낙하, 예인선의 가속운동, 예인선의 조화운동 시나리오에 대하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 예인선, 부선, 예인줄 요소들의 운동 시계열 값들은 실제 예상치와 유사한 경향을 보이는 것을 확인하였다.

학공치 표층예망어구 모형의 운동특성 (Dynamic Characteristics for the Model of Horn Fish Hemiramphus Sajor Surface Pair Trawl Gear)

  • 김석종
    • 수산해양기술연구
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    • 제37권4호
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    • pp.285-295
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    • 2001
  • 학공치 표층예망어구에 대한 일련의 기초 연구로서 표층예망어구 쌍끌이용 어선 9.98톤과 6.67톤을 이용하여 해상실험을 실시했던 실물어구를 기준으로 하여 축척비를 1/40로 정하고 Tauti의 모형망 비교법칙에 따라 제작한 모형어구(그물의 뻗친 길이 1.2m, 뜸줄의 길이 1.3m, 발줄의 길이 1.0m, 뜸 2.5g, 발돌 0.86g)를 사용하여 수조실험을 실시하였다. 양선 간격과 예인속도 변화에 따른 표층예망어구의 장력을 측정하고 동시에 수중형상을 관측수로 상방과 측면에 디지털 카메라를 설치하여 촬영하고 망고와 그물입구의 폭 등을 측정하고 이것들을 이용하여 실물어구의 망구면적과 여과수량 등을 해석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 망고(Nh)와 예인속도(Vt)와는 Nh=$(2.39Db^{-0.62})$ $Vt^{-0.56}$, 그물입구의 폭 (Nw)과 예인속도와는 Nw=$(0.96Db^{0.62})Vt^{0.11}$의 관계식으로 나타낼 수 있다. 단, Db는 양선간격이다. 2. 그물어구의 장력(Nt)과 예인속도와는 Nt=106.94Vt+1.43의 관계식으로 나타낼 수 있는데, 표층예망어구는 예인속도 1.5Kont 이상에서 수면과 수평이 되는 수중형상을 보였다. 3. 망구면적 (Na)과 예인속도와는 Na=(2.28Db$^{0.37})Vt^{-0.45}, 여과수량(Fv)과 예인속도와의 관계는 Fv=$(69.9Db^{0.37})Vt^{0.55}$의 관계식으로 나타낼 수 있는데, 망구면적과 여과수량은 양선 간격 25m일 때 최대를 나타냈으나 양선 간격 20m일 때와는 그 차가 거의 없었으며 양선 간격 15m 이하와는 차가 크게 나타났다.

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Electrospun Nanofibrous Polyacrylonitrile(PAN)/ Fe2O3 Membrane as Co2Gas Sensor

  • Kim, Ye-Na;Park, Eun-Young;Lee, Deuk-Yong;Lee, Myung-Hyun;Lee, Se-Jong;Kim, Bae-Yeon;Cho, Nam-Ihn
    • 한국세라믹학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.194-197
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    • 2007
  • Polyacrylonitrile (PAN)/$Fe_2O_3$ nanocomposite membranes with a thickness of 0.02 mm were electrospun by adding 0 to 5 wt% of $Fe_2O_3$ into PAN. The surface tension, density, kinematic viscosity and dynamic viscosity of the PAN solution were determined to be $33.8{\pm}1mN/m$, 0.9794 g/ml, $1548.6mm^2/sec$ and 1516.7 cP, respectively. The average diameters of PAN fibers containing 0, 1 2, 3, and 4 wt% $Fe_2O_3$ particles were 300, 260, 210, 130, and 90 nm, respectively. Fourier-transform infrared spectroscopy results showed that the addition of $Fe_2O_3$ nanoparticles to the PAN mat reduced the absorption peak intensity at $2242cm^{-1}$ ($C{\equiv}N$ bond) while it caused a sharp increase in the peak intensity at $2356cm^{-1}$(C=O bond). Thus, it appears that an appropriate amount of $Fe_2O_3$ nanoparticles in the PAN backbone leads to an improvement of the performance of the $CO_2$ gas sensor, most likely due to the change of functional groups in the membrane.