• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권10호
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• pp.1741-1752
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• 2006

A combined Streamline Upwind Petrov-Galerkin method (SUPG) and segregated finite element algorithm for solving conjugate heat transfer problems where heat conduction in a solid is coupled with heat convection in viscous fluid flow is presented. The Streamline Upwind Petrov-Galerkin method is used for the analysis of viscous thermal flow in the fluid region, while the analysis of heat conduction in solid region is performed by the Galerkin method. The method uses the three-node triangular element with equal-order interpolation functions for all the variables of the velocity components, the pressure and the temperature. The main advantage of the presented method is to consistently couple heat transfer along the fluid-solid interface. Four test cases, which are the conjugate Couette flow problem in parallel plate channel, the counter-flow in heat exchanger, the conjugate natural convection in a square cavity with a conducting wall, and the conjugate natural convection and conduction from heated cylinder in square cavity, are selected to evaluate efficiency of the presented method.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권2호
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• pp.139-151
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• 2022

The mechanical properties of expansive soil are very unstable, highly sensitive to water, and thus easy to cause major engineering accidents. In this paper, the expansive soil foundation pit project of the East Huada Square in the eastern suburb of Chengdu was studied, the moisture content of the expansive soil was considered as an important factor that affecting the mechanics properties of expansive soil and the stability of the non-equal-length double-row piles in the foundation pit support. Three groups of direct shear tests were carried out and the quantitative relationships between the moisture content and shear strength τ, cohesion c, internal friction angle φ were obtained. The effect of cohesion and internal friction angle on the maximum displacement and the maximum bending moment of piles were analyzed by the finite element software MIDAS/GTS (Geotechnical and Tunnel Analysis System). Results show that the higher the moisture content, the smaller the matrix suction, and the smaller the shear strength; the cohesion and the internal friction angle are exponentially related to the moisture content, and both are negatively correlated. The maximum displacement and the maximum bending moment of the non-equal length double-row piles decrease with the increase of the cohesion and the internal friction angle. When the cohesion is greater than 33 kPa or the internal friction angle is greater than 25.5°, the maximum displacement and maximum bending moment of the piles are relatively small, however, once crossing the points (the corresponding moisture content value is 24.4%), the maximum displacement and the maximum bending moment will increase significantly. Therefore, in order to ensure the stability and safety of the foundation pit support structure of the East Huada Square, the moisture content of the expansive soil should not exceed 24.4%.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.205-212
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• 2018

본 연구에서는 상용 해석프로그램에서 구현하기에 어려움이 있는 지반공학적 문제를 해결하기 위한 쉽고 직관적인 해석 프로그램 개발의 일환으로 계산의 정확도가 상대적으로 높은 요소를 채택한 유한요소법을 정식화 하고 해석과정을 프로그램화 하였다. 개발된 프로그램의 계산과정에 있어서의 신뢰성 확인을 위해 두 가지 예에 대한 해석을 수행하고 결과분석을 해 보았는데 첫 번째 예는 등방구속압이 요소에 작용하는 경우이고 나머지 예는 전단응력이 요소의 측면에 작용하는 경우이다. 유한요소를 구성하는 요소로는 등매개변수 사변형 요소를 채택하였는데 요소내의 변위는 요소의 절점변위와 형상함수로 표현된다. 전체좌표(global coordinate)에 의한 미분계수로 표현되는 변형률을 얻기 위해 자코비언과 자연좌표(natural coordinate)를 이용하는 계산과정을 코딩하였다. 요소의 강성행렬을 정의하는 이중적분식을 수치적분으로 변환시키기 위해 4점 가우스 구적법을 적용하였다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 등방구속압이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내의 네 개의 가우스점과 요소 중앙에 대해 계산된 응력값이 등방구속압과 일치됨을 알 수 있었다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 전단응력이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내에 발생되는 횡방향응력 및 연직응력이 위치에 따라 변화됨을 알 수 있었으며 외력에 대한 발생응력의 크기 및 분포양상이 합리적임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.202-207
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• 2004

An elastic-plastic finite element analysis of fatigue crack closure is performed for plane strain conditions. The stabilization behavior of crack opening level and the effect of mesh size on the crack opening stress are investigated. In order to obtain a stabilized crack opening level for plane strain conditions, the crack must be advanced through approximately four times the initial monotonic plastic zone. The crack opening load tends to increase with the decrease of mesh size. The mesh size nearly equal to the theoretical plane strain cyclic plastic zone size may provide reasonable numerical results comparable with experimental crack opening data. The crack opening behavior is influenced by the crack growth increment and discontinuous opening behavior is observed. A procedure to predict the most appropriate mesh size for different stress ratio is suggested. Crack opening loads predicted by the FE analysis based on the procedure suggested resulted in good agreement with experimental ones within the error of 5 %. Effect of the distance behind the crack tip on the crack opening load determined by the ASTM compliance offset method based on the load-displacement relation and by the rotational offset method based on the load-differential displacement relation is investigated. Optimal gage location and method to determine the crack opening load is suggested.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권8호
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• pp.137-145
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• 1997

A two-dimensional program for the analysis of bimaterial inclusion has been developed using the bound- ary element method. In order to study the effects of circular inclusion on the stress field of the crack tip, numerical analysis was performed for the straight crack of finite length around the symmetric circular inclusion whose modulus of elasticity was different from that of the matrix material. In the case of inclusion whose stiffness was smaller than that of the matrix material, the stress intensity factor was found to increase as the crack enamated. The stress intensity factor was uninfluenced from the radial change in inclusion and remained constant for the stiffness equivalent to the matrix materials, where as it decreased for the inclusion with larger stiffness. For the vareation in the distance of the inclusion, a small increase in the stress intensity factor was observed for the case with small or equal stiffness compared with the matrix materials. The inclusion with larger stiffness showed a gradual decrease in the strss intensity factor as the crack emanated.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권6호
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• pp.1920-1929
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• 2018

In order to provide a source for nine phases suitable for 18-pulse ac to dc power, this paper proposes a new structure for a step-up asymmetrical delta-connected transformer for converting three-phase ac power to nine-phase ac power. The design allows for symmetry between the nine output voltages to improve the power quality of the supply current and to minimize the THD. The results show that this new structure proves the equality between the output voltages with $40^{\circ}-{\alpha}$ and $40^{\circ}+{\alpha}$ phase shifting and produces symmetrical output currents. This result in the elimination of harmonics in the network current and provides a simulated THD that is equal to 5.12 %. An experimental prototype of the step-up asymmetrical delta-autotransformer is developed in the laboratory and the obtained results give a network current with a THD that is equal to 5.35%. Furthermore, a finite element analysis with a 3D magnetic field model is made based on the dimensions of the 4kVA, 400 V laboratory prototype three-phase with three-limb delta-autotransformer with a six-stacked-core in each limb. The magnetic distribution flux, field intensity and magnetic energy are carried out under open-circuit operation or load-loss.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.3-10
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• 2002

Koblitz 타원곡선에서 스칼라 곱을 효율적으로 구현하기 위하여 프로베니우스 자기준동형 (Frobenius endomorphism)이 유용하게 사용된다. 스칼라 곱 연산시 스칼라를 이진 전개하는 대신에 프로베니우스 확장을 사용하여 고속연산을 가능하게 할 수 있으며 따라서 연산의 속도는 확장길이와 밀접한 관계가 있다. 본 논문은 스칼라의 프로베니우스 확장길이를 줄임으로써 스칼라 곱의 고속연산을 가능하게 하는 새로운 방법을 제안한다. 타원곡선의 위수를 노름(Norm)으로 갖는 원소대신 큰 소수 위수를 노름으로 갖는 원소를 사용하여 프로베니우스 확장길이를 최적화시키는 이 방법은 Solinas, Smart가 제안한 방법보다 프로베니우스 확장길이를 더 감소시킬 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권4호
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• pp.489-502
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• 2022

The stiffeners, also known as ribs, are utilized to increase the resistance of T-stubs. The author's previous studies showed that stiffeners can increase plastic capacity by an average of 1.71 times. A combined experimental and numerical study was undertaken to examine the effects of the stiffener configuration on the behavior of T-stubs. A total of 20 stiffened T-stubs where the shape and angle of stiffeners were considered as the main parameters were tested under monotonic loading. Rectangular, triangular and AISC types of stiffener were tested under monotonic loading. The experimental results indicated that when the height of the stiffener is equal to or higher than the length of the stiffener, the shape of the stiffener does not have an influence on the behavior. A numerical study using the finite element tool ABAQUS was carried out in order to further investigate the effects of the stiffener shapes. In this case, the height is considered less than the length of the stiffener. Moreover, the shape of the stiffeners was investigated with the different thicknesses of the stiffener. The simulation findings revealed that when the height of the stiffener is less than the length of the stiffener, the shape of the stiffener significantly affects the plastic capacity. Based on the numerical and experimental results, it is recommended to use the triangular shape of the stiffener when height is equal to or higher than the length of the stiffener while it is recommended to utilize the rectangular shape of the stiffener when height is less than the length of the stiffener.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권5호
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• pp.518-525
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• 2001

증기발생기 전열관이 노후화 됨에 따라 새롭고 판단이 애매한 결함이 발생되기 시작하고 있다. 대부분의 결함은 전열관 외부에서 발생되어 진전된다. 일반 와전류탐상에서는 외부결함으로부터의 신호가 표피효과로 인해 내부결함으로부터의 신호보다 매우 약하기 때문에, 본 논문에서는 자성체 관 검사에서 내부 및 외부결함에 거의 같은 민감도를 보인 바 있는 원격장와전류 탐상을 비자성체인 전열관의 검사에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 유한요소 모델링을 통한 연구결과는 비자성체인 전열관에서 원격장와전류 효과가 나타나려면 탐상주파수가 수백 kHz가 되어야 하며, 여자코일과 센서코일간의 간격은 자성 관 검사시의 절반인 관 외경의 1.5배 정도가 되어야 함을 보였다. 이렇게 설계된 탐촉자를 사용하여 예측한 결함신호들은 이 검사방법이 내부 및 외부결함에 동일하게 민감하며, 위상신호의 세기와 결함깊이간에는 선형적인 비례관계가 존재함을 보여 주었다. 이러한 결과들은 비자성 증기발생기 전열관이라 할지라도 원격장와전류 탐상이 가능함을 말해 주고 있다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.501-525
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• 2015

본 논문은 2009 개정 교육과정 초등학교 3학년 수학 교과서와 익힘책에 제시된 곱셈과 나눗셈 문장제를 유형별로 분석하고, 초등학교 4학년 학생을 대상으로 문장제 유형에 따른 문제해결능력을 살펴봄으로써 곱셈과 나눗셈 문장제의 효율적인 지도 방안을 생각해보기 위한 것이다. 이를 위해 먼저 초등학교 3학년 수학 교과서와 익힘책에 제시된 자연수의 곱셈 문장제를 동수누가, 비율, 비교, 정렬, 조합의 5가지 의미 유형으로, 나눗셈은 등분제와 포함제의 2가지 유형으로 구분하여 살펴보았다. 이와 함께 곱셈과 나눗셈 문장제에서 미지수의 위치에 따라 처음량, 변화량, 결과량을 묻는 문장제의 구문 유형에 대해서도 살펴보았다. 그런 다음 4학년 학생을 대상으로 문장제 문제해결능력 검사 도구를 개발하였는데, 앞서 분석한 곱셈과 나눗셈의 문장제 유형을 의미와 구문으로 나누어 2차례의 검사를 실시하여 정답률과 학생들의 오답 반응 등을 분석하였다. 분석 결과 곱셈은 동수누가에서의 정답률이 높게 나온 반면 나눗셈의 경우 포함제와 등분제에서 차이를 보이지 않았는데, 이는 교과서의 문제 유형 분포와 상관관계를 보임을 알 수 있다. 이러한 논의를 바탕으로 곱셈과 나눗셈 문장제의 효과적인 지도와 학생들의 문장제 문제해결능력을 향상시키기 위해 다양한 유형의 문장제를 제시할 필요가 있음을 제안하고 있다.