• 한국전산유체공학회지
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• 제12권3호
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• pp.41-46
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• 2007

Dynamic behavior of immiscible gas bubble attached to the wall in channel flow plays very important role in many engineering applications. Special attention has been paid to micro direct methanol fuel cell(${\mu}$DMFC) where surface tension becomes dominant factor with minor gravitational effect due to its reduced size. Therefore, displacement of $CO_2$ bubble generating on a cathode side in ${\mu}$DMFC can be very difficult and efficient removal of $CO_2$ bubbles will affect the overall machine performance considerably. We have focused our efforts on studying the dynamic behavior of immiscible bubble attached to the one side of the wall on 2D rectangular channel subject to external shear flow. We used Level Contour Reconstruction Method(LCRM) which is the simplified version of front tracking method to track the bubble interface motion. Effects of Reynolds number, Weber number, advancing/receding contact angle and property ratio on bubble detachment characteristic has been numerically identified.

• Composites Research
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• 제21권2호
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• pp.15-24
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• 2008

본 연구에서는 Kevlar 직물에 전단농화 특성을 갖는 나노 실리카 입자를 함침시켜 저속충격 특성 및 마찰특성 실험을 수행하였다. 나노입자의 크기에 따른 영향력을 평가하기 위해 100nm, 300nm, 500nm 직경크기의 구형 실리카 입자를 충진한 전단농화유체를 제작하였으며 유변물성 시험을 통해 전단담화 현상 및 급격히 점성이 증가하는 전단농화현상을 확인하였다. 전단농화유체를 Kevlar 직물에 함침시켜 저속 낙하 충격시험을 수행한 결과 나노입자 처리를 한 Kevlar 직물에서 우수한 충격흡수 특성을 보였으며 특히 함침된 나노입자의 크기가 작을수록 충격흡수양이 증가하였고 변형의 양도 가장 적게 나타났다. Kevlar 직물 내에서의 얀의 Pull-out 실험과 직물간 마찰력 실험을 통해 나노입자의 크기가 작을수록 전단농화 현상으로 인한 마찰력의 증가가 더욱 크게 나타남을 확인하였다. 이러한 마찰력의 증가가 얀의 Pull-out 에너지를 증가시키게 되어 주요 충격흡수 메커니즘으로 작용하게 되는 것이다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권6호
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• pp.653-671
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• 2023

In practice, the interference influence caused by adjacent footings of structures on geo-reinforced loose soil has a considerable impact on their behavior. Thus, the goal of this study is to evaluate the behavior of two strip footings in close proximity on both geocell and geogrid reinforced soil with different reinforcement layers. Geocell was made from geogrid material used to compare the performance of cellular and planar reinforcement on the bearing pressure of twin footings. Extensive experimental tests have been performed to attain the optimum embedment depth and vertical distance between reinforcement layers. Particle image velocimetry (PIV) analysis has been conducted to monitor the deformation, tilting and movement of soil particles beneath and between twin footings. Results of tests and PIV technique were verified using finite element modeling (FEM) and the results of both PIV and FEM were used to utilize failure mechanisms and influenced shear strain around the loading region. The results show that the performance of twin footings on geocell-reinforced sand at allowable and ultimate settlement ranges are almost 4% and 25% greater than the same twin footings on the same geogrid-reinforced sand, respectively. By increasing the distance between twin footings, soil particle displacements become smaller than the settlement of the foundations.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.161-164
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• 2008

구조물은 사용연한 경과에 따른 노후화 및 용도 변경 등에 의한 보수.보강시 널리 행해지는 부착공법 중 탄소섬유, 아라미드섬유, 유리섬유 등을 이용한 섬유보강 폴리머(Fiber-reinforced polymer,FRP) 보강공법은 섬유 자체의 내화학성, 내구성과 우수한 시공성 등의 장점을 지니고 있다. 현재 FRP 부착공법을 이용한 보강설계 및 보강구조물의 내력 계산시, 콘크리트 부재와의 부착력을 완전부착으로 가정하고 있으나 콘크리트 구조물이 내부적 요인 및 외부 환경요인에 의해 열화될 경우 내력저하 및 1차적인 표면부 열화로 인한 FRP 부착면적의 손실발생이 우려된다. 하게 된다. 따라서 노후화에 따라 내력저하를 보이는 철근콘크리트 구조물에 FRP 보강시 열화에 따른 FRP 보강부재와 콘크리트 모재 간의 부착력 손실에 관한 연구가 필요하며, 본 연구에서는 환경적 요인에 의해 열화되는 철근콘크리트 부재의 파괴양상 및 구조성능과 FRP 보강부재와 콘크리트 모재와의 부착성능 저하현상을 분석하기 위하여 동결융해에 따른 CFRP 쉬트의 보강성능을 실험적으로 규명하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.573-579
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• 2014

합성보는 콘크리트 바닥판과 강재 거더로 이루어져 왔으나, 바닥판의 자중을 줄이면서 내구성을 향상시키고 나아가 교량의 강도 및 강성을 향상시키기 위하여 초고성능 콘크리트(UHPC)를 교량 바닥판으로 채용한 합성보가 최근에 제안되고 있다. 이 연구는 기존의 스터드 전단연결재가 UHPC 바닥판을 합성함에 있어 유효한지에 관하여 실험적으로 검토해보고자 한다. 12개의 push-out 시험체를 통하여 UHPC 바닥판에 매립된 스터드 전단연결재의 정적 강도를 평가하였으며, 실험 변수로 바닥판 두께, 스터드 높이 및 지름을 채택하여, 기존에 제한되었던 스터드 지름에 대한 높이의 비율인 형상비와 스터드 머리부 상부 콘크리트 피복두께의 제한을 완화하는 것이 가능한지에 대하여 검토하였다. 이 연구의 실험으로부터 기존 AASHTO LRFD에 제시된 정적 강도평가식을 UHPC에 매립된 스터드 전단연결재에 적용하는 것이 유효함을 확인하였으며, 4이상으로 제한된 형상비는 3.1까지 낮추어도 되며, 50 mm로 제한된 최소 피복두께도 25 mm까지 낮출수 있음을 확인하였다. 다만 Eurocode-4에 제시된 연성도 기준인 특성 상대슬립 6 mm 이상의 기준을 만족하지 못하여, UHPC에 매립된 스터드 전단연결재는 별도의 연성 보강 방안이 채택되지 않는다면 강성 전단연결재로 간주하여야 할 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.673-678
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• 2005

ACI 318(1999) 규준에서는 모멘트골조를 특수모멘트골조, 중간모멘트골조, 보통모멘트골조의 3가지로 구분하고 있다. 이중 중 약 지진 지역에서는 대부분의 구조물이 보통모멘트골조로 설계되고 있다. 이러한 보통모멘트골조는 현행 규준에서 가장 엄격하지 않은 상세와 요구사항이 적용되는 골조 형식이다 본 연구는 중력하중으로만 설계되고 ACI 318(1999) 기준의 보통모멘트골조의 상세만을 가지는 3층의 사무소 건물의 내진 성능 평가를 그 목표로 한다 실험적 연구를 위하여 1/3 축소 모델을 제작하여 준정적 실험을 실시하였다. 보통모멘트골조의 전체적인 거동은 갑작스러운 강도의 저감 없이 안정적인 거동을 하였다 실험결과, 중력하중으로만 설계된 3층의 사무소건물은 UBC 1997 규준의 지진 지역 1, 2A, 2B에서의 요구하는 설계 밑면전단력보다 더 큰 횡력 저항 능력을 가지고 있는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권3호
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• pp.407-421
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• 2022

Prefabricated hybrid wind turbine towers (WTTs) are promising due to height increase. This study proposes the use of ultra-high performance concrete (UHPC) to develop a new type of WTT without the need to use reinforcement. It is demonstrated that the UHPC WTT structure without reinforcing bars could achieve performance similar to that of reinforced concrete WTTs. To simplify the design of WTT, a design approach for the calculation of stresses at the horizontal joints of a WTT is proposed. The stress distribution near the region of the horizontal joint of the WTT structure under normal operating conditions and different load actions is studied using the proposed approach, which is validated by the finite element method. A further parametric study shows that the degree of prestressing and the bending moment both significantly affect the principal stress. The shear-to-torsion ratio also shows a significant influence on the principal tensile stress.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권6호
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• pp.561-572
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• 2017

Seismic base isolation has been accepted as one of the most popular design procedures to protect important structures against earthquakes. However, due to lack of information and experimental data the application of base isolation is quite limited to nuclear power plant (NPP) industry. Moreover, the effects of inelastic behavior of soil beneath base-isolated NPP have raised questions to the effectiveness of isolation device. This study applies the wavelet analysis to investigate the effects of soil-structure interaction (SSI) on the seismic response of a base-isolated NPP structure. To evaluate the SSI effects, the NPP structure is modelled as a lumped mass stick model and combined with a soil model using the concept of cone models. The lead rubber bearing (LRB) base isolator is used to adopt the base isolation system. The shear wave velocity of soil is varied to reflect the real rock site conditions of structure. The comparison between seismic performance of isolated structure and non-isolated structure has drawn. The results show that the wavelet analysis proves to be an efficient tool to evaluate the SSI effects on the seismic response of base-isolated structure and the seismic performance of base-isolated NPP is not sensitive to the effects in this case.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.323-331
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• 2012

이 논문에서는 콘크리트 기둥에 새로운 보강방법을 제시하여 반복하중에 대한 구조적인 성능시험을 하였다. 두 개의 콘크리트 기둥에 고성능 탄소섬유 다발을 이용하여 X자 형태의 보강을 실시하고, 기둥의 내부에 X-브레이싱을 고정하기 위해 기둥 단면을 천공하여 탄소섬유 다발을 기둥에 삽입한 후 탄소섬유로 단부를 감싸주는 새로운 보강방법인 탄소섬유 앵커 X-브레이싱 보강공법을 이용해 콘크리트 기둥의 구조성능과 보강효과를 시험을 통하여 규명하였다. 이를 위해 탄소섬유로 보강된 휨 파괴형 실험체 기둥과 전단 파괴형 실험체 기둥을 축소모형으로 각각 제작하였다. 휨과 전단저항 기둥에 대해 X-브레이스 보강 유, 무 실험체에 반복하중시험을 통해 기둥의 연성과 강도 보강효과를 확인하였다.

• Composites Research
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• 제36권2호
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• pp.117-125
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• 2023

본 논문에서는 복합소재 적층 구조물의 열-기계적 거동을 효과적으로 예측할 수 있는 8절점 판 요소 기반 전산해석 기법을 제안하고자 한다. 횡방향 수직 변형이 고려된 개선된 일차전단변형이론을 바탕으로 유한요소 정식화를 수행하였으며, 독립적으로 가정되는 변위장 및 응력장 사이의 타당한 수학적 관계식을 도출함으로써 해석 결과의 정확도와 계산 과정의 효율성을 동시에 향상시키고자 하였다. 또한, 횡 방향 변위장의 개선을 통해 횡 방향 수직 변형을 효과적으로 고려함으로써, 복합소재 적층 구조물의 열적 거동 예측 과정에서의 신뢰성을 확보하고자 하였다. 수치 예제로써 열-기계 하중을 받는 2차원 복합소재 적층평판을 고려하였으며, 3차원 탄성해 및 참고문헌에서 활용 가능한 해석 결과와의 비교, 검토를 통해 제안된 유한요소 해석 기법의 성능을 검증하였다.