동적 불안정 좌굴현상에 관한 연구는 다소 발표되고 있으나 주기성을 가진 히중하에서의 동적 좌굴을 다룬 연구는 그리 많지 않은 편이다. 주기성을 가진 하중하에서의 거동은 스텝 하중하에서 거동과는 다르리라 예상된다. 본 논문에서는 동적 불안정의 기본 메커니즘을 파악하기 위하여 2자유도의 얕은 EP(Elliptic Paraboliodal)쉘이 정현파 하중을 받았을 때의 직접좌굴과 간접좌굴 현상을 조사한다. Newma가-$\beta$법에 의한 수치적분을 이용하여 비선형 운동 방정식의 변위응답을 구하고 얻어진 비선형 변위응답으로 위상곡면선의 끌개를 비교하고, FFT(Fast Fourier Transform)에 의한 연속 응답 스펙트럼을 구해 동적 불안정 특성에 관해서 분석한다. 그 결과 동적 좌굴하중은 구조물의 고유주기와 외력 탁월진동수와의 관계에 크게 영향을 받는다.
Direct numerical simulation was carried out to study the vortical structures of the flow around a wall-mounted cube in a channel at Re=1,000 and Re=3,500 based on cubic height and bulk mean velocity. The cubic obstacle is situated in the entrance region of the channel flow where the boundary layers are developing. Upstream of the obstacle, steady and unsteady laminar horseshoe vortex systems are observed at Re=1,000 and Re=3,500, respectively; the near-wake flow is turbulent in both cases. The flow separates at each leading sharp edge of the cube, and subsequent vortex roll-up is noticed in the corresponding free-shear layer. The vortex shedding from the upper leading edge (upper vortices) and that from the two lateral leading edges (lateral vortices) are both quasi-periodic and their frequencies are computed. The upper and lateral vortices further develop into hairpin and Λ vortices, respectively. A series of instantaneous contours of the second invariant of velocity gradient tensor helps us identify spatial and temporal behaviors of the vortices in detail. The results indicate that the length and time scales of the vortical structures at Re=3,500 are much shorter than those at Re:1,000. Correlations between the upper and lateral vortices are also reported.
동적 불안정 좌굴현상에 관한 연구는 다소 발표되고 있으나, 주기성을 가진 하중하에서의 동적 좌굴을 다룬 연구는 그리 많지 않은 편이다. 주기성을 가진 하중하에서의 거동은 STEP 하중하에서의 거동과는 다르리라 예상된다. 본 논문에서는 동적 불안정의 기본 메커니즘을 파악하기 위하여 양단 핀으로 고정된 정현형 아치가 정현형 조화하중을 받았을 때의 얕은 아치를 대상으로 한다. Newmark- β법에 의한 수치적분을 이용하여 비선형 운동 방정식의 변위 응답을 구하고, 얻어진 비선형 변위 응답으로 FFT(Fast Fourier Transform)에 의한 연속 응답 스펙트럼을 구해 동적 불안정 특성에 관해서 분석한다.
We investigate transmission of light in nanoscale structures. We present spatial and temporal domain measurements of the dephasing of surface plasmon excitations in metal films with periodic nano-hole arrays. By probing coherent spatial SP propagation lengths of a few f1. $\mu$m and an ultrafast decay of the SP polarization on a 10 fs timescale, we demonstrate that the SP transmission peaks are homogeneously broadened by the SP radiative lifetime. The pronounced wavelength and hole size dependence of the dephasing rate shows that the microscopic origin of the conversion of SP into light is a Rayleigh-like scattering by the periodic hole array. We have experimentally studied the dephasing of surface plasmon excitations in metallic nano-hole arrays. By relating nanoscopic SP propagation, ultrafast light transmission and optical spectra, we demonstrate that the transmission spectra of these plasmonic bandgap structures are homogeneously broadened. The spectral line shape and dephasing time are dominated by Rayleigh scattering of SP into light and can varied over a wide range by controlling the resonance energy and/or hole radius. This opens the way towards designing SP nano-optic devices and spatially and spectrally tailoring light -matter interactions on nanometer length scales.
We have replicated nanopillar arrays using injection molding process of active heating and cooling method by several peltier devices. The injection melding has a high accuracy ed good reproducibility that are essential for mass production at low cost. Conventional molding processes widely use the water-based mold heating and air cooling methods. However, in case of replication for nano-patterned structures, it caused several defects such as air-flow mark, non-fill, sticking and tearing. In this study, periodic nano-scale patterns are replicated by using injection molding with Peltier devices. Porous nano-scale patterns, which have pore diameter range from 120nm to 150nm, were fabricated by using anodizing process. Periodic nano-pore structures ( $20mm\;{\times}\;20mm$) were used as a mold stamp of injection molding. Finally, PMMA with nanopillar arrays was obtained by injection molding process. By using the Peltier devices, the temperature of locally adiabatic molds can be dramatically controlled and the quality of the molded patterns can be slightly improved.
The determination of sound pressure radiated from periodic plate structures is fundamental in the estimation of noise level in aircraft fuselages or ship hull structures. As a robust approach to this problem, here a very general and comprehensive analytical model is developed for predicting the sound radiated by a vibrating plate stiffened by periodically spaced orthogonal symmetrical beams subjected to a sinusoidally time varying point load. In this these, we experiment with the numerical analysis using the space harmonic series and the SYSNOISE for measuring the vibration mode and character of response caused by sound radiation with adding the harmonic point force in the thin isotropic plate supported by the rectangular lattice reinforcement. We used the reinforcements, beams of open type section like the style of 'ㄷ' letter; the space of the beams were chosen to be 0.2m, 0.3m, 0.4m. We studied the behavior of sound pressure levels, analysis of vibration mode between support points, connection between frequency function and sound pressure levels, and connection between position function and sound pressure levels.
본 논문에서는 VHF 및 UHF 대역에서 사용되는 LPDA(Log-Periodic Dipole Array) 안테나를 소형화 하는 연구를 하였다. LPDA 안테나를 소형화하기 위해, 본 연구에서는 LPDA 안테나의 저주파 대역 방사 소자를 급전 부분의 전류 상쇄 효과가 적은 삼각형 미앤더 구조로 변형시켰다. 삼각형 미앤더 구조는 이등변 삼각형 미앤더 구조와 직각 삼각형 미앤더 구조를 제안하였으며, 두 가지 미앤더 구조를 적용하여 LPDA 안테나를 소형화 하였다. 또한, 소형화된 LPDA 안테나에 대해서 시뮬레이션과 측정 결과를 비교하였다. 그 결과, 이등변 삼각형 미앤더 구조 적용 LPDA 안테나와 직각삼각형 미앤더 구조 적용 LPDA 안테나는 기본형 LPDA 안테나에 비해서 각각 60.5 %, 72.4 %로 소형화되었다. 따라서 제안된 삼각형 미앤더 구조가 LPDA 안테나의 소형화에 적합함을 확인할 수 있었다.
This paper presents the perspective of the Structural Mechanics program of the Air Force Office of Scientific Research (AFOSR) on the damage assessment of structures for the period 2006-2009 when the author was serving as Program Manager at AFOSR. It is found that damage assessment of structures plays a very important role in assuring the safety and operational readiness of US Air Force fleet. The current fleet has many aging aircraft, which poses a considerable challenge for the operators and maintainers. The nondestructive evaluation technology is rather mature and able to detect damage with considerable reliability during the periodic maintenance inspections. The emerging structural health monitoring methodology has great potential, because it will use on-board damage detection sensors and systems, will be able to offer on-demand structural health bulletins. Considerable fundamental and applied research is still needed to enable the development, implementation, and dissemination of structural health monitoring technology.
Solid-state dewetting of thin films is a process through which continuous solid films decay to form islands. Dewetting of thin films has long been a critical issue in microelectronics and much effort has been made to prevent the process and enhance the stability of films. On the other hand, dewetting has also been purposely induced to create arrays of particles and other structures for applications, including plasmonic structures and catalysts for growing nanotube and nanowire. We have investigated ways of producing regular structures via templated dewetting of thin films. Mainly, two different approaches have been used in our works to template dewetting of thin films: periodic topographical templating and planar patterning of epitaxially-grown films. Dewetting of topographically-patterned thin films results in the formation of nanoparticle arrays with spatial and crystallographic orders. Morphological evolution during templated-dewetting of single crystal films occurs in deterministic ways because of geometric and crystallographic constraints, and leads to the formation of regular structures with smaller sizes and more complex shapes than the initial patches. These results will be reviewed in this presentation.
This paper presents some fundamental results on the dynamics of the periodic Karman wake behind a circular cylinder. The wake is treated like a dynamical system. External forcing is then introduced and its effect investigated. The main result obtained is the following. Perturbation of the wake, by controlled cylinder oscillations in the flow direction at a frequency equal to the Karman vortex shedding frequency, leads to instability of the Karman vortex structure. The resulting wake structure oscillates at half the original Karman vortex shedding frequency. For higher frequency excitation the primary pattern involves symmetry breaking of the initially shed symmetric vortex pairs. The Karman shedding phenomenon can be modeled by a nonlinear oscillator. The symmetrical flow perturbations resulting from the periodic cylinder excitation can also be similarly represented by a nonlinear oscillator. The oscillators represent two flow modes. By considering these two nonlinear oscillators, one having inline shedding symmetry and the other having the Karman wake spatio-temporal symmetry, the possible symmetries of subsequent flow perturbations resulting from the modal interaction are determined. A theoretical analysis based on symmetry (group) theory is presented. The analysis confirms the occurrence of a period-doubling instability, which is responsible for the frequency halving phenomenon observed in the experiments. Finally it is remarked that the present findings have important implications for vortex shedding control. Perturbations in the inflow direction introduce 'control' of the Karman wake by inducing a bifurcation which forces the transfer of energy to a lower frequency which is far from the original Karman frequency.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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