• Journal of Biosystems Engineering
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• 제41권3호
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• pp.201-207
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• 2016

Purpose: A water-spraying type automatic glochids removal system for cactus (Opuntia humifusa) stem was developed, and its performance was evaluated. The system was developed to reduce intensive human labor in removing glochids from cactus stem skin without inducing damage prior to further processing into value-added products. Methods: The developed system consists of conveyor and water-spraying systems. The conveyor system delivers cactus stems through water-spraying compartments and finally to a collecting box. In order to remove the glochids, rotating nozzles spray water over all areas (i.e., front and back faces and sides) of the cactus skin under controlled water pressure. Operating conditions such as conveyor speed, water pressure, angle of water-spraying nozzles, distance between conveyor belt and rotating nozzles, and angle of cactus flipping slide were adopted from our previous study and applied on the system design and manufacturing. The performance of glochids removal was evaluated by counting the number of glochids on the cactus stem before and after processing on the system. Results: The developed system performed efficiently and effectively under the pre-studied operating conditions except for the angle of cactus flipping slide. The new system had a glochids removal ratio of 94.1% without damaging the cactus skin. Considering the original number (approximately 30-60) of glochids, the remaining number was low (1-4), and most of them were found at the side edge of the cactus stem. This system can remove glochids from 360 cactus stems in 1 hr regardless of cactus size. Conclusions: The performance of the new system in glochids removal without damaging cactus skin is superior to any other existing device (i.e., brush type, rubber-friction type, and agitation type). The system is expected to be applied in cactus (O. humifusa) processing facilities.

• Earthquakes and Structures
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• 제19권4호
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• pp.273-286
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• 2020

The pile group foundation is widely used for gravity pier of high-speed railway bridges in China. If a moderate or strong earthquake occurs, the pile-surrounding soil will exhibit obvious nonlinearity and significant pile group effect. In this study, an improved pushover analysis model for the pile group foundation with consideration of pile group effect is presented and validated by the quasi-static test. The improved model uses simplified springs to simulate the soil lateral resistance, side friction and tip resistance. PM (axial load-bending moment) plastic hinge model is introduced to simulate the impact of the axial force changing of pile group on their elastic-plastic characteristics. The pile group effect is considered in stress-stain relations of the lateral soil resistance with a reduction factor. The influence factors on nonlinear characteristics and plastic hinge distribution of the pile group foundation are discussed, including the pier height, longitudinal reinforcement ratio and stirrup ratio of the pile, and soil mechanical parameters. Furthermore, the displacement ductility factor, resistance increase factor and yielding stiffness ratio are provided to evaluate the seismic performance of soil-pile system. A case study for the pile group foundation of a railway simply supported beam bridge with a 32 m-span is conducted by numerical analysis. It is shown that the ultimate lateral force of pile group is not determined by the yielding force of the single one in these piles. Therefore, the pile group effect is essential for the seismic performance evaluation of the railway bridge with pile group foundation.

• 지질공학
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• 제18권3호
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• pp.277-285
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• 2008

쏘일네일링은 최근 들어 그 적용성이 확대되고 있으나 아직까지 공인된 설계방법이 없다. 또한 쏘일네일링은 설계변수가 많고 설계변수 상호간의 민감도에 대한 연구가 되지 않은 상황에서 명확한 근거 없이 사용되고 있다. 특히, 본 연구의 주요 과제인 네일의 설치각도에 대한 민감성은 다루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구는 이론적 계산식을 바탕으로 파괴면에 대한 네일의 각도와 벽체의 높이, 단위중량, 점착력, 내부 마찰각, 네일에 작용하는 인장력 등을 고려하여 안전율을 분석하였다. 그 결과, 배면지반이 수평이고 수직벽체인 경우 네일의 설치 각도는 하향보다 상향이 모두 안전율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권2호
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• pp.155-164
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• 2020

In recent years, the stability, safety and comfort of trains has received increased attention. The mechanical characteristics and differential settlement of the foundation are the main problems studied in high-speed railway research. The mechanical characteristics and differential settlement of the foundation are greatly affected by the ground treatment. Additionally, the effects of train load and earthquakes have a great impact. The dynamic action of the train will increase the vibration acceleration of the foundation and increase the cumulative deformation, and the earthquake action will affect the stability of the substructure. Earthquakes have an important practical significance for the dynamic analysis of the railway operation stage; therefore, considering the impact of earthquakes on the railway substructure stability has engineering significance. In this paper, finite element model of the CFG (Cement Fly-ash Gravel) pile + cement-soil compacted pile about composite foundation is established, and manual numerical incentive method is selected as the simulation principle. The mechanical characteristics and differential settlement of CFG pile + cement-soil compacted pile about composite foundation under train load are studied. The results show: under the train load, the neutral point of the side friction about CFG pile is located at nearly 7/8 of the pile length; the vertical dynamic stress-time history curves of the cement-soil compacted pile, CFG pile and soil between piles are all regular serrated shape, the vertical dynamic stress of CFG pile changes greatly, but the vertical dynamic stress of cement-soil compacted pile and soil between piles does not change much; the vertical displacement of CFG pile, cement-soil compacted pile and soil between piles change very little.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.631-631
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• 2013

Battery has major drawbacks including its size and life expectancy, and environmental problem. As an alternative, energy harvesting is emerging as a potential solution to replace battery along with more energy-efficient IT devices. The idea of harnessing energy from our living environment is sustainable, semi-permanent, and eco-friendly. Also, unlike battery, energy harvester does not require much space to store energy. Therefore, energy harvesting can provide a better source of power for small, portable, and wireless devices. Among various ways of harvesting energy from our surroundings, triboelectricity is chosen due to its potential to be miniaturized, and efficient. Triboelectric effect occurs as two different materials with different polarity of charge separation come into contact through friction, and then become separated so that electric potential difference is achieved. In this research, such characteristic of triboelectricity is used as a way to convert ambient mechanical energy into electric energy.Series of recent researches have shown promising results that the triboelectric energy harvester can be simple and cost effective. However, sufficient electricity level required to operate mobile devices has not yet been achieved.In this research, our group focuses on the design and optimization of triboelectric energy harvesting device to enhance its output. By using maskless lithography to pattern Kapton film and silicon substrate, which is used as a mold for PDMS thin layer, and sputtering metal electrodes on each side, we fabricate and demonstrate different designs of triboelectric energy harvester that utilizes the contact electrification between a polymer thin film and a metal thin foil. In order to achieve optimized result, the output voltage and current are measured under diverse conditions, which include different surface structure and pattern, material, and the gap between layers.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.5778-5788
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• 2015

본 연구에서는 복합 전열 촉진 핀 열교환기의 습표면 열전달 및 압력손실에 대하여 실험적으로 검토하였다. 비교를 위하여 널리 사용되는 루버 핀 열교환기에 대한 실험도 수행하였다. 핀 핏치(1.5mm~1.7mm)와 열수(1열~3열)를 변화시키며 열전달 및 압력손실에 미치는 영향을 검토하였다. 실험범위에서 핀 핏치가 j와 f 인자에 미치는 영향은 크지 않았다. 열수가 증가하면 j와 f 인자 모두 감소하였다. 복합 전열 핀 열교환기의 j와 f 인자가 루버 핀 열교환기의 값들보다 크게 나타났다. 1열의 경우 평균 j 인자와 f 인자는 11%, 43% 크고, 2열에서는 8%, 50%, 3열에서는 17%, 53% 크게 나타났다. 동일 압력 손실 대비 전열 성능은 복합 전열 촉진 핀 열교환기가 1열에서 2.0%, 2열에서 3.1%, 3열에서 8.4% 크게 나타났다. 실험 자료를 기존 루버 핀 상관식과 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.3698-3707
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• 2015

본 연구에서는 비대칭형 슬릿 핀 열교환기의 습표면 열전달 및 압력손실에 대하여 실험적으로 검토하였다. 비교를 위하여 널리 사용되는 루버 핀 열교환기에 대한 실험도 수행하였다. 실험범위에서 핀 핏치가 j와 f 인자에 미치는 영향은 크지 않았다. 또한 루버 핀 시료의 j와 f 인자가 슬릿 핀 시료의 값들보다 크게 나타났다. 1열의 경우 평균 j 인자와 f 인자는 27%, 31% 크고, 2열에서는 15%, 30% 크게 나타났다. 슬릿 핀과 루버 핀 모두 열수가 증가하면 j와 f 인자가 감소하였다. 슬릿 핀의 평균 j/f가 루버 핀보다 1열에서 3.4%, 2열에서 11.5% 크게 나타났다. 본 데이터로부터 새로운 상관식을 도출하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권5호
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• pp.32-38
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• 2019

높은 후퇴각을 갖는 둥근 앞전 날개 형상은 앞전 와류에 의해 복잡한 유동 현상이 나타난다. 불안정한 방향 안정성을 갖는 무미익 플라잉윙의 제어를 위해서 플래퍼론이 사용된다. 본 연구에서는 플래퍼론이 전개된 비세장형, 둥근 앞전의 플라잉윙 형상의 전산해석을 수행하였으며 옆미끄럼각 및 플래퍼론에 대한 영향을 분석하였다. 공력계수 분석을 통해 양력과 항력계수에 대한 옆미끄럼각의 영향은 적으며 측력 및 모멘트 계수는 옆미끄럼각의 영향을 크게 받음을 알 수 있었다. 정적 안정성 분석을 통해 플래퍼론이 전개된 플라잉윙의 가로안정성과 방향안정성이 좋아졌음을 확인하였다. 또한 압력계수분포, 표면 마찰선의 관찰을 통해 앞전 와류 구조 및 거동을 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.381-384
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• 2011

본 연구에서는 초음속 비행체의 조파저항을 감소시키기 위하여, 최대 주파수 80 kHz의 반복 레이저 펄스에 의해 야기된 에너지 부가법에 관한 실험적 연구가 수행된다. 기류 마하수 1.94의 흡입식 초음속 풍동의 바깥에 설치된 초점렌즈에 의하여 레이저 펄스가 실린더 모델 전단부에 집약된다. 시간변동 항력과 정체압력은 로드셀과 PCB 압력센서에 의해서 측정되며, 동시에 고속 카메라를 이용하여 가시화가 수행된다. 본 연구의 결과로부터, 레이저 펄스 에너지 부가에 의한 항력 저감량은 레이저 펄스 주파수가 증가할 때, 최대 21%까지 거의 선형적으로 증가하였다. 부가 에너지 효율은 레이저 펄스 에너지에만 의존하는 결과를 얻었으며, 최대 1000%까지 달성되었다.

• 융합정보논문지
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• 제9권12호
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• pp.147-156
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• 2019

동심 이중관에서 기본유체 물과 나노입자 산화알미늄의 혼합인 나노유체를 적용한 대향유동을 유한체적법의 수치적 방법으로 열전달 특성을 규명하였다. 고온유체는 내부 원형관으로 흐르며 열을 외부 환형관으로 흐르는 저온유체로 전달한다. 고온유체와 저온유체의 체적유량 및 나노입자의 체적농도를 변수로 두어 열전달 및 유동 특성을 조사했다. 결과는 나노입자의 체적농도와 체적유량의 증가함에 따라 열전달 성능이 증가함을 보였다. 외부와 내부 관 모두에서 나노유체인 경우가 기본유체보다 나노입자의 체적농도가 8%일 때 나노유체가 열전달 성능이 최대 17% 증가하는 것을 확인했다. 또한 기본유체에 비해 환형관의 대류열전달 계수는 최대 31% 증가함을 보였으며 열교환기의 유용도는 약 20%가 상승함을 확인하였다. 하지만 나노입자의 체적농도가 8%일때 마찰인자가 최대 136% 커지는 것을 확인하였다.