• 제목/요약/키워드: harmonic behavior

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Molecular Dynamics Study of the Self-Diffusion Coefficient and Velocity Autocorrelation Function of a Polymer Molecule in Solution

  • Kang, Hong-Seok;Lee, Young-Seek;Ree, Tai-kyue
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제4권5호
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    • pp.223-227
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    • 1983
  • A molecular dynamic computer experiment was performed on a system of 108 particles composed of a single polymer chain and solvent molecules. The state considered was in the immediate neighborhood of the triple point of the system. The polymer itself is an analog of a freely jointed chain. The Lennard-Jones potential was used to represent the interactions between all particles except for that between the chain elements forming a bond in the polymer chain, for which the interaction was expressed by a harmonic potential. The self-diffusion coefficient and velocity autocorrelation function (VACF) of a polymer were calculated at various chain lengths $N_p$, and various interaction strengths between solvent molecules and a polymer chain element. For self-diffusion coefficients D, the Einstein relation holds good; as chain length $N_p$ increases the D value decreases, and D also decreases as ${\varepsilon}_{cs}$ (the interaction parameter between the chain element and solvent molecules) increases. The relaxation time of velocity autocorrelation decreases as ${\varepsilon}_{cs}$ increases, and it is constant for various chain lengths. The diffusion coefficients in various conditions reveal that our systems are in a free draining limit as is well known from the behavior of low molecular weight polymers, this also agrees with the Kirkwood-Riesman theory.

Dynamic analysis of piezoelectric perforated cantilever bimorph energy harvester via finite element analysis

  • Yousef A. Alessi;Ibrahim Ali;Mashhour A. Alazwari;Khalid Almitani;Alaa A Abdelrahman;Mohamed A. Eltaher
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제10권2호
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    • pp.179-202
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    • 2023
  • This article presents a numerical analysis to investigate the natural frequencies and harmonic response of a perforated cantilever beam attached to two layers of piezoelectric materials by using the finite element method for the first time. The bimorph piezoelectric is composed of 3 layers; two of them at the outer are piezoelectric, and the inner isotropic material. A higher order 3-D 20-node solid element that exhibits quadratic displacement behavior is exploited to discretize the isotropic layer, and coupled piezoelectric 3D element with twenty nodes is used to mesh the top and bottom layers. CIRCU94 element is added to act as a resistor part of the model. The proposed model is validated with previous works. The numerical parametric studies are presented to illustrate the effects of perforation geometry, the number of rows, the resistance on the natural frequencies, frequency response, and power. It is found that the thickness has a positive relationship with the natural frequency. Perforations help in producing higher voltage, and the best shape is rectangular perforations, and to produce higher voltage, two rows of rectangular perforations should be applied.

고온이력을 받은 콘크리트의 강도별 기본파와 고조파 특성 (Fundamental and Harmonic Wave Characteristics of Concrete Subjected to Temperature by Strength)

  • 서동균;김규용;손민재;사수이;유하민;남정수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2021년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.207-208
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    • 2021
  • The non-destructive method using ultrasonic waves has been applied in many studies due to its low damage to the structure and its simple evaluation method and high precision. On the other hand, if the concrete is subjected to a high-temperature, the mechanical properties may be deteriorated due to the micro-crack network and the damage may be severe depending on the strength of the concrete. Therefore, this study attempts to evaluate the fundamental wave behavior of different strength ranges using the ultrasonic non-destructive method for concrete that has been subjected to high-temperature. As a result, the relative power of the fundamental wave was decreased as temperature increase. And it was confirmed that the 2nd and 3rd harmonics were generated at 110 MPa. However, to check the 2nd, 3rd harmonics 110 MPa or less, there is a need for further research considering the ultrasonic output, the output of the sender and receiver, and the appropriate frequency accordingly.

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실조석에 의한 한국 서남해 연안역에서 해수유동의 재현특성 (Characteristics of Tidal Flow Simulation of Real Tide in West-South Coastal Waters of Korea)

  • 정승명;박일흠
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.531-541
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    • 2020
  • 우리나라 서남해 연안역에서 해수유동을 재현하기 위해 모든 분조를 포함하고 절점변조진폭, 위상보정인자 및 천문인수를 적용한 완전한 형태의 실조석(Real Tide)을 도입하였다. 실조석으로 해수유동을 재현한 결과, 조석의 관측치와 계산치의 상관계수는 1.0으로 진폭 및 위상의 정확도가 매우 우수하였고, U성분 및 V성분으로 구분하여 나타낸 조류는 각각 평균 0.883과 0.936의 높은 상관도를 보여 실조석으로 재현하는 것이 타당한 것으로 보였다. 그리고 잔차류의 관측치와 계산치의 차는 평균 0.006 m/s로 유의미하지 않았고, 그 진행방향은 서로 매우 유사하였다. 그리고 본 연구의 계산결과에서 관측치와 계산치 간에 나타난 유속성분 오차는 주로 고파랑이나 폭풍을 비롯한 남풍계열의 강한 바람과 같은 기상적 요인에 의한 것이 원인으로 분석되었다. 향후 해수유동 수치모형 실험에서 하나의 변수로 작용하는 기상적 요인을 고려하고 본 연구의 실조석을 재현한다면 계산결과는 더욱 향상될 것으로 기대된다.

탄성 지지된 판구조 해석을 위한 매크로 요소의 개발 (Development of Macro-Element for the Analysis of Elastically Supported Plates)

  • 강영종;박남회;앙기재;최진유
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.25-35
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    • 2000
  • 일반적으로 보에 의해서 탄성 지지된 등방성 판은 슬래브교(Slab Bridge)나 거더교(Slab on Girder Bridge)와 같은 교량의 상부구조를 형성하게 된다. 그러나 이러한 탄성 지지된 등방성 판에 대한 해석은 주로 고정 지지된 경계 조건만을 이용하여 이루어 졌으며, 근래에 제시된 해석방법에서도 판 경계의 처짐 형상을 가정하거나 하중 위치를 고정한 상태에서 정해를 유도하므로 탄성지점인 보와 판의 상호관계를 정확하게 묘사하지 못하고 있다. 또한 유한 요소법을 이용한 해석은 정확한 결과를 얻을 수 있는 반면, 많은 해석시간을 요하는 문제점을 안고 있다. 따라서,. 본 연구에서는 조화해석법을 적용하여 보와 등방성 판의 매크로 요소(Macro Element)의 변위 함수를 구성하고, 이를 판의 탄성 지점에서의 평형방정식을 이용해 계산함으로써 단시간 내에 전체 시스템의 응답을 결정할 수 있는 해석법을 개발하고 이를 프로그램화하였다. 또한, 본 해석법의 타당성을 검증하기 위해서 다양한 하중 조건과 판의 형상비, 탄성 지점 조건 등을 가진 교량 바닥판에 대한 해석을 수행하였으며, 해석법의 단순성 과 해석시간의 단축으로 교량 바닥판과 거더에 대한 매개변수 분석 등에 사용될 수 있을 것이다.

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경기만 조석 잔차류 산정 및 변동성 (Estimation of Tidal Residual Flow and Its Variability in Kyunggi Bay of Korea)

  • 김창식;임학수;김진아;김선정;박광순;정경태
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.353-360
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    • 2010
  • 경기만은 한강과 임진강 수계의 하구역을 중심으로 황해의 중부해역을 잇는 매우 중요한 해역이다. 특히 경기만 해역의 연안개발로 인한 하구습지와 연안습지의 훼손이 가속화되고 있다. 이러한 갯벌과 해저 퇴적체의 변화에 대한 이해와 원인 규명을 위해서는 조석 잔차류의 역할이 중요함을 제시하였다(Kim et al., 2009). 하지만 경기만에서의 조석 잔차류에 대한 정량적 연구는 잘 이루어져 있지 못하며, 연간 변동성에 대한 연구도 흔하지 않다. 본 연구에서는 경기만 주수로인 석모수로와 장봉수로에서 1년간 연속 관측한 수층별 조류를 이용하여, 조석 잔차류의 특성과 조류분조의 특성을 정밀하게 분석하였다. Kim et al.(2009)이 제안한 이동평균(Moving average) 기법을 이용하여 연간 월별 그리고 수층별 자료로 확대하여 분석하였다. 또한 조류조화분해를 실시하여 이동평균 기법의 잔차류 특성과 비교하였으며 계절별 수층별 조류분조의 특성을 제시하였다. 비조석성분인 잔차류 산정에는 이동평균 기법과 조류조화분해법이 동일한 결과를 보였으나 단주기 변동성 분석에는 이동평균기법이 장점을 가진 것으로 보인다. 석모수로의 잔차류는 연간 낙조류 방향이며, 표층에서 20-40 cm/s, 저층에서 10 cm/s 미만으로 분석되었다. 장봉수로에서는 연간 창조류 방향의 잔차류는 표층에서 15-30 cm/s, 저층에서 20 cm/s 안팎으로써 여름철에는 강한 경압형 구조를 보인다. 본 연구에서는 해저면에 설치된 음파식 유속계 자료의 처리, 조석잔차류의 산정과 경기만 수로에서의 연간 잔차류 수직 구조와 변동성에 대한 결과를 제시함으로써, 경기 일대의 물질이동과 퇴적체 변동성 연구에 기본적 자료로 활용될 것으로 판단된다.

532 nm 파장의 큐스위치 Nd:YAG 레이저를 이용한 스테인리스 스틸 표면 제염특성 (Decontamination Characteristics of 304 Stainless Steel Surfaces by a Q-switched Nd:YAG Laser at 532 nm)

  • 문제권;바이갈마;원휘준;이근우
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.181-188
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    • 2010
  • 레이저 용발법에 의한 금속 표면 제염특성을 평가하였다. 레이저로는 파장 532 nm, 펄스에너지 150 mJ, 펄스폭 5 ns의 큐스위치 Nd:YAG를 적용하였고, 금속 표면에 $CsNO_3$, $Co(NH_4)_2(SO_4)_2$, $Eu_2O_3$ 그리고 $CeO_2$를 오염시켜 이들의 제염 특성을 평가하였다. 제염 변수로는 레이저 적용횟수, 레이저 에너지 밀도 및 레이저 조사 각도 특성을 평가하였으며 각각 8, 13.3 J/$cm^2$$30^{\circ}$의 최적 조건을 확인하였다. 제염 효율은 오염성분의 비점과 관련이 있었으며 $CsNO_3>Co(NH_4)_2(SO_4)_2>Eu_2O_3>CeO_2$ 순이었다. 또한 여러 에너지 밀도 조건에서 스테인레스 스틸 재질의 식각 깊이 제어 특성을 규명하였다.

보강재를 가진 무한길이 띠 평판의 진동해석 (Wave Propagation in a Strip Plate with Longitudinal Stiffeners)

  • 김형준;유정수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.512-519
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    • 2013
  • 보강재를 가진 평판 구조로 이루어진 많은 구조물의 진동 현상을 해석하기 위해서는 평판 요소에 대한 진동 특성을 이해하는 것이 필요하다. 이 연구에서는 폭이 유한하고 길이가 무한한 띠 평판의 진동 특성을 이론 해석과 수치 해석을 통해 알아보고자 한다. 수치 해석 기법으로는 단면의 형상이 길이 방향으로 일정한 도파관 구조물의 진동 해석에 효과적인 도파관유한요소법(waveguide finite element method)을 사용한다. 도파관유한요소법은 구조물의 2차원 단면만을 유한요소 모델링하고, 길이 방향으로는 파동이 조화 진동하면서 전파한다고 가정한다. 이 논문에서는 먼저 띠 평판의 분산 선도와 가진점 모빌리티에 대한 수치 해석 결과를 이론 해석 결과와 비교하여 수치 해법의 타당성을 검증한다. 그리고 수치 해석을 이용해 보강재가 부착된 평판에 대한 분산 선도와 가진점 모빌리티를 구하고, 보강재가 띠 평판의 파동 전파 및 진동에 미치는 영향을 검토한다. 마지막으로 보강재가 부착된 이중 평판(double plate)에 대해 분산 선도를 구하고, 이로부터 파동 전파 특성을 살펴본다.

릴레이 제어기구 조기해법에 관한 연구 (A Study of Periodic Solutions of Typical Relay Servo System)

  • 나계근
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.1-14
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    • 1971
  • 본논문은 릴레이 제어기구의 안정도해석과 종합성능판별의 기초가 되는 리미트사이클진동의 주기해를 정확하고도 신속하게 얻을 수 있는 방법을 개발한 것으로서 특히 궤적법은 동종의 릴레이에 대해서는 특서정수의 변화에 대해서 직각대응시킬 수 있고, 주기해를 정확하게, 그리고 신속하게 직속할 수 있는 장점을 지닌다. 이제까지 다루워 왔던 describing 함수해석법과도 비교하여 그의 부정확성과 불편성 동종릴레이 특성정수변화에 대한 비적응성도 검토하여 궤적법의 우월을 명시하였다.

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연령증가에 따른 정상 노인의 음향분석학적 특징 (Acoustic and Stroboscopic Characteristics of Normal Person's Voices with Advancing Age)

  • 진성민;권기환;강현국
    • 대한후두음성언어의학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.44-48
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    • 1997
  • Anatomic and physiological changes of the larynx with advancing age result in morphologic changes of the vocal fold and reduced control of the phonatory mechanism in elderly individuals and are reflected in increased unstability of fundamental frequency (Fo). The purpose of this study is to increase current understanding of acoustic and stroboscopic characteristics of normal elderly persons voices. First, phonated /a/ vowel productions by 40 normal adults (20 to 40 years, 20 men and 20 women) and 40 normal elderly persons (60 to 80 years,20 men and 20 women) were analyzed, using CSL (model 4300B) acoustic analysis software, to obtain acoustic measures related to fundamental frequency stability nd vocal resonance characteristics. Second, stroboscopic images of the vocal fold behavior in all subjects were analyzed by experienced specialists. In the men, fundamental frequency variation (vFe) (p<0.01), jitter. (p<0.05), and shimmer (p<0.05) for the older group were significantly higher than the value for the adult group. In the stroboscopic findings, edema of vocal fold had a significant finding in aged men (15%). In the women, vFo (p<0.05), jitter (p<0.05), and noise to harmonic ratio (NHR) (p<0.05) for the older group were significantly higher than the value for e adult group and first formant frequency (F1) (p<0.01) and second formant frequency (F2) (p<0.01) for. the older group were significantly lower than the value for the adult group. In the stroboscopic findings, vocal fold atrophy had a significant finding in aged women (25%). Frequency stability, as reflected by vFo, jitter, shimmer, and NHR, decreases with advancing age in men and women and spectral analysis of phonated /a/ vowel productions reveals the lowering of the frequency of F1 and second F2 with advancing age, especially in aged women. Change in the mass of vocal folds, due to atrophy or edema, is considered to be the greatest factor in these acoustic changes.

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