• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.43-53
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• 2010

This study investigates a design optimization of a rotating two-pass rectangular cooling channel with staggered arrays of pin-fins. The radial basis neural network method is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of fluid flow and heat transfer with shear stress transport turbulent model. The ratio of the diameter to height of the pin-fins and the ratio of the streamwise spacing between the pin-fins to height of the pin-fin are selected as design variables. The optimization problem has been defined as a minimization of the objective function, which is defined as a linear combination of heat transfer related term and friction loss related term with a weighting factor. Results are presented for streamlines, velocity vector fields, and contours of Nusselt numbers, friction coefficients, and turbulent kinetic energy. These results show how fluid flow in a two-pass square cooling channel evolves a converted secondary flows due to Coriolis force, staggered arrays of pin-fins, and a $180^{\circ}$ turn region. These results describe how the fluid flow affects surface heat transfer. The Coriolis force induces heat transfer discrepancy between leading and trailing surfaces, having higher Nusselt number on the leading surface in the second pass while having lower Nusselt number on the trailing surface. Dean vortices generated in $180^{\circ}$ turn region augment heat transfer in the turning region and in the upstream region of the second pass. As the result of optimization, in comparison with the reference geometry, thermal performance of the optimum geometry shows the improvement by 30.5%. Through the optimization, the diameter of pin-fin increased by 14.9% and the streamwise distance between pin-fins increased by 32.1%. And, the value of objective function decreased by 18.1%.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권3호
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• pp.299-313
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• 2022

Steel-concrete-steel composite structures with bidirectional webs (SCSBWs) are used in large-scale projects and exhibit good mechanical performances and constructional efficiency. The shear behaviors of SCSBW deep beam members in key joints or in locations subjected to concentrated forces are of concern in design. To address this issue, experimental program is investigated to examine the deep-beam shear behaviors of SCSBWs, in which the cracking process and force transfer mechanism are revealed. Compared with the previously proposed truss model, it is found that a strut-and-tie model is more suitable for describing the shear mechanism of SCSBW deep beams with a short span and sparse transverse webs. According to the experimental analyses, a new model is proposed to predict the shear capacities of SCSBW deep beams. This model uses strut-and-tie concept and introduces web shear and dowel action to consider the coupled multi mechanisms. A stress decomposition method is used to distinguish the contributions of different shear-transferring paths. Based on case studies, a simplified model is further developed, and the explicit solution is derived for design efficiency. The proposed models are verified using experimental data, which are proven to have good accuracy and efficiency and to be suitable for practical application.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.27-34
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• 2010

본 연구에서는 유한요소해석을 실시하여 지반굴착으로 인해 융기(heaving)가 발생하는 지반에 사전에 근입된 말뚝의 거동에 대한 분석을 실시하였다. 수치해석에서는 말뚝과 점토사이 경계면에서의 미끄러짐(소성항복)을 고려하여 그 상호거동에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 말뚝의 상향변위, 말뚝과 인접지반의 상대변위, 말뚝에 작용하는 전단응력 및 인장력을 분석하였다. 특히, 수직응력의 감소로 인해 말뚝과 인접지반에서의 전단응력이 전이되는 메커니즘에 대한 심도있는 분석을 실시하였다. 굴착에 의해 수직응력이 감소하여 말뚝과 인접지반 사이에서의 상대변위 및 전단응력이 변화하였다. 말뚝 대부분의 위치(Z/L=0.0-0.8)에서는 상향의 전단응력이 발생하였으나, 말뚝 선단부 부근(Z/L=0.8-1.0)에서는 하향의 전단응력이 발생하였고, 이로 인해 말뚝에는 인장력이 발생하였다. Z는 임의의 심도, L은 말뚝의 길이이다. 수치해석을 통해서 분석된 말뚝의 거동에 대하여 상세히 보고하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1996년도 제7회 학술강연회논문집
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• pp.27-41
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• 1996

In this study the heat transfer and fluid flow of the molten pool in stationary gas tungsten arc welding using argon shielding gas were investigated. Transporting phenomena from the welding arc to the base material surface, such as current density, heat flux, arc pressure and shear stress acting on the weld pool surface, were taken from the simulation results of the corresponding welding arc. Various driving forces for the weld pool convection were considered, self-induced electromagnetic, surface tension, buoyancy, and impinging plasma arc forces. Furthermore, the effect of surface depression due to the arc pressure acting on the molten pool surface was considered. Because fusion boundary has a curved and unknown shape during welding, a boundary-fitted coordinate system was adopted to precisely describe the boundary for the momentum equation. The numerical model was applied to AISI 304 stainless steel and compared with the experimental results.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.513-520
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• 2005

현재 유럽 및 일본의 경우 기둥 및 보 부재에 대한 전단 설계에 있어, 전단기구로서 전단보강근과 주철근의 부착작용을 필요로 하지 않는 아치기구와 전단보강근과 주근의 부착 작용을 필요로 하는 트러스기구를 고려하여, 양자의 합으로 전단내력을 평가하는 방식을 취하고 있다. 이러한 설계 방법은 매우 명료하고, 또한 힘의 평형 조건에 기초하여, 단적으로 부착의 좋고 나쁨 및 전단보강근 양의 대소로 정해지는 상한 값으로 전단 내력을 평가하는 것이 특징이다. 본 연구에서는, 역대칭 휨 모멘트를 받는 철근콘크리트 보 부재에서 단부의 텐션쉬프트 영역 사이를 대상으로 한 주철근의 축 방향 응력(압축, 인장) 및 주근의 직경, 부착길이의 상이함에 기인하는 부착거동의 차이와 트러스 기구와의 관계를 명확히 하는 것을 목적으로, 트러스기구만이 재현 가능한 모델 실험법을 제안하고, 전단보강근의 양, 부재의 축압축 응력의 크기 및 부착 영역 양단의 주철근에 가하는 힘의 크기를 실험 변수로 한 부재 실험을 실시하였다. 실험에서 얻은 결과에 기초하여, 양단부 주철근에 가한 힘의 차이로 인해 발생하는 부착응력 분포의 차이를 고려한 일정 트러스 기구와 부채형 트러스기구를 중첩한 복합 트러스 모델을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.41-50
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• 2011

본 연구에서는 단독말뚝의 측면에서 시공되는 터널에 의한 말뚝의 거동에 대하여 3차원 수치해석을 통하여 분석하였다. 수치해석을 통하여 터널-말뚝-지반의 상호거동에 대한 심도 있는 분석을 실시하였다. 수치해석을 통해 말뚝의 침하, 말뚝과 주변지반 사이의 상대변위, 전단응력 및 말뚝의 축력변화를 고찰하였다. 특히 터널굴착에 의한 전단응력의 전이과정에 대한 심도 있는 분석을 실시하였다. 터널굴착에 의한 말뚝과 인근지반에서의 상대변위 변화로 인하여 말뚝에 작용하는 전단응력 및 축력의 분포가 변하게 되는 것으로 나타났다. 터널 중심부의 상부에서는 하향의 전단응력이 발생하는 반면(Z/L=0.0-0.7~0.8), 그 하부에서는 (Z/L=0.7~0.8-1.0) 상향의 전단응력이 발생하여 말뚝에 압축력이 발생된다, 이때 Z는 임의의 심도, L은 말뚝의 길이다. 터널굴착이 종료된 후 말뚝에는 최대 $0.475P_a$의 압축력이 발생하였다, 이때 $P_a$는 말뚝의 설계지지력이다. 수치해석을 통해서 도출된 터널굴착이 말뚝 거동에 미치는 영향에 대해 상세히 고찰하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.366-372
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• 2021

캐드헤린-카테닌 복합체는 세포의 부착 접합부에서 힘의 전달에 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 그러나 기계적 힘 신호를 시각화 하고 감지하는 적절한 도구의 부재로, 캐드헤린-카테닌 복합체가 세포 간 접합에서 힘 전달을 조절하는 기본 메커니즘은 아직 파악하기가 어렵다. 본 연구에서는 형광공명에너지전이를 기반으로 설계된 알파카테닌 센서를 사용하여 캐드헤린에 의해 매개되는 힘 전달을 시각화 하였다. 이러한 결과는 알파카테닌이 세포-세포 접합부에서 캐드헤린 매개 기계적에너지변환(mechanotransduction) 경로의 핵심적인 힘 트랜스듀서(force transducer) 임을 보여준다. 본 연구는 향후 기계적 힘의 세포-세포 상호간의 의사소통에 미치는 영향과 생리학적/병리학적 현상과의 관계를 연구하는 데 중요한 이해를 제공할 것이라 본다.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권4호
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• pp.723-740
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• 2016

Reinforced concrete corbels are generally used to transfer loads within a structural system, such as buildings, bridges, and facilities in general. They commonly present low aspect ratio, requiring an accurate model for shear strength prediction in order to promote flexural behavior. The model described here, originally developed for walls, was adapted for corbels. The model is based on a reinforced concrete panel, described by constitutive laws for concrete and steel and applied in a fixed direction. Equilibrium in the orthogonal direction to the shearing force allows for the estimation of the shear stress versus strain response. The original model yielded conservative results with important scatter, thus various modifications were implemented in order to improve strength predictions: 1) recalibration of the strut (crack) direction, capturing the absence of transverse reinforcement and axial load in most corbels, 2) inclusion of main (boundary) reinforcement in the equilibrium equation, capturing its participation in the mechanism, and 3) decrease in aspect ratio by considering the width of the loading plate in the formulation. To analyze the behavior of the theoretical model, a database of 109 specimens available in the literature was collected. The model yielded an average model-to-test shear strength ratio of 0.98 and a coefficient of variation of 0.16, showing also that most test variables are well captured with the model, and providing better results than the original model. The model strength prediction is compared with other models in the literature, resulting in one of the most accurate estimates.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권2호
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• pp.1-10
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• 2012

This paper presents the numerical simulation results of heat transfer and friction loss for a rotating two-pass duct with the airfoil-guide vanes in the turning region. The Kriging model is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of flow field and heat transfer with shear stress transport turbulent model. To improve the heat transfer performance, angle and location of the airfoil-guide vanes have been selected as design variables. The optimization problem has been defined as a minimization of the objective function, which is defined as a linear combination of heat transfer related term and friction loss related term with a weight factor. The airfoil-guide vanes in the turning region keep the high level of heat transfer while the friction loss has a low value. By comparing the presence or absence of airfoil-guide vanes, it is shown that the airfoil-guide vanes exhibited the best heat transfer performance to improve the blade cooling except the first passage.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.83-90
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• 2007

본 연구에서는 와이어로프 단위를 이용한 철근콘크리트 보의 비 부착형 보강 공법을 제시하였다. 전단에서 파괴된 15개의 보가 제시된 보강 공법에 의해 보수, 보강 된 후 재 실험되었다. 주요 변수는 전단경간비, 와이어로프 단위의 초기 프리스트레스력, 배근 방법 및 간격이다. 실험 결과 제시된 와이어로프로 보강된 보들의 전단강도와 파괴 후 연성 거동이 원래 보의 것들에 비해 매우 향상되었다. 또한 수직 와이어로프보다는 경사 와이어로프가 내력 향상에 유리하였으며 와이어로프에 작용된 초기 프리스트레스의 증가는 콘크리트 스트럿에서 주 인장응력의 크기를 감소시킴으로서 사인장 균열내력을 향상시켰다. 보강된 보의 전단내력과 ACI 318-05 및 EC 2 설계기준과의 비교로부터 전단경간비 2.5 이하의 보강된 보들의 전단내력은 ACI 318-05 기준에 의해 적절히 평가될 수 있었다. 한편 EC 2는 전단경간비 2.5 이상인 보강된 보들에서 와이어로프의 전단 전달 능력을 과대평가하였다.