• Computers and Concrete
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• 제14권5호
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• pp.599-612
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• 2014

This paper presents the effects of the construction stages using time dependent material properties on the structural behaviour of concrete arch dams. For this purpose, a double curvature Type-5 arch dam suggested in "Arch Dams" symposium in England in 1968 is selected as a numerical example. Finite element models of Type-5 arch dam are modelled using SAP2000 program. Geometric nonlinearity is taken into consideration in the construction stage analysis using P-Delta plus large displacement criterion. In addition, the time dependent material strength variations and geometric variations are included in the analysis. Elasticity modulus, creep and shrinkage are computed for different stages of the construction process. In the construction stage analyses, a total of 64 construction stages are included. Each stage has generally $6000m^3$ concrete volume. Total duration is taken into account as 1280 days. Maximum total step and maximum iteration for each step are selected as 200 and 50, respectively. The structural behaviour of the arch dam at different construction stages has been examined. Two different finite element analyses cases are performed. In the first case, construction stages using time dependent material properties are considered. In the second case, only linear static analysis (not considered construction stages) is taken into account. Variation of the displacements and stresses are obtained from the both analyses. It is highlighted that construction stage analysis using time dependent material strength variations and geometric variations has an important effect on the structural behaviour of arch dams. The maximum longitudinal, transverse and vertical displacements obtained from construction stages and static analyses are 1.35 mm and 0 mm; -8.44 and 6.68 mm; -4.00 and -9.90 mm, respectively. In addition, vertical displacements increase from the base to crest of the dam for both analyses. The maximum S11, S22 and S33 stresses are obtained as 1.60MPa and 2.84MPa; 1.39MPa and 2.43MPa; 0.60MPa and 0.50MPa, respectively. The differences between maximum longitudinal, transverse, and vertical stresses obtained from construction stage and static analyses are 78%, 75%, and %17, respectively. On the other hand, there is averagely 12% difference between minimum stresses for all three directions.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.321-328
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• 2000

본 연구는 유한한 회전의 2차항을 고려한 변위장에 기초하여 변곡률을 가지는 비대칭 박벽곡선보의 해석이론을 제시한다. Vlasov의 가정에 의한 연속체의 선형화된 가상일의 원리로부터 총 포텐셜 에너지를 유도하고, 모든 변위 파라미터와 ？ 함수는 도심에서 정의된다. 절점당 8개의 자유도를 가지는 박벽곡선보 요소의 개발 과정에서 3차 Hermitian 다항식이 형상함수로 이용된다. 본 연구의 타당성과 정확도를 입증하기 위하여, 일축대칭 단면을 갖는 포물선과 타원형상의 곡선보를 선택하여 3차원 자유진동해석과 안정성 해석을 수행한다. 그리고 이 결과를 ABAQUS의 쉘 요소에 의한 것과 비교한다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.51-56
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• 2010

A numerical simulation is carried out to investigate the effect of flow rate variation and performance characteristics of double-suction centrifugal pump. Two types of pump which have different impeller inlet breadth and curvature of the shroud line consist of six blades impeller and shroud ring. Finite-volume method with structured mesh and $k-\omega$ Shear Stress Transport turbulence model was used to guaranty more accurate prediction of turbulent flow in the pump impeller. Total head, power and overall efficiency were calculated to obtain performance characteristics of two types of pump according to the variation of flow rate. From the results, impeller having smooth curve along the shroud line obtained good performance. The lower flow rate, the more circulation region, flow unsteadiness and complicate flow pattern are observed. Complicated internal flow phenomena through impellers such as flow separation, pressure loss, flow unsteadiness and performance are investigated and discussed.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권5호
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• pp.595-605
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• 2017

The present article reported the thermal buckling strength of the sandwich shell panel structure and subsequent improvement of the same by embedding shape memory alloy (SMA) fibre via a general higher-order mathematical model in conjunction with finite element method. The geometrical distortion of the panel structure due to the temperature is included using Green-Lagrange strain-displacement relations. In addition, the material nonlinearity of SMA fibre due to the elevated thermal environment also incorporated in the current analysis through the marching technique. The final form of the equilibrium equation is obtained by minimising the total potential energy functional and solved computationally with the help of an original MATLAB code. The convergence and the accuracy of the developed model are demonstrated by solving similar kind of published numerical examples including the necessary input parameter. After the necessary establishment of the newly developed numerical solution, the model is extended further to examine the effect of the different structural parameters (side-to-thickness ratios, curvature ratios, core-to-face thickness ratios, volume fractions of SMA fibre and end conditions) on the buckling strength of the SMA embedded sandwich composite shell panel including the different geometrical configurations.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.976-983
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• 2023

연구목적: 지진하중을 받는 교량 구조물의 동적 거동은 지진파의 특성 혹은 재료 및 기하학적 특성과 같은 많은 불확실성에 영향을 받는다. 하지만 모든 불확실성 인자가 교량 구조물의 동적 거동에 중요한 영향을 미치진 않는다. 영향성이 낮은 불확실성 인자까지 고려한 확률론적 내진성능 평가는 많은 계산비용이 요구되기 때문에 교량의 동적 거동에 미치는 영향을 고려하여 불확실성 인자는 식별되어야 한다. 따라서 본 연구는 I형 곡선 거더를 갖는 단경간 교량의 동적 거동에 영향을 미치는 주요 매개변수를 식별하기 위해 전역민감도 분석을 수행하였다. 연구방법: 지진파의 불확실성과 곡선 교량의 재료 및 기하학적 불확실성을 고려하여 유한요소 해석을 수행하였으며 해석결과를 기반으로 대리모델을 작성하였다. 결정계수와 같은 성능평가지료를 이용하여 대리모델을 평가하였으며 최종적으로 대리모델 기반의 전역 민감도 분석을 수행하였다. 연구결과: 지진하중을 받는 I형 곡선 거더의 응력응답에 가장 큰 영향을 미치는 불확실성 인자는 최대지반가속도(PGA), 교각의 높이(h), 강재의 항복응력(fy) 순으로 나타났다. PGA, h, fy의 주효과 민감도 지수는 각각 0.7096, 0.0839, 0.0352로 나타났으며 총 민감도 지수는 각각 0.9459, 0.1297, 0.0678로 나타났다. 결론: I형 곡선 거더의 응력응답은 입력운동의 불확실성에 대한 영향성이 지배적이며 각 불확실성 인자 사이의 교호작용에 큰 영향을 받는다. 따라서 입력운동의 개수 및 intensity measure과 같은 입력운동의 불확실성에 대한 추가적인 민감도 분석과 곡선거더의 개수 및 곡률과 같은 구조적 불확실성까지 고려한 총 민감도 분석은 필요하다.