• Wind and Structures
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• 제18권6호
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• pp.669-691
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• 2014

Since low-rise residential buildings are the most common and vulnerable structures in coastal areas, a reliable prediction of their performance under hurricanes is necessary. The present study focuses on developing a refined finite element model that is able to more rigorously represent the load distributions or redistributions when the building behaves as a unit or any portion is overloaded. A typical 5:12 sloped low-rise residential building is chosen as the prototype and analyzed under wind pressures measured in the wind tunnel. The structural connections, including the frame-to-frame connections and sheathing-to-frame connections, are modeled extensively to represent the critical structural details that secure the load paths for the entire building system as well as the boundary conditions provided to the building envelope. The nail withdrawal, the excessive displacement of sheathing, the nail head pull-through, the sheathing in-plane shear, and the nail load-slip are found to be responsible for the building envelope damage. The uses of the nail type with a high withdrawal capacity, a thicker sheathing panel, and an optimized nail edge distance are observed to efficiently enhance the building envelope performance based on the present numerical damage predictions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제4권3호
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• pp.257-276
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• 1996

In North America, a large number of concrete old slab-on-steel girder bridges, classified noncomposite, were built without any mechanic connections. The stablizing effect due to slab/girder interface contact and friction on the steel girders was totally neglected in practice. Experimental results indicate that this effect can lead to a significant underestimation of the load-carrying capacity of these bridges. In this paper, the two major components-concrete slab and steel girders, are treat as two deformable bodies in contact. A finite element procedure with considering the effect of friction and contact for the analysis of concrete slab-on-steel girder bridges is presented. The interface friction phenomenon and finite element formulation are described using an updated configuration under large deformations to account for the influence of any possible kinematic motions on the interface boundary conditions. The constitutive model for frictional contact are considered as slip work-dependent to account for the irreversible nature of friction forces and degradation of interface shear resistance. The proposed procedure is further validated by experimental bridge models.

• 태양에너지
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• 제17권3호
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• pp.59-66
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• 1997

본 연구에서는 PTV기법에 의해 속도를 계측하였으며 계측시스템은 레이저를 이용한 시이트라이트와 이미지보오드를 내장한 퍼스널컴퓨터 그리고 관련 소프트웨어로 구성하였다. 속도벡터는 PTV 시스템에 의해 구하였으며 그 결과를 압력에 관한 프와송방정식에 적용하여 전유동장의 압력을 구하였다. 이때의 경계조건으로서는 벽면에서는 부착조건을 부여하였고 구동류가 흐르는 캐비티의 상부에서는 내부의 속도 값을 외삽하였다. 압력계산에 있어서 격자의 해상도는 $40{\times}40$이며 등간격의 엇갈림격자를 사용하였다. 계측결과는 유동장의 속도 및 압력분포를 잘 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1053-1064
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• 2005

The mechanical damage of concrete is normally attributed to the formation of microcracks and their propagation and coalescence into macroscopic cracks. This physical degradation is caused from progressive and hierarchical damage of the microstructure due to debonding and slip along bimaterial interfaces at the mesoscale. Their growth and coalescence leads to initiation of hairline discrete cracks at the mesoscale. Eventually, single or multiple major discrete cracks develop at the macroscale. In this paper, from this conceptual model of mechanical damage in concrete, the computational efforts were made in order to characterize physical cracks and how to quantify the damage of concrete materials within the laws of thermodynamics with the aid of interface element in traditional finite element methodology. One dimensional effective traction/jump constitutive interface law is introduced in order to accommodate the normal opening and tangential slips on the interfaces between different materials(adhesion) or similar materials(cohesion) in two and three dimensional problems. Mode I failure and mixed mode failure of various geometries and boundary conditions are discussed in the sense of crack propagation and their spent of fracture energy under monotonic displacement control.

• 대한조선학회지
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• 제12권2호
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• pp.43-58
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• 1975

There are many reports on fatigue crack of metallic materials but most of them relate crack propagation rate to stress intensity factor. The problem of crack propagation is not yet clarified, especially the bridge between micro and macro phenomena In this experiment rotating bending fatigue tests have been carried out with smoothed specimen of rolled steel plates including 0.2% carbon under application of three stress conditions to investigate the slip band and the crack propagation behaviour. The results obtained are as follows; 1) The length of cracks which have grown at initial crack tips can be expressed as follows; $l=Ae^{BNr}$(A,B: constant, $N_r$: cycle ratio) $\frac{dl}{dN}=\frac{AB}{N_f}{\cdot}e^{BNr}$($N_f$:fatigue life) 2) The ratio of slipped grain number to total grain number is $S_f=7{\sigma}-5.6$-5.6{\sigma}_c$($\sigma$: stress amplitude) (${\sigma}_c$: fatigue limit) 3) When the fatigue process transfers from Stage I to Stage II, the crack which propagates into specimen changes its direction from that of the maximum shear stress to the direction of perpendicular to principal stress and this is same in the circumferential direction of specimen. the crack propagation behaviors of both sides of a crack are different each other when they approach to the grain boundary.

• 한국가시화정보학회지
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• 제18권3호
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• pp.42-51
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• 2020

This study performs a numerical simulation of lid driven rectangular cavity flow with different aspect ratios of k = 0.5 to 4 under Reynolds 100, 1,000, 10,000 by using multi-relaxation time (MRT) Lattice Boltzmann Method (LBM). In order to achieve better convergence, well-posed boundary conditions in the domain should be defined such as no-slip condition on side and bottom solid wall surfaces and uniform horizontal velocity on the top of the cavity. This study focuses on the flow inside different shape of rectangular cavity with the aim to observe the effect of the Reynolds number and aspect ratio on the flow characteristics and primary/secondary vortex formation. In order to validate the study, the results have been compared with existing works. The result shows that the Reynolds number and the aspect ratio both has substantial effects on the flow inside the lid-driven rectangular cavity.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.568-577
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• 2006

With the increase of ship size and speed, the loading on the propeller is increasing, which in turn increases the rotational speed in the propeller slipstream. The rudder placed in the propeller slip stream is therefore subject to severe cavitation with the increased angle of attack due to the increased rotational induction speed of the propeller. In the present paper the surface panel method, which has been proved useful in predicting the sheet cavitation on the propeller blade, is applied to solve the cavity boundary value problem on the rudder. The problem is then solved numerically by discretizing the rudder and cavity surface elements of the quadrilateral panels with constant strengths of sources and dipoles. The strengths of the singularities are determined satisfying the boundary conditions on the rudder and cavity surfaces. The extent of the cavity, which is unknown a priori, is determined by iterative procedure. Series of numerical experiments are performed increasing the degree of complexity of the rudder geometry and oncoming flows from the simple hydrofoil case to the real rudder in the circumferentially averaged propeller slipstream. Numerical results are presented with experimental results.

• 한국지구과학회지
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• 제21권3호
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• pp.315-322
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• 2000

본 연구는 장기간에 걸쳐 산 안드레아 단층계 내에서 56개 지점의 단층이동률에 대한 지질학적인 측정자료를 기준으로 모델을 설정하였다. 모델은 산안드레아 단층을 중심으로 한 수렴대에서 낮은 마찰(${\mu}$=0.3)을 갖는 단층군에 대해 최적의 결과를 보여주고 있다. 저강도를 갖는 단층에 대해 국지적인 이상값이나 대표값을 결정하는 것은 분명히 중요한 의미를 갖는다. 더욱이 이러한 연구는 지구조적인 체계에서의 단층의 강도를 결정하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 예상치 못한 원인에 의한 공극압력이나 마찰법칙의 적절성에 대한 의문을 고려하지 않을 수 없을 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 다른 가설하에서 단층의 유체학적인 모의 실험이 가능한 유한요소법을 적용하기 위해 세 가지의 단층분석 모델을 시도하였다. 계산된 모델은 추정된 유체역학적 특성과 판구조경계 조건을 만족하며, 현재의 지진파 표면속도, 변형률과 강도의 예측값을 나타내고 있다. 모델 연구의 결과는 평균 단층이동률, 강도의 방향과 측지학적인 자료의 예측값 범위 내에서 실제 측정치에 접근하고 있음을 보여준다. 본 연구는 저강도를 갖는 산 안드레아 단층계에서의 상호관련성을 해석하기 위한 열탄성 특성의 적용 결과를 잘 제시하고 있다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제17권4호
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• pp.418-425
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• 1988

종래의 전통적인 컴퓨터 프로그램에서는 속도 경계조건만을 처리할 수 있으며, 크린룸에서와 같이 넓은 출입구가 존재하는 실제적인 유동통로에서 이 속도 경계조건을 부여하기 위한 실제 속도의 측정은 간단하지 않다. 그렇다고 경계에서의 속도 분포를 가정하는 것은 물리적으로 타당하지 않는 상황을 의미할 수도 있다. 이러한 동기에서 본 연구에서는 비교적 측정이 쉬운 압력이 경계조건으로 알려졌을 때 공간 내부의 유동을 예측할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 고안하여 문제를 해석하였다. 여기에서의 속도 경계조건은 다만 점착조건과 문제를 확정시키기 위하여 입구에서의 단면 방향 속도를 영으로 둔 것 뿐이다. 본 연구의 결과는 실용적으로 많이 이용되고 있는 간단한 Bernoulli 방정식에 의한 예측치와 비교되었으며 5% 이내의 차이로 정량적인 일치를 보았으며 이로써 본 연구의 타당성을 입증할 수 있었다. 본 연구에서는 유입구와 2개의 유출구에 압력경계조건이 부여된 크린룸 내부의 공기유동을 수치적으로 예측하고자 하였다. 유입구의 정압이 상대적으로 낮은 값을 가지는 왼쪽 유출구의 정압보다 150[Pa] 높은 경우에 왼쪽 유출구의 정압은 고정시키고 오른쪽 유출구의 정압을 0~150[Pa] 범위에서 25[Pa] 간격으로 변화시켜가면서 각 경우에 대한 크린룸내부의 유동특성과 유입구의 속도분포 그리고 2개 유출구에서의 유량분배와 크린룸 내부의 유동특성을 예측하였다. 상대적으로 높은 정압이 부여된 오른쪽 유출구로의 유량배분은 이 유출구에 부여되는 정압이 커짐에 따라 선형적으로 감소되었으나 유입구에서 역류가 형성될 수 있을 만큼 정압이 증가된 후에는 유량배분이 급격히 감소되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.25-32
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• 2016

지반공학에서 평면변형율을 가정하는 2차원 사면안정해석은 일반적으로 널리 사용되고 있다. 이 가정은 사면활동이 넓은 영역에 걸쳐서 발생되는 가정이므로 3차원 효과가 무시된다. 대다수 연구에서 2차원해석의 최소안전율값은 3차원해석에 비하여 작게 평가되는 보수적인 결과를 나타낸다. 최근에는 컴퓨터의 소프트웨어와 하드웨어를 포함한 해석방법의 발달로 3차원해석에 대한 요구가 커지고 있다. 본 논문에서는 원호모드, 병진모드사면을 이용하여 유한요소에 의한 2, 3차원해석 및 2차원 한계평형해석을 통하여 수치해석을 실시하였다. 해석결과 매개변수(요소망크기, 체적팽창각(dilatency angle), 경계조건, 응력이력, 모델차원)에 따른 사면안정해석에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과 2차원 해석보다 3차원 해석에 의한 사면의 안전율 값은 항상 크게 평가되며, W 뱡향 경계조건이 롤러지지인 경우, 사면폭에 의한 결과 차이는 없는 것으로 조사되었다.