• 제목/요약/키워드: multi-spring model

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Estimation of Atmospheric Deposition Velocities and Fluxes from Weather and Ambient Pollutant Concentration Conditions : Part I. Application of multi-layer dry deposition model to measurements at north central Florida site

  • Park, Jong-Kil;Eric R. Allen
    • Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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    • 제4권1호
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    • pp.31-42
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    • 2000
  • The dry deposition velocities and fluxes of air pollutants such as SO2(g), O3(g), HNO3(g), sub-micron particulates, NO3(s), and SO42-(s) were estimated according to local meteorological elements in the atmospheric boundary layer. The model used for these calculations was the multiple layer resistance model developed by Hicks et al.1). The meteorological data were recorded on an hourly basis from July, 1990 to June, 1991 at the Austin Cary forest site, near Gainesville FL. Weekly integrated samples of ambient dry deposition species were collected at the site using triple-fiter packs. For the study period, the annual average dry deposition velocities at this site were estimated as 0.87$\pm$0.07 cm/s for SO2(g), 0.65$\pm$0.11 cm/s for O3(g), 1.20$\pm$0.14cm/s for HNO3(g), 0.0045$\pm$0.0006 cm/s for sub-micron particulates, and 0.089$\pm$0.014 cm/s for NO3-(s) and SO42-(s). The trends observed in the daily mean deposition velocities were largely seasonal, indicated by larger deposition velocities for the summer season and smaller deposition velocities for the winter season. The monthly and weekly averaged values for the deposition velocities did not show large differences over the year yet did show a tendency of increased deposition velocities in the summer and decreased values in the winter. The annual mean concentrations of the air pollutants obtained by the triple filter pack every 7 days were 3.63$\pm$1.92 $\mu\textrm{g}$/m3 for SO42-, 2.00$\pm$1.22 $\mu\textrm{g}$/m-3 for SO2, 1.30$\pm$0.59 $\mu\textrm{g}$/m-3 for HNO3, and 0.704$\pm$0.419 $\mu\textrm{g}$/m3 for NO3-, respectively. The air pollutant with the largest deposition flux was SO2 followed by HNO3, SO42-(S), and NO3-(S) in order of their magnitude. The sulfur dioxide and NO3- deposition fluxes were higher in the winter than in the summer, and the nitric acid and sulfate deposition fluxes were high during the spring and summer.

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다목적2호기 태양전지판의 전개시스템 개발: PART 2. 지상전개실험 (Development of Multi-Purpose Satellite II with Deployable Solar Arrays: Part 2. Ground Deployment Experiments)

  • 허석;곽문규;김영기;김홍배
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권9호
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    • pp.82-87
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    • 2003
  • 본 논문은 변형에너지 힌지(Strain Eenergy Hinge)를 갖는 다목적 2호기의 태양전지판 전개에 대한 지상 전개실험과 이전 논문에서 다루었던 이론적인 모델링의 타당성에 관한 연구이다. 본 연구를 위해 먼저 이론적으로 설명하기 어려운 Stopper를 갖는 SEH에 대해 실험을 수행하여 비선형 좌굴 특성을 조사하였다. 이 특성은 태양전지판의 전개속도와 전개형태에 영향을 주므로 매우 중요하다. Stopper를 갖는 SEH의 실험 결과를 바탕으로 등가 모멘트-각도 선도를 도출하였으며 이 선도를 이론 모델과 결합하였다. 지상 전개 실험은 중력의 완전한 제거가 불가능하기 때문에 지지줄을 이용해 중력 보상을 시도하고 있다. 본 연구에서는 항공우주연구원에서 수행한 지상 전개 실험의 과정과 결과를 자세히 소개한다. 지상 전개실험 결과는 이론 모델에 근거한 수치 모사 결과와 잘 일치함을 볼 수 있었다. 따라서 이론 모델링의 타당성을 입증하였다.

서울시 대기부유분진의 농도와 다환방향족 유기물질에 의한 발암 위해성 (Airborne Suspended Particulates Concentration and Cancer Risk Assessment of Polycyclic organic matter in Seoul)

  • 박성은;정용
    • 한국대기환경학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.247-256
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    • 1992
  • Airborne suspended particulates were collected at Shinchon by a high volume cascade impactor from Sep. 1990 to Aug. 1991. Organic matter was extracted from particulates and fractionated by liquid-liquid extraction and thin layer chromatography. Substances in the PAHs and nitroarenes'subfraction of neutral fraction were determined by capillary gas chromatography. Based on unit risk estimates by multi-stage model of benzo[a]pyrene and the results of exposure estimates, cancer risk was assessed. The annual average concentration of total suspended particulates was 201.77g/$m^3$. The percentage of fine particulates was 57.40. The concentration of total suspended particulates showed seasonal variations and was high in winter and spring. The average concentration of extractable organic matter was 8.12g/$m^3$. In all, 21 PAHs were identified and quantified. The annual concentration of fluoranthene was 2.38ng/$m^3$, and that was the highest value of all PAHs. A carcinogenic compound, benzo[a]pyrene, was at a concentration of 1.84ng/$m^3$. All the 10 nitroarenes were also identified and quantified. The major nitroarene in the Shinchon area was 2,7-dinitrofluorene. The annual concentration of 1-nitropyrene was 1.56ng/$m^3$. Concentrations of PAHs and nitroarenes were high in winter and low in summer. The life time excess risk estimates of benzo[a]pyrene was calculated as 0.96 persons/a million population in this experiment. In the rank of relative potenties, carcinogenic effects of the other PAHs were calculated as 0.004-0.108 persons/a million population.

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NASTRAN DMAP을 활용한 내충격 평가 기법(DDAM) 개발에 관한 연구 (Development of Performance Evaluation Method of Shock-Resistance(DDAM) using NASTRAN DMAP)

  • 신민용;이재환;정정훈;김병현
    • 대한조선학회논문집
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    • 제36권2호
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    • pp.114-120
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    • 1999
  • 기존의 DDAM에서 충격응답해석을 위해 널리 채용되는 수학적 모델은 단순화된 다자유도의 질량 스프링계 모델이었다. 그러나 근래에는 탑재장비가 점점 복잡하고 다양해지기 때문에 이들을 전체 유한요소 모델로 모델링해서 충격해석을 실시하고 있다. 본 논문에서는 범용 구조유한요소 해석프로그램인 MSC/NASTRAN에서 제공하는 DMAP 기능을 활용하여 선박, 함정용 탑재장비의 내충격 안전성평가에 활용할 수 있는 DDAM 프로그램을 개발하였다. 고유진동해석후 DMAP으로 추출한 데이터를 입력치로 하여 본 연구에서 개발된 DDAM에 의해 도출된 장비의 유효질량, 중량, 충격응답등은 ANSYS에서 제공하는 DDAM 결과와 비교되었다. 대체적으로 두 결과는 잘 일치하여 프로그램의 유용성 및 정확성이 확인되었다.

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Analytical study of bending and free vibration responses of functionally graded beams resting on elastic foundation

  • Chaabane, Lynda Amel;Bourada, Fouad;Sekkal, Mohamed;Zerouati, Sara;Zaoui, Fatima Zohra;Tounsi, Abdeldjebbar;Derras, Abdelhak;Bousahla, Abdelmoumen Anis;Tounsi, Abdelouahed
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제71권2호
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    • pp.185-196
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    • 2019
  • In this investigation, study of the static and dynamic behaviors of functionally graded beams (FGB) is presented using a hyperbolic shear deformation theory (HySDT). The simply supported FG-beam is resting on the elastic foundation (Winkler-Pasternak types). The properties of the FG-beam vary according to exponential (E-FGB) and power-law (P-FGB) distributions. The governing equations are determined via Hamilton's principle and solved by using Navier's method. To show the accuracy of this model (HySDT), the current results are compared with those available in the literature. Also, various numerical results are discussed to show the influence of the variation of the volume fraction of the materials, the power index, the slenderness ratio and the effect of Winkler spring constant on the fundamental frequency, center deflection, normal and shear stress of FG-beam.

쉘 모델을 이용한 공기 포일 스러스트 베어링의 열-유체-구조 연동 해석 (Thermo-Fluid-Structure Coupled Analysis of Air Foil Thrust Bearings using Shell Model)

  • 윤종완;문소연;박상신
    • Tribology and Lubricants
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    • 제40권1호
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    • pp.17-23
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    • 2024
  • This study analyzes the thermal effects on the performance of an air foil thrust bearing (AFTB) using COMSOL Multiphysics to approximate actual bearing behavior under real conditions. An AFTB is a sliding-thrust bearing that uses air as a lubricant to support the axial load. The AFTB consists of top and bump foils and supports the rotating disk through the hydrodynamic pressure generated by the wedge effect from the inclined surface of the top foil and the elastic deformation of the bump foils, similar to a spring. The use of air as a lubricant has some advantages such as low friction loss and less heat generation, enabling air bearings to be widely used in high-speed rotating systems. However, even in AFTB, the effects of energy loss due to viscosity at high speeds, interface frictional heat, and thermal deformation of the foil caused by temperature increase cannot be ignored. Foil deformation derived from the thermal effect influences the minimum decay in film thickness and enhances the film pressure. For these reasons, performance analyses of isothermal AFTBs have shown few discrepancies with real bearing behavior. To account for this phenomenon, a thermal-fluid-structure analysis is conducted to describe the combined mechanics. Results show that the load capacity under the thermal effect is slightly higher than that obtained from isothermal analysis. In addition, the push and pull effects on the top foil and bump foil-free edges can be simulated. The differences between the isothermal and thermal behaviors are discussed.

하중변환 알고리듬을 적용한 줄눈 콘크리트 포장해석 프로그램 개발 (Development of Structure Analysis Program for Jointed Concrete Pavement Applying Load Discretization Algorithm)

  • 윤태영;김지원;조윤호
    • 한국도로학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.1-11
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    • 2003
  • 최근 국내에서는 국내 여건을 고려한 설계법을 개발함과 동시에 이미 공용중에 있는 도로 포장의 성능향상을 위한 $\ulcorner$한국형 포장 설계법 개발과 성능개선 연구$\lrcorner$가 진행되고 있다. 본 연구에서 개발된 $\ulcorner$하중변환 알고리듬을 적용한 줄눈콘크리트 포장 해석 프로그램$\lrcorner$은 이러한 연구의 세부분야인 콘크리트 포장 설계법 개발분야의 연구 결과로서 기본 프로그램 부분과 하중변환 부분으로 구분되어 구성되며, 기본 프로그램 부분에서는 판/쉘 요소, 스프링 요소 보 요소를 이용하여 줄눈 콘크리트 포장의 콘크리트 슬래브, 하부층, 다웰바를 모사한다. 하중변환 부분에서는 기존의 연속체 요소에 대한 하중변환 알고리듬을 수정/적용하여 요소망에 제약을 받지 않고 다양한 하중 조건을 해석한다. 또한 프로그램은 하중변환 알고리듬을 적용하여 해석을 수행하는 등분포 하중 이외에, 집중하중. 온도하중, 자중 등을 고려할 수 있는 특징이 있다. 개발된 프로그램의 특성을 분석하기 위한 민감도 분석 결과 하중크기 및 위치와 콘크리트 슬래브의 두께가 포장의 거동에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 분석되었으며 이는 Westergaard 계산식, ILLISLAB과 유사한 결과이다.

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스핀테이블을 이용한 스핀안정화 기법 연구 (Study on a Spin Stabilization Technique Using a Spin Table)

  • 김대연;서종은;한재흥;서상현;김광수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권5호
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    • pp.419-426
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    • 2018
  • 심우주 탐사 임무를 수행하는 경우 발사체의 최상단에 궤도전이를 위한 고체 또는 액체 엔진이 장착된다. 궤도 전이 과정에서 추력 비정렬 오차가 존재할 경우, 시간이 지남에 따라 탑재체의 자세각 오차가 급속히 증가하여 임무의 성패에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 추력 비정렬 오차를 줄이는 방법으로는 스핀안정화 방식 또는 3축 자세제어 방식이 있으며, 이 중 시스템 단순화 및 구조 경량화 측면에서 강점을 가지는 스핀안정화 방식이 많이 사용된다. 스핀 안정화를 적용하는 방법 중 하나는 발사체의 스핀테이블 시스템을 사용하는 것이다. 본 연구에서는 스핀테이블이 탑재체 분리 후 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 분석에 필요한 스핀테이블의 기능을 모사할 수 있도록 기초 설계를 수행하였으며, 이를 적용하여 스핀테이블의 거동을 모사하는 시뮬레이션 환경을 구축하였다. 스핀테이블의 유무에 따른 탑재체의 거동 및 스핀테이블의 효과를 분석하였고 스핀테이블 시스템의 구성요소 중 분리스프링의 공차에 의한 탑재체의 분리 후 거동 해석을 수행하였다.

BIOME-BGC 모형을 이용한 국내 소나무 고사의 기후 및 토심 영향 분석 (Modelling Analysis of Climate and Soil Depth Effects on Pine Tree Dieback in Korea Using BIOME-BGC)

  • 강신규;임종환;김은숙;조낭현
    • 한국농림기상학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.242-252
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    • 2016
  • 생태계 과정 모형인 BIOME-BGC를 이용해 국내 상록침엽수림의 탄소-물 순환 과정의 계절 및 연간 변화를 모의하여 국내의 소나무 고사 현상의 기후-토심 영향을 분석하였다. 연구지로 2009년과 2014년 각각 소나무 대량 고사가 발생한 밀양과 울진을 선정하였다. 두 지역의 표준강수지수를 산정한 결과 약 5년 내외의 주기의 가뭄현상을 판별하였다. 2000년 중반 이후 가뭄은 고온 건조 기후 특성을 보였다. 모형의 여러 변수를 조사한 결과, 임시탄소저장소인 Cpool 변수가 탄소기아에 의한 소나무고사 현상과 개연성이 큰 변수로 나타났다. Cpool의 감소는 총일차생산성(GPP) 감소 혹은 유지호흡(Rm) 증가의 결과로 발생하였고, 연구기간 중 Cpool이 최저값을 보인 해는 각 연구지역에서 소나무 대량 고사가 발생한 해와 잘 일치하였다. 두 지역 모두 가뭄에 의한 GPP 감소와 고온에 의한 Rm 증가가 Cpool의 감소를 초래하였는데, GPP와 Rm의 상대적 기여도는 지역별로 상이하였다. 특히 저온다습한 울진의 경우 Rm 증가 영향이 중요한 요인이었다. 한편 낮은 토심에서 생산성, 생체량, 증산량, Cpool 등 제반 탄소-물 관련 변수가 감소하였고 연간 변동폭이 증가하였다. 그러나 0.5 m 이하 토심에서는 Cpool에 큰 차이가 없는 것으로 보아 일정 수준 이하의 토심에서 생체량-생산성-유지호흡 간의 균형에 따라 Cpool이 유지되는 적응 메커니즘이 나타난 것으로 보인다. 이 연구의 결과 소나무 고사와 관련한 고온건조-탄소 기아 가설을 제안하였고, 보다 현실적 분석을 위한 향후 모형 개선 방향을 제안하였다.

NOAA AVHRR 자료를 이용한 해수면온도 산출에 황사가 미치는 영향 (Examining Influences of Asian dust on SST Retrievals over the East Asian Sea Waters Using NOAA AVHRR Data)

  • 전형욱;손병주
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.45-59
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    • 2009
  • 본 연구에서는 NOAA AVHRR 밝기온도 자료로부터 해수면 온도(SST) 산출에 황사 에어로솔은 미치는 영향을 복사전달 모델을 사용하여 분석하고, SST 복원 알고리즘을 개선하였다. 봄철의 황사에 의한 AVHRR 밝기온도 변화를 모의하기 위한 복사전달 모델의 입력 자료로서 지상 태양광 관측 자료로부터 분석한 황사 에어로솔 광학적 특성 (에어로솔 광학적 두께 및 크기분포)과 라디오 존데 연직분포 자료(기압, 기온, 및 습도)를 이용하였다. 황사 에어로솔은 적외선 복사대에서 흡수에 비해 산란이 매우 큼을 보였으며, 이러한 특징은 지표면에서 방출되는 상향복사량을 산란시켜 대기상부에서 관측되는 밝기 온도를 감소시키는 경향과 관련이 있다. 광학적 두께가 1인 황사의 경우 직하점에서 약 2 K, 위성 천정각이 $50^{\circ}$인 경우에는 약 4 K의 감쇄를 유발하였다. 황사 존재시 AVHRR 적의채널 11, $12{\mu}m$의 밝기온도 차 역시 감소하는 경향을 보이고 있지만 그 값은 미미하였다. 기존 SST 복원 알고리즘은 황사발생시 SST를 실제 값보다도 낮게 산출함을 보였으며, 이를 보정하기 위해 에어로솔 광학적 두께, $11{\mu}m$에서의 밝기온도, 그리고 위성 천정각을 추가하여 알고리즘을 개선하였다. 개선된 SST 복원 알고리즘은 황사의 두께가 1인 경우 2.7 K정도의 오차를 개선하였다.