For the first time, longitudinal and transverse wave propagation of triclinic nanobeam is investigated via a size-dependent shear deformation theory including stretching effect. Furthermore, the influence of initial stress is studied. To consider the size-dependent effects, the nonlocal strain gradient theory is used in which two small scale parameters predict the behavior of wave propagation more accurately. The Hamiltonian principle is adopted to obtain the governing equations of wave motion, then an analytic technique is applied to solve the problem. It is demonstrated that the wave characteristics of the nanobeam rely on the wave number, nonlocal parameter, strain gradient parameter, initial stress, and elastic foundation. From this paper, it is concluded that the results of wave dispersion in isotropic and anisotropic nanobeams are almost the same in the presented case study. So, in this case, triclinic nanobeam can be approximated with isotropic model.
Nazemnezhad, Reza;Rabiei, Mohaddese;Shafa'at, Pouyan;Eshaghi, Mehdi
Structural Engineering and Mechanics
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제77권4호
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pp.535-547
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2021
This paper concerns with free torsional vibration analysis of size dependent circular nanobars with von kármán type nonlinearity. Although review of the literature suggests several studies employing nonlocal elasticity theory to investigate linear torsional behavior, linear/nonlinear transverse vibration and buckling of the nanoscale structures, so far, no study on the nonlinear torsional behavior of the nanobars, considering the size effect, has been reported. This study employs nonlocal elasticity theory along with a variational approach to derive nonlinear equation of motion of the nanobar. Then, the nonlinear equation is solved using the elliptic functions to extract the natural frequencies of the structure under fixed-fixed and fixed-free end conditions. Finally, the natural frequencies of the nanobar under different nanobar lengths, diameters, nonlocal parameters, and amplitudes of vibration are reported to illustrate the effect of these parameters on the vibration characteristics of the nanobars. In addition, the phase plane diagrams of the nanobar for various cases are reported.
Alghamdi, Sami;Hussain, Muzamal;Khadimallah, Mohamed A.;Asghar, Sehar;Ghandourah, Emad;Alzahrani, Ahmed Obaid M.;Alzahrani, M.A.
Steel and Composite Structures
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제42권3호
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pp.353-361
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2022
In this study, an estimation regarding nonlocal shell model based on wave propagation approach has been considered for vibrational behavior of the double walled carbon nanotubes with distinct nonlocal parameters. Vibrations of double walled carbon nanotubes for chiral indices (8, 3) have been analyzed. The significance of small scale is being perceived by developing nonlocal Love shell model. The influence of changing mechanical parameter Poisson's ratio has been investigated in detail. The dominance of boundary conditions via nonlocal parameter is shown graphically. It is found that on increasing the Poisson's ratio, the frequencies increases. It is noted that the frequencies of clamped-clamped frequencies are higher than that of simply-supported and clamped-free edge conditions. The outcomes of frequencies are tested with earlier computations.
Combating the worldwide environmental threat of plastic waste pollution has become a priority. Plastic pollution has the potential to impact land, rivers, and seas, since many marine and terrestrial organisms have perished as a result of plastic's non-biodegradability and soil dangers. For this consumption, it seems required to manufacture and use new renewable resources. Renewable materials for diverse applications have been created utilizing nanotechnology, which may replace conventional materials for children's activities and sports equipment. This study investigates and suggests that nanotechnology-based materials be replaced with conventional materials to save the environment in manufacturing equipment for children's physical activities. On the basis of the mechanical sciences, a stability study of the bending behavior of small-scale structures will be performed for the various recommended materials.
This research explores the domain of organic solar cells, a photovoltaic technology employing organic electronics, which encompasses small organic molecules and conductive polymers for efficient light absorption and charge transport, leading to electricity generation from sunlight. A computer simulation is employed to scrutinize resonance and dynamic stability in OSCs, with a focus on size effects introduced by nonlocal strain gradient theory, incorporating additional terms in the governing equations related to displacement and time. Initially, the Navier method serves as an analytical solver to delve into the dynamics of design points. The accuracy of this initial step is verified through a meticulous comparison with high-quality literature. The findings underscore the substantial impact of viscoelastic foundations, size-dependent parameters, and geometric factors on the stability and dynamic deflection of OSCs, with a noteworthy emphasis on the amplified influence of size-dependent parameters in higher values of the different layers' thicknesses.
It is necessary to estimate the runoff hydrograph and peak flood discharge using law of probability for synthetic flood control policy and design of hydraulic structures. Rainfall analysis is needed in the process of peak flood discharge estimation and the time distribution of a design rainfall is a very important process in the analysis. In this study, we estimate design flood for a small urban basin and a rural basin of medium scale which have different travel times. The Huff method is widely used in Korea for the time distribution of design rainfall to estimate design flood. So, we use Huff method and a conceptual method which is suggested in this study for the comparative purpose. The 100-year frequency rainfall is used to estimate design flood for each basin and the design flood is compared with the existing design flood. As the result, the design flood is overestimated $14.6m^3/sec$ by Huff method and is underestimated $70.9m^3/sec$ by a conceptual method for the rural basin. For the small urban basin, the design flood is excessively overestimated $294.65m^3/sec$ by Huff method and is overestimated $173m^3/sec$ by a conceptual method. The reason of excessive overestimation by Huff method in the small urban basin is that the increased rate of rainfall intensity according to the decrease of duration is large and the duration exceeds the time of concentration when the increased rainfall intensity is concentrated in a quartile. Therefore, we suggested a conceptual method for the time distribution of design rainfall by considering the rainless period and duration. Especially, the conceptual method might be useful for the small urban basin with short concentration time which the design flood is overestimated by Huff method.
루이스 설리번은 "형태는 기능을 따른다"라고 주장했다. 기능이라는 것은 사용자가 제품이나 공간을 사용함에 있어서 가장 원초적으로 필요한 요소 중에 하나이며, 공간 및 건축 분야에서의 "기능"은 그것의 형태를 결정하는 가장 중요한 요소의 의미를 가지고 있다. 이렇게 "기능주의"의 관점에서 기능주의가 추구하는 중요한 요소들이 어떻게 그것의 형태와 관계를 갖는 지를 확인하기 위해서 토요 이토의 작품을 선정하였다. 1970년 초반에서 현재까지 진행된 그의 작품 중에서 공간 및 건축의 구조, 재질 및 공간의 형식을 쉽게 파악할 수 있도록 소규모의 주거 공간 프로젝트를 선정하여 분석하였다. 공간 및 건축의 구조와 표피를 재질의 특성으로 분류하고 공간의 개방성의 강도에 따른 분류를 진행하였다. 결과적으로 기능을 추구하는 공간 및 건축은 기능이라는 요소를 부각하기 위해서 전체적인 장식을 배제하고 그 기능의 효율성을 최대한으로 추구할 수 있는 방법을 사용하였다. 이토 토요의 소규모 주거 공간에서 발견되는 특징은 형태의 정형화 및 단순화, 공간의 개방성, 각 요소의 다목적성 활용성으로 정의할 수 있다.
우리나라의 전통적 주거지들이 자연과 공존하며 공동체를 형성한 바탕 위에 마을의 풍경이 만들어져 왔다면 유럽의 도시들은 성채를 토대로 길과 블록이 형성되는 가운데 공동의 주거를 위한 거주지를 만들어 온 경우도 상당하다는 서로 다른 역사적 전개과정이 존재한다. 대규모의 주택공급이라는 근현대화의 과정과 함께 우리의 보편적 도시구조는 아파트 단지가 연속된 도시적 풍경이 일반화되었고 이러한 주거유형과 거주방식의 획일화라는 현상을 주거유형의 다변화라는 관점에서 유럽 등의 도시구조에 더 보편화 되어있는 중·소블록 기반 집합주택이 도시성과 근린환경의 향상에 연관되어질 수 있다는 관점을 고찰해본다. 이러한 과정을 통하여 대가구에 기반한 단지형 아파트 이외에 대체적인 방안으로서 중·소블록에 기반한 집합주거의 보급을 확대할 수 있는 가능성과 우리 삶에 매우 큰 영향을 미치고 있는 공동주택의 유형적 변화가 생활양식과의 근원적인 상호간의 관계지음을 어떠한 방식으로 변천시켜 나갈 수 있을지에 대해 의미를 부여해 보고자 한다.
동해 울릉분지 남서주변부에서 취득한 2차원 다중채널 탄성파 탐사자료 해석결과에 의하면 연구지역에는 U자 또는 V자 형태의 침식충전구조가 다양한 규모로 발달한다. 시추공 자료에 의하면 침식충전구조를 채우고 있는 퇴적물은 주로 세립질 퇴적물로 구성되며, 탄성파 단면상에서 특정 내부 구조를 보여주지 않는 투명 혹은 반투명 음향상 특징을 보여주는 것과 잘 대비된다. 상기 특징을 갖는 침식충전구조는 연구지역에 분포하는 4개의 퇴적층군 중 후기 마이오세 분지변형 기간 동안 퇴적된 횡압력 동시성 퇴적층군(MSQ3)에 우세하게 분포한다. 이와 같은 침식충전구조는 발달규모와 시기에 따라 3개의 그룹으로 구분된다. 그룹 I에 속하는 침식충전구조는 돌고래 구조발달 시기에 대비되며, 소규모로 분포한다. 그룹 II에 포함되는 침식충전구조는 돌고래 구조와 고래V 구조가 동시에 발달한 것으로 알려진 시기에 형성되었으며, 발달개수와 규모가 그룹 I에 비해 크게 증가하였다. 그룹 III는 돌고래 구조의 발달은 점차 약화되었으나 고래V 구조의 영향은 지속된 시기에 형성되었으며, 침식충전구조의 발달개수와 규모는 그룹 II에 비해 크게 감소하였다. 상기 제시된 침식충전구조의 분포양상, 발달규모, 내부충전물의 특징에 의하면 연구지역에 분포하는 침식충전구조는 해저협곡으로 해석되며, 울릉분지의 닫힘과 관련된 지구조운동과 그에 따른 퇴적물 공급량의 영향을 받아 형성된 것으로 해석된다.
본 연구에서는 유역의 효율적인 물관리를 위해 이수적인 측면에서 입력되는 농업용수를 수요측면에서 산정된 계획량에서 실 이용량에 근사하게 보정하는 방법을 제시하고 장기유출모형을 활용하여 실용성이 높은 결과를 도출하고자 하였다. 본 연구의 내용을 요약하면 다음과 같다. 1) 농업용 수리시설물들이 하천유량에 끼치는 영향을 분석하여 농업용수 이용량을 고려한 장기유출을 모의하였다. 그 결과 하천수 의존도가 낮은 지점에서 관측값과 차이가 큰 불량한 모의가 주로 발생하였다. 2) 연강우량과 유출오차와의 상관관계를 분석한 결과 2001년이나 2008년과 같은 가뭄년에 실제 용수이용을 충족시키지 못하여 유출모의시 오차가 커짐을 확인하였다. 3) 장기유출량 모의분석을 통해 논농사가 본격적으로 시작되는 5월부터 유출량이 음의 값으로 모의되고 있음을 확인하였다. 소규모 수리시설물을 고려하여 보정한 용수량을 이용한 결과 상관계수가 보정전 0.580에서 보정후 0.788로 보정전 모의보다 관측값과 상관성이 높아짐을 정량적으로 확인하였다. 4) 주요지점의 불일치율($R_D$) 분석결과 전반적으로 보정을 통한 모의가 적은 불일치 범위에 다수 포함됨을 정량적으로 확인하였다. 특히 대청지점의 불일치율 분석결과 -2에서 -2.5사이의 저유량 오차구간에 전체오차의 3% 차지하는 75개의 불일치율 나타났다. 이는 소규모수리시설물을 고려하지 못하고 용수량이 과다 산정되어 나타나는 오차로 본 연구에서 제시한 방법을 통해 모두 개선되었다. 5) 잔차분석을 통해 대청지점의 보정 전/후로 모의타당성 검정을 실시하였다. 잔차의 정규성 및 독립성을 분석한 결과 보정을 통해 모의의 타당성이 개선됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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