• 제목/요약/키워드: energy formula

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Calculation method and application of natural frequency of integrated model considering track-beam-bearing-pier-pile cap-soil

  • Yulin Feng;Yaoyao Meng;Wenjie Guo;Lizhong Jiang;Wangbao Zhou
    • Steel and Composite Structures
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    • 제49권1호
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    • pp.81-89
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    • 2023
  • A simplified calculation method of natural vibration characteristics of high-speed railway multi-span bridge-longitudinal ballastless track system is proposed. The rail, track slab, base slab, main beam, bearing, pier, cap and pile foundation are taken into account, and the multi-span longitudinal ballastless track-beam-bearing-pier-cap-pile foundation integrated model (MBTIM) is established. The energy equation of each component of the MBTIM based on Timoshenko beam theory is constructed. Using the improved Fourier series, and the Rayleigh-Ritz method and Hamilton principle are combined to obtain the extremum of the total energy function. The simplified calculation formula of the natural vibration frequency of the MBTIM under the influence of vertical and longitudinal vibration is derived and verified by numerical methods. The influence law of the natural vibration frequency of the MBTIM is analyzed considering and not considering the participation of each component of the MBTIM, the damage of the track interlayer component and the stiffness change of each layer component. The results show that the error between the calculation results of the formula and the numerical method in this paper is less than 3%, which verifies the correctness of the method in this paper. The high-order frequency of the MBTIM is significantly affected considering the track, bridge pier, pile soil and pile cap, while considering the influence of pile cap on the low-order and high-order frequency of the MBTIM is large. The influence of component damage such as void beneath slab, mortar debonding and fastener failure on each order frequency of the MBTIM is basically the same, and the influence of component damage less than 10m on the first fourteen order frequency of the MBTIM is small. The bending stiffness of track slab and rail has no obvious influence on the natural frequency of the MBTIM, and the bending stiffness of main beam has influence on the natural frequency of the MBTIM. The bending stiffness of pier and base slab only has obvious influence on the high-order frequency of the MBTIM. The natural vibration characteristics of the MBTIM play an important guiding role in the safety analysis of high-speed train running, the damage detection of track-bridge structure and the seismic design of railway bridge.

현곡(玄谷) 보신탕(補腎湯)의 구성한약과 그 기미배오(氣味配伍) 분석 (Hyeongok's Boshintang was combined according to the theory for properties and tastes of herbal medicines.)

  • 차창민;서부일;김경철;신순식
    • 대한한의학방제학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.29-38
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    • 2008
  • Background and Objectives : There are four kinds of formulas for invigorating the kidney to cure its asthenic syndrome based on the types of preparation formulas : Boshintang, Boshinhwan, Boshinsan, and Boshingaeng. There are 16 kinds of Boshintang, 28 kinds of Boshinhwan, 3 kinds of Boshinsan, and one kind of Boshingaeng. Combination of herbal medicines, carried out in formulas for invigorating the kidney, consists of various kinds depending on medical scientists' personal experience in medical treatment without any general principles, which makes it difficult to apply it to clinical use. The objectives of this study lie in theoretical establishment of Boshintang for curing the asthenic syndrome of kidney through analyzing the component medicines and combination principles of Hyeongok's Boshintang, and furthermore, maximizing the clinical use of Boshintang. Methods : This study analyzed the component medicines and combination principles of Hyeongok's Boshintang based on the theory for properties and tastes of herbal medicines from the ${\ulcorner}$Yellow Emperor's Canon of Internal Medicine${\lrcorner}$ , the theory for principal herbal medicine, assistant herbal medicine, adjuvant herbal medicine, dispatcher herbal medicine, and the five elements doctrine. Hyeongok's Boshintang is an even prescription, composed of 6 kinds of ingredients : No.1 Fructus Lycii (3don;11.25g), No.2 Radix Polygoni Multiflori (1don:3.75g), No.3 Sarcucarpium Corni (1don), No.4 Fructus Schisandrae (1don), No.5 Rhizoma Anemarrhenae (5poon: 1.875g), and No.6 Cortex Phellodendri (5poon) Results : There are three methods for curing the asthenic syndrome of kidney according to the five elements doctrine : invigorating the kidney, invigorating the lung and purging the spleen. First, if you suffer from the asthenic syndrome of the kidney, you need to invigorate your kidney. There are two available methods, including taste and property invigoration according to the theory for properties and tastes of herbal medicines. They each imply the bitter taste and the cold property invigorate the kidney. In the case of taste invigoration, two herbal medicines with bitter taste, Fructus Lycii and Radix Polygoni Multiflori, are combined into the principal and assistant herbal medicine, respectively. For property invigoration, two herbal medicines with the cold property, Rhizoma Anemarrhenae and Cortex Phellodendri, are combined into adjuvant herbal medicines. Secondly, if you suffer from the asthenic syndrome of the kidney, you need to invigorate your lung which is mother in the mother-child relationship in inter-promotion among the five elements. There are two methods to invigorate the lung, including taste and property invigoration according to the theory for properties and tastes of herbal medicines. They each mean the sour taste and the cool property invigorate the lung. Therefore, it is important to use sour herbal medicines for taste invigoration and cool ones for property invigoration. Both bitter and cool herbal medicines, Rhizoma Anemarrhenae and Cortex Phellodendri, are combined into adjuvant herbal medicines. Lastly, if you suffer from the asthenic syndrome of the kidney, you need to purge your spleen which is an element being surpassed in the relationship between the elements surpassed and ones not surpassed in inter-restraint among the five elements. There are two methods to purge the spleen, which include taste and property purgation according to the theory for properties and tastes of herbal medicines. Taste purgation means to purge the spleen with bitter taste and property purgation to purge the spleen with cool property. Therefore, it is important to use bitter herbal medicines for taste purgation and cool ones for property purgation. Both bitter and cool herbal medicines, Rhizome Anemarrhenae and Cortex Phellodendri. were combined to purge the spleen and invigorate the kidney. In addition, Rhizome Anemarrhenae and Cortex Phellodendri are combined as dispatcher herbal medicine, reinforcing the kidney energy. Conclusions : First, to cure the asthenic syndrome of the kidney, the methods of invigorating the kidney and the lung, and purging the spleen should be used according to the five elements doctrine. Secondly, herbal medicines appropriate for those treatment methods should be chosen according to the theory for properties and tastes of herbal medicine and thirdly, the combination of those herbal medicines should be carried out according to the theory for principal herbal medicine, assistant herbal medicine, adjuvant herbal medicine, dispatcher herbal medicine. As a good example, Hyeongok's Boshintang is combined according to the above theories. In conclusion, this formula was created by applying to the theory for properties and tastes of herbal medicines.

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지르코늄 합금 관의 임계좌굴 압력 산정을 위한 최소안전율 (Minimum Safety Factor for Evaluation of Critical Buckling Pressure of Zirconium Alloy Tube)

  • 김형규;김재용;윤경호;이영호;이강희;강흥석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권3호
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    • pp.281-287
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    • 2011
  • 얇은 관 탄성좌굴 공식의 불확실성을 고려하기 위해, 공식을 구성하는 파라미터인 튜브재료의 탄성계수, 푸아송 비, 튜브 두께 및 지름의 불확실성을 분석하였다. 본 연구는 원자로에서 연소되는 핵연료봉과 같이 사용 중 함몰을 엄격히 방지하고 있는 얇은 관의 설계신뢰도를 향상시키는 데에 중요하다. 분석 방법은 각각의 파라미터가 변화할 수 있는 범위를 충분히 포함할 수 있는 최소의 탄성좌굴 안전율을 구하고 이를 선형적으로 합하여 최종의 최소안전율을 구하였다. 최소 안전율에 가장 큰 영향을 미치는 파라미터는 관의 두께로 나타났다. 두께가 얇을수록 더 큰 최소안전율이 필요하며 예로 적용한 지르코늄 합금관의 경우, 두께가 0.254 와 0.87 mm 일 때 최소안전율은 각각 1.547 과 3.487 로 나타났다.

Response Matrix에 의한 감마선(線) Spectrum 및 그 조사선량(照射線量) 해석(解析) (Analysis of Gamma-ray Spectrum and Assessment of Corresponding Exposure Rate by Means of Response Matrix Method)

  • 김성관;전재식
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제11권1호
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    • pp.3-14
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    • 1986
  • $3'{\times}3'$ 원통형 NaI(T1) 검출기와 다중파고분석기(多重波高分析器)를 사용하여 측정한 $0.05{\sim}2.0MeV$ 구간의 ${\gamma}$선 spectrum에서 실(實)spctrum을 구하기 위하여 조사선량율(照射線量率)산출에 편리한 response matrix 방법을 사용하였다. Response mateix 구성에는, 위의 에네지 구간을 0.1 MeV의 등간격으로 나눈 $20{\times}20$ matrix로 한것과 검출기의 분해능이 입사 ${\gamma}$선 에너지의 평방근(平方根)에 의존한다는 가정하에 $0.1(MeV)^{1/2}$구간으로 나누어 $14{\times}14$ matrix로 구성한, 두가지 방법을 사용하였으며 그 역(逆)matrix들은 P-E 82/32 콤퓨터로 계산하였다. 이 방법으로 얻은 조사선량율은 에너지와 flux가 알려진 ${\gamma}$선량(陽)에 대하여 흔히 사용되는 계산방법으로 구한값과 10% 이내에서 일치하고 있으며, 선량측정학적(線量測定學的) 견지에서는 $E^{1/2}$ 구간으로 형성된 matrix가 등에너지간격으로 구성된 것보다 현실적인 것으로 판단되었다.

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원자력 사고 중 강우에 의한 음식물 오염영향을 고려한 역동학적 섭식경로모델 개선 (Improvement of a Dynamic Food Chain Model Considering the Influence of Radioactive Contamination of Foods by Rainfall During a Nuclear Emergency)

  • 황원태;김은한;한문희;최용호;이한수;이창우
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제27권1호
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    • pp.21-26
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    • 2002
  • 원자력 사고로 인해 방사성물질이 환경으로 방출되는 기간동안 강우가 있을 경우 음식물의 오염 영향을 고려하기 위해 개발된 역동학적 섭식경로모델을 개선하였다. 이를 위해 핵종별 강우량에 따른 농작물에 대한 습차단 상수를 유도하였으며, 아울러 개발된 역동학적 섭식경로모델에 대한 수학적 모델을 재정립하였다. 평가결과, 같은 지표위 농도에 대해 강우는 음식물의 오염을 크게 감소시키며 강우량 증가에 따라 오염은 급격히 감소하였다. 이러한 사실은 원자력 사고 기간동아 강우가 있을 경우 농작물의 건차단 만을 고려한 기존 역동학적 섭식경로모델을 사용하여 평가하였을 때 그 결과는 과대 평가될 수 있다는 사실을 나타낸다. 본 연구에서 고려하는 핵종 ($^{137}Cs,\;^{90}Sr,\;^{131}I$) 중에서 강우량에 따른 음식물의 농도 감소는 $^{131}I$에서 가장 뚜렷하게 나타났으며, $^{90}Sr$이 가장 영향이 적었다.

Energy Band Structure, Electronic and Optical properties of Transparent Conducting Nickel Oxide Thin Films on $SiO_2$/Si substrate

  • Denny, Yus Rama;Lee, Sang-Su;Lee, Kang-Il;Lee, Sun-Young;Kang, Hee-Jae;Heo, Sung;Chung, Jae-Gwan;Lee, Jae-Cheol
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.347-347
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    • 2012
  • Nickel Oxide (NiO) is a transition metal oxide of the rock salt structure that has a wide band gap of 3.5 eV. It has a variety of specialized applications due to its excellent chemical stability, optical, electrical and magnetic properties. In this study, we concentrated on the application of NiO thin film for transparent conducting oxide. The energy band structure, electronic and optical properties of Nickel Oxide (NiO) thin films grown on Si by using electron beam evaporation were investigated by X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Reflection Electron Energy Loss Spectroscopy (REELS), and UV-Spectrometer. The band gap of NiO thin films determined by REELS spectra was 3.53 eV for the primary energies of 1.5 keV. The valence-band offset (VBO) of NiO thin films investigated by XPS was 3.88 eV and the conduction-band offset (CBO) was 1.59 eV. The UV-spectra analysis showed that the optical transmittance of the NiO thin film was 84% in the visible light region within an error of ${\pm}1%$ and the optical band gap for indirect band gap was 3.53 eV which is well agreement with estimated by REELS. The dielectric function was determined using the REELS spectra in conjunction with the Quantitative Analysis of Electron Energy Loss Spectra (QUEELS)-${\varepsilon}({\kappa},{\omega})$-REELS software. The Energy Loss Function (ELF) appeared at 4.8, 8.2, 22.5, 38.6, and 67.0 eV. The results are in good agreement with the previous study [1]. The transmission coefficient of NiO thin films calculated by QUEELS-REELS was 85% in the visible region, we confirmed that the optical transmittance values obtained with UV-Spectrometer is the same as that of estimated from QUEELS-${\varepsilon}({\kappa},{\omega})$-REELS within uncertainty. The inelastic mean free path (IMFP) estimated from QUEELS-${\varepsilon}({\kappa},{\omega})$-REELS is consistent with the IMFP values determined by the Tanuma-Powell Penn (TPP2M) formula [2]. Our results showed that the IMFP of NiO thin films was increased with increasing primary energies. The quantitative analysis of REELS provides us with a straightforward way to determine the electronic and optical properties of transparent thin film materials.

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탄소 균형과 1차식에 의한 대체 연료의 공연비 산정법 (Air Fuel Ratio Determination Method for Alternative Fuel Based on Carbon Balance and Linear Equation)

  • 이재원;권순태;박찬준;엄인용
    • 에너지공학
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    • 제17권4호
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    • pp.182-188
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    • 2008
  • 본 연구에서는 탄소 균형 및 1차식에 의한 공연비 산정방법을 대체연료에 적용하여 그 결과를 비교하였다. 이전의 연구에서는 Eltinge 차트의 확장, 미연탄화수소의 보상 및 다양한 방법으로부터 계산한 결과를 비교하였다. 또한 Eltinge 방법은 현재 공연비를 산정하는 방법 중 가장 일반적인 식이라는 것을 확인하였다. 그러나 최근 지구온난화 방지를 포함하여 환경 보호와 에너지보존에 대한 요구가 증가하면서 내연기관에 대체연료를 사용이 도입되기 시작하면서 이러한 대체연료들에 대한 공연비의 정확한 산정이 필요하게 되었다. 특히, 산소를 포함하는 연료에서는 Eltigne방법을 제외하고 모든 공연비 산정법들이 다시 유도되어야한다. 이 연구에서는 이미 그 정확성이 확인된 탄소균형식을 이용하여 대체연료의 공연비를 산정하기 위해 다시 유도하였고, 각 대체 연료에 실제로 적용이 가능한 1차식을 새로이 제시하였다. 평가 결과, 탄소균형식으로 계산한 공연비는 가솔린 연료와 비교하여 다소 오차가 증가하였지만, 그 정확도는 다양한 대체 연료들에 적용하기에 충분하다는 결론을 얻었다. 또한, 제시된 1차식은 $\lambda=1.2$이하에서는 그 정확도가 매우 높았다.

몬테카를로 코드를 이용한 고에너지 전자가속기의 중성자 skyshine 평가방법 개발 (Development of Neutron Skyshine Evaluation Method for High Energy Electron Accelerator Using Monte Carlo Code)

  • 오주희;정남석;이희석;고승국
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제38권1호
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    • pp.22-28
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    • 2013
  • Skyshine은 고에너지 가속기의 차폐 설계 시 반드시 고려되는 중요한 현상이다. 본 연구에서는 고에너지 전자 가속기에 대한 중성자 skyshine 평가 방법을 새롭게 제시하였으며 기존의 방법들과 비교하여 타당성을 검증하였다. 고에너지 전자가속기로부터 원거리 지역의 방사선량을 계산하기 위해 몬테카를로 코드, FLUKA와 PHITS를 이용하였다. 가속기 건물로부터 원거리 지역까지 도달하는 방사선장의 경로를 skyshine, direct, groundshine, multiple-shine으로 분류하였다. 분류된 각각의 성분이 총 유효선량에 기여하는 정도를 평가하였다. 방사선원 계산에는 10 GeV 전자가 두꺼운 표적에 입사하여 생성되는 중성자를 고려하였다. Groundshine 효과를 평가하기위해 PAL-XFEL의 건설부지토양에 대한 성분을 고려하였다. 가속기 건물로부터 비교적 가까운 50 m 미만에서는 direct와 groundshine 성분들이 총 유효선량에 대부분 기여하였다. 가속기 터널로부터 거리가 멀어질수록 skyshine 성분의 기여도가 증가하였다. 평가된 skyshine 성분에 대한 유효선량은 기존에 skyshine 선량을 계산할 때 사용되었던 반실험식 중 전자가속기를 이용한 실험결과에 기반한 Rindi의 식과 가장 잘 일치하였다. 간이계산코드 SHINE3의 결과와 20% 이내로 일치하였다. 모든 성분이 포함된 총 유효선량은 기존의 평가방식에 비해 10배 정도 크게 평가되었다. 가속기 터널로부터 원거리 지역에 대한 선량평가계산에서 mutiple-shine 성분의 영향은 skyshine 성분보다 더 크다는 것을 확인하였다.

부분 침수 프로펠러의 bollard pull 추력 및 토오크 특성 연구 (Study on the Characteristics of Thrust and Torque for Partially Submerged Propeller)

  • 박형길;이태구;백광준;최순호
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.264-272
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    • 2011
  • 도크 내 공정을 마치고 진수된 선박은 안벽에 계류된 상태로 주기관 등의 시험 검사를 수행하게 된다. 주기관 시험을 수행할 경우 선박은 안벽에 고정된 상태에서 수면 위로 날개가 노출된 프로펠러를 회전시켜야 하므로, 이때 발생하는 추력과 토오크를 예상하여 안전상 문제가 없도록 시험 조건 선정 및 설치를 수행하여야 한다. 날개가 수면위로 노출된 프로펠러는 회전수 및 축 잠김 깊이에 따라 수면 노출 및 공기 유입 등의 영향으로 추력 및 토오크 감소율이 변화하게 된다. 본 논문에서는 당사 실적 선박 프로펠러에 대해 모형 시험과 수치 해석을 통하여 회전수 및 축 잠김 깊이에 따른 추력 및 토오크 변화 특성을 파악하고 이를 바탕으로 부분 침수 프로펠러의 bollard pull 조건에 대한 추정식을 도출하였다. 도출된 추정식을 실선 계측 결과와 비교하여 정도 높은 추정 결과를 제공하고 있는 것을 확인하였다.

Development of a Wide Dose-Rate Range Electron Beam Irradiation System for Pre-Clinical Studies and Multi-Purpose Applications Using a Research Linear Accelerator

  • Jang, Kyoung Won;Lee, Manwoo;Lim, Heuijin;Kang, Sang Koo;Lee, Sang Jin;Kim, Jung Kee;Moon, Young Min;Kim, Jin Young;Jeong, Dong Hyeok
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제31권2호
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    • pp.9-19
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    • 2020
  • Purpose: This study aims to develop a multi-purpose electron beam irradiation device for preclinical research and material testing using the research electron linear accelerator installed at the Dongnam Institute of Radiological and Medical Sciences. Methods: The fabricated irradiation device comprises a dual scattering foil and collimator. The correct scattering foil thickness, in terms of the energy loss and beam profile uniformity, was determined using Monte Carlo calculations. The ion-chamber and radiochromic films were used to determine the reference dose-rate (Gy/s) and beam profiles as functions of the source to surface distance (SSD) and pulse frequency. Results: The dose-rates for the electron beams were evaluated for the range from 59.16 Gy/s to 5.22 cGy/s at SSDs of 40-120 cm, by controlling the pulse frequency. Furthermore, uniform dose distributions in the electron fields were achieved up to approximately 10 cm in diameter. An empirical formula for the systematic dose-rate calculation for the irradiation system was established using the measured data. Conclusions: A wide dose-rate range electron beam irradiation device was successfully developed in this study. The pre-clinical studies relating to FLASH radiotherapy to the conventional level were made available. Additionally, material studies were made available using a quantified irradiation system. Future studies are required to improve the energy, dose-rate, and field uniformity of the irradiation system.