• 제목/요약/키워드: instability analysis

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사장교에서 다양한 불확실성에 대한 μ-제어기의 강인성 해석 (Robust Analysis of a μ-Controller for a Cable-Stayed Bridge with Various Uncertainties)

  • 박규식;;김춘호;이인원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권5A호
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    • pp.849-859
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    • 2006
  • 본 연구에서는 벤치마크 사장교를 이용해 다양한 불확실성에 대해서 복합시스템에 사용된 ${\mu}$-제어기의 강인성 해석을 수행하였다. 복합 시스템에 추가적으로 사용된 능동제어 장치로 인하여 전체 시스템의 강인성이 저하되거나 불안정성이 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 복합 시스템의 강인성을 향상 시키기 위해 기본적으로 신뢰성이 확보되는 수동장치와 함께 불확실성을 포함한 시스템의 성능과 안정성(강인성능)을 보장하는 ${\mu}$-합성법을 능동제어 장치에 사용하였다. 교량상판에 추가적인 질량, 구조물 강성행렬에 대한 섭동, 능동제어 장치의 시간지연, 그리고 이들의 조합을 이용하여 ${\mu}$-합성법의 강인성을 조사하였다. 수치해석 결과 다양한 불확실성에 대해 제안된 시스템은 제어성능의 저하 없이 뛰어난 강인성을 보여 주었다. 또한 제어시스템의 강인성은 다른 불확실성에 비해 구조물의 강성행렬 섭동에 더 큰 영향을 받는다. 따라서 ${\mu}$-합성법으로 제어되는 복합 시스템은 불확실성이 많은 지진하중을 받는 사장교에 개선된 제어기법으로 제안될 수 있다.

강한 바람이 고속도로 차량 주행 안전성에 미치는 영향 분석 (The Effect of the Gust of Wind on Safety of Driving Vehicles in Higher Speed Freeways)

  • 김상엽;최재성;황경성;황경수
    • 한국도로학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.45-54
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    • 2009
  • 산악지역이나 해안지역을 통과하는 도로의 경우 강한 바람이 부는 지점이 있고, 이러한 지점에서 차량이 바람에 의해 전도하거나 옆으로 방향이 바뀔 수 있다. 현행 도로 설계 기준에서 강한 바람의 영향은 무시하고 있지만, 향후 고속도로 설계속도가 높아지게 되면 강한 바람의 영향은 더욱 커지게 된다. 본 연구에서는 초고속 주행 상태로 주행하는 차량에 강한 바람이 부는 경우 차량의 전도와 이탈의 관계식을 통해 그 가능성에 대해 분석했다. 이 분석에서 차량의 종류, 곡선반경, 운전자들의 강한 바람에 대응하는 소요 시간, 차량 주행속도 그리고 풍속을 달리하면서 수식적으로 전도와 이탈량을 산출했다. 그 분석 결과 차량의 전도 측면에서는 풍속 50m/s 이내에서 곡선반경이 600m 이상이면 전도 위험은 없는 것으로 나타났다. 차량의 이탈 측면에서는 풍속이 15.0m/s 이상일 경우 차량의 속도를 제한 할 필요가 있으며 풍속이 25.0m/s 이상일 경우 통행제한을 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 향후 도로 설계 기준을 조정하는 경우 참고할 만하며, 특히 강한 바람이 자주 부는 지역을 통과하는 고규격 고속도로를 건설하는 경우 매우 유용한 결과가 될 것이다.

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블레이드 손상에 따른 이축식 터보팬 엔진의 동적 안정성 해석 (Rotordynamic Analysis of a Dual-Spool Turbofan Engine with Focus on Blade Defect Events)

  • 김시태;정기현;이준호;박기현;양광진
    • Tribology and Lubricants
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    • 제36권2호
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    • pp.105-115
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    • 2020
  • This paper presents a numerical study on the rotordynamic analysis of a dual-spool turbofan engine in the context of blade defect events. The blades of an axial-type aeroengine are typically well aligned during the compressor and turbine stages. However, they are sometimes exposed to damage, partially or entirely, for several operational reasons, such as cracks due to foreign objects, burns from the combustion gas, and corrosion due to oxygen in the air. Herein, we designed a dual-spool rotor using the commercial 3D modeling software CATIA to simulate blade defects in the turbofan engine. We utilized the rotordynamic parameters to create two finite element Euler-Bernoulli beam models connected by means of an inter-rotor bearing. We then applied the unbalanced forces induced by the mass eccentricities of the blades to the following selected scenarios: 1) fully balanced, 2) crack in the low-pressure compressor (LPC) and high pressure compressor (HPC), 3) burn on the high-pressure turbine (HPT) and low pressure compressor, 4) corrosion of the LPC, and 5) corrosion of the HPC. Additionally, we obtained the transient and steady-state responses of the overall rotor nodes using the Runge-Kutta numerical integration method, and employed model reduction techniques such as component mode synthesis to enhance the computational efficiency of the process. The simulation results indicate that the high-vibration status of the rotor commences beyond 10,000 rpm, which is identified as the first critical speed of the lower speed rotor. Moreover, we monitored the unbalanced stages near the inter-rotor bearing, which prominently influences the overall rotordynamic status, and the corrosion of the HPC to prevent further instability. The high-speed range operation (>13,000 rpm) coupled with HPC/HPT blade defects possibly presents a rotor-case contact problem that can lead to catastrophic failure.

선행강우와 현장 모관흡수력을 고려한 산사태 해석 방법 제안 (Proposal of Design Method for Landslides Considering Antecedent Rainfall and In-situ Matric Suction)

  • 김정환;정상섬;김용민;이광우
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권12호
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    • pp.11-24
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    • 2013
  • 본 연구에서는 전형적인 산사태 발생 메커니즘인 강우침투현상과 현장 모관흡수력을 고려한 산사태 해석 방법을 제시하였으며, 실제 산사태가 발생된 지역을 선정하여 그 적용성을 검토하였다. 이를 위해 대상지역의 시료를 채취하여 함수특성곡선(SWCC) 실험을 수행하였으며, 불포화 투수계수를 산정하였다. 또한 초기 모관흡수력과 강우발생에 따른 모관흡수력 변화를 관측하기 위해 현장계측을 수행하였으며, 그 결과를 산사태 해석에 적용하였다. 그리고 국내 강우특성을 고려한 비탈면 설계를 위하여, 강우패턴에 따른 습윤대 깊이와 안전율 변화를 분석하였다. 특히, 선행강우 효과를 고려한 매개변수 해석을 수행하여 비탈면 안정성에 어떠한 영향을 주는지 습윤대 깊이 변화를 통해 분석하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 산사태 해석 방법은 지반의 불포화 특성과 선행강우 효과를 고려할 수 있으며, 산사태 발생 위치를 적절히 예측하는 것으로 나타났다. 그리고 강우발생 시, 강우량이 후반부에 집중된 강우패턴에서 비탈면의 안전율이 가장 낮게 나타났다. 또한, 선행강우는 비탈면의 모관흡수력을 감소시켜 불안정성을 증가시키고, 이후 발생된 강우로 인해 습윤대가 깊어지면서 비탈면 파괴 위험이 증가한다.

수치해석을 이용한 산사면에서의 간극수압 예측에 관한 연구 (A Numerical Analysis of Porewater Pressure Predictions on Hillside Slopes)

  • 이인모;서정복
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제10권1호
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    • pp.47-62
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    • 1994
  • 산사면에서 강우에 의한 지하수위 상승은 사면의 안정성에 큰 영향을 미치는 중요한 요소임은 이미 잘 알려져 있다. 그러므로 강우로 인한 지하수위 상승을 예측하는 일은 산사면의 안정성을 해석하기 위한 매우 중요한 요소이다. 본 연구는 포화흐름과 비포화흐름을 고려한 산사면에서의 지하수위 변동을 예측하기 위한 수치해석 모델의 개발과 적용 가능성을 검토하였으며, 수치해석이 갖는 큰 약점인 입력상수에 대한 불확실성을 고려해주기 위하여 매개변수분석 및 예측법을 제시하였다. 수치해석모델을 개발하기 위해 사용한 수치해석기법은 유한요소법과 유한차분법을 동시에 이용하였다. 이와 같은 방법을 이용하여 2차원 수치해석모델을 개발한 후, 수치해석모델의 입력값들이 갖는 불확실한 상수들에 대한 매개변수분석을 수행하여 본 수치해석모델의 현장 적용성을 검토하였다. 매개변수예측방법은 Maximum-A-Posteriori(MAP)방법을 이용하여 불확실한 입력상수인 $K_e$,$\psi_e$, b에 대한 배개변수분석을 수행하였다. 개발된 수치해석모델의 적용성을 검토하기 위해 실제 산사태가 빈번히 일어났던 서울시 시흥동에 위치한 현장에 적용하여 계측된 지하수위와 비교, 검토하였다. 이 적용결과로부터 본수치해석모델이 강우로 인한 산사면에서의 지하수위 상승을 비교적 잘 예측해주고 있음을 알 수 있었다.

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CFD 분석에 의한 느타리버섯 재배사 환경균일성 향상 연구 (The study on enhanced micro climate of the oyster mushroom cultivation house with multi-layered shelves by using CFD analysis)

  • 이성현;유병기;이찬중;임영택
    • 한국버섯학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.14-20
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    • 2017
  • 버섯의 단위면적당 생산량을 증대시키기 위하여 다단으로 재배되는 버섯재배사는 재배균상이 내부공기의 유동을 막는 장애물로 작용하여 균상의 아래쪽과 위쪽간의 환경차이가 발생한다. 이러한 환경차이 때문에 버섯재배 균상의 위치에 따른 생육차이가 발생한다. 본 연구에서와 같이 버섯재배사 내부에서 버섯이 생육되지 않는 작업통로의 상단에 천장방향으로 대류팬을 설치하여 운용하면 재배사 내부의 공기를 전체적으로 균일하게 유지할 수 있는 것으로 나타났다. 다만, 버섯재배사 내부에 설치된 각종 환경조절장치 즉 유니트쿨러, 입기팬, 배기팬, 대류팬, 가습기 등이 모두 한꺼번에 가동될 때는 버섯재배 균상위의 RMS 값이 속도 23.86%, 온도 6.08%, 습도 2.72%로 나타났다. 하지만 유니트쿨러와 대류팬이 가동될 때는 균상위의 RMS 값이 속도 23.54%, 온도 0.51%, 습도 0.41%로 나타났다. 따라서 버섯재배사의 환경조절을 위한 입기팬, 배기팬과 가습기는 용량이 큰 것을 설치하여 전체적인 가동시간을 줄이고, 유니트쿨러와 대류팬을 조합한 환경관리 방법이 내부 환경의 균일성 향상에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

요추유합술에서 응력방패 현상 감소를 위한 케이지의 유한요소해석 : CFRP 케이지와 티타늄 케이지 비교 연구 (Finite Element Analysis of Instrumented Posterior Lumbar Interbody Fusion Cages for Reducing Stress Shielding Effects: Comparison of the CFRP cage and Titanium cage)

  • 강경탁;전흥재;김호중;염진섭;박경미;황인한;이광일
    • Composites Research
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    • 제25권4호
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    • pp.98-104
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    • 2012
  • 본 논문에서는 척추체 간 유합용 케이지의 응력방패현상을 감소시키기 위하여 강성 차이에 대한 연구를 수행하였다. 최근 의료 임플란트 분야에서는 탄소섬유강화 폴리머를 이용하여 좋은 결과를 보여 왔다. 그러나 생체 역학적으로 이 재료에 대하여 요추체의 안정성과 골 이식재가 받는 응력에 관련한 연구는 없었다. 따라서 이전에 유효화한 요추체 (L2-L5) 비선형 유한 요소 모델을 이용하여 L4-L5 분절의 케이지의 강성 차이에 따른 효과를 알아보기 위하여 탄소섬유강화 폴리머와 티타늄 케이지를 이용한 후방 요추체 유합 모델을 만들었다. 자가골 보다 강성이 작은 탄소 섬유강화폴리머 케이지는 인접 분절의 하종판에 응력이 적게 걸리며, 골 이식재에 응력은 증가시켰다. 위의 결과로 탄소섬유강화 폴리머 케이지는 응력 방패 현상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 골 유합률을 증가시킬 수 있다.

안전신문고를 이용한 재난 예측 방법론 제안 (Research Suggestion for Disaster Prediction using Safety Report of Korea Government)

  • 이준;신진동;조상명;이상화
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.15-26
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    • 2019
  • 안전신문고는 2014년부터 운영되고 있으며, 2019년 7월까지 약 1백만 건의 누적신고건수가 존재한다. 본 연구에서는 정보화시대가 되고 있는 현 시점에서 약 116만 건이 넘은 안전신문고의 신고내용을 분석하여 국민의 소리와 관심이 과연 얼마나 힘이 있고 의미가 있는지 확인하고자 한다. 특히, 예측능력에 관심을 두고 있는데, 과연 안전신문고의 신고내용이 향후 일어날 수 있는 재난과 연관성이 있는지 확인하고자 하였다. 이를 위해 연구진은 안전신문고에 신고된 자료를 텍스트로 받아 자연어 분석 방법(Natural Language Processing)론에 의해 분석하였다. 이를 토대로 안전신문고 분석 기간 동안의 신문기사를 분석하여 안전신문고와 신문 기사 내용 간의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 응답 및 확인 관련 보고서의 수가 증가함에 따라 몇 달 내 사고가 발생하였으며, 사회의 불안에 대해 사전에 보고된 안전문고의 내용을 분석하면 미래 재난 예측에 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

경부절제술과 술후 시행된 PET/CT상의 흉쇄관절 섭취 증가의 상관관계 분석 (A correlation between comprehensive neck dissection and increased uptake around the sternoclavicular joint on post-operative 18F-FDG PET/CT)

  • 오소원;이도영;김보해;김광현;김유경;정영호
    • 대한두경부종양학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.21-27
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    • 2018
  • Background/Objectives: This study aimed to evaluate the changes of uptake around the sternoclavicular joint (SCJ) according to 18F-FDG PET images in patients with head and neck cancer who underwent neck dissection. Materials & Methods: Retrospectively, the medical records of patients who received selective or comprehensive neck dissection were reviewed. Preoperative and 1-year postoperative 18F-FDG PET images, if available, were analyzed by nuclear medicine physicians in both qualitative and quantitative manners. Correlation between the changes of uptake around SCJ and perioperative data were statistically analyzed. Results: Thirty-seven patients satisfying the inclusion criteria were enrolled. Seven patients with increased uptake around SCJ on 1-year postoperative 18F-FDG PET showed a correlation with radical or comprehensive neck dissection, accessory nerve sacrifice, and high postoperative SUVmax. When 20 patients with increased uptake around SCJ according to quantitative measurement were compared with other patients without increased uptake, no parameter was significantly different, except postoperative SUVmax. Bivariate logistic regression analysis revealed that the clinical symptom (shoulder or sternal pain) was significantly correlated with the extent of neck dissection (OR 0.227, CI 0.053-0.966, p=0.045) and spinal accessory nerve sacrifice (OR 13.500, CI 1.189-153.331, p=0.036). Conclusions: Increased uptake around SCJ on 1-year postoperative 18 F-FDG PET was correlated with either the radical or comprehensive procedure, as well as with accessory nerve sacrifice. This suggests that subjective analysis of 18F-FDG PET can be used to detect subclinical shoulder instability.

Use of Real-Time Quantitative PCR to Identify High Expressed Genes in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma Cell Lines

  • Lee, Yong-Gyoo;Chun, So-Young;Lee, Hae-Ahm;Sohn, Yoon-Kyung;Kang, Ku-Seong;Kim, Joung-Ok;Yun, Sang-Mo;Kim, Jung-Wan;Jang, Hyun-Jung
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제32권1호
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    • pp.69-75
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    • 2006
  • Head and neck squamous cell carcinoma(HNSCC) is the sixth most common cancer among men in the developed world affecting the tongue, pharynx, larynx and oral cavity. HNSCC is thought to represent a multistep process whereby carcinogen exposure leads to genetic instability in the tissue and accumulation of specific genetic events, which result in dysregulation of proliferation, differentiation, and cell loss and the acquisition of invasive capacity. Despite therapeutic and diagnostic progress in oncology during the past decades, the prognosis of HNSCC remains poor. Thus it seems that finding a biological tumor markers which will increase the early diagnosis and treatment monitoring rates, is of paramount importance in respect to improving prognosis. In an effort to identify gene expression signatures that may serve as biomarkers, this study several genes were selected, such as H3,3A, S100A7, UCHL1, GSTP1, PAI-2, PLK, TGF${\beta}$1 and bFGF, and used 7 HNSCC cell lines that were established various anatomical sites, and also 17 other cancer cell lines were used for control group using real-time quantitative RT-PCR and immunocytochemical analysis with a monoclonal antibody. In this study, S100A7 showed a clearly restricted occurrence in tongue originated cell line, and GSTP1 expression level in the pharynx originated cell line was very increased, relative to corresponding other cell lines. These results suggest that S100A7 and GSTP1 genes' expression can occur during tongue and pharynx originated head and neck tumorigenesis and that genetic change is an important driving force in the carcinogenesis process. This data indicate that S100A7 and GSTP1 expression pattern in HNSCC reflect both diagnostic clue and biological marker. And this is provides a foundation for the development of site-specific diagnostic strategies and treatments for HNSCC.