The mechanical behaviour and stability of coal mining engineering underground is significantly affected by ground water. In this study, nuclear magnetic resonance imaging (NMRI) technique was employed to determine the water distribution characteristics in coal specimens during saturation process, based on which the functional rule for water distribution was proposed. Then, using discrete element method (DEM), an innovative numerical modelling method was developed to simulate water-weakening effect on coal behaviour considering moisture content and water distribution. Three water distribution numerical models, namely surface-wetting model, core-wetting model and uniform-wetting model, were established to explore the water distribution influences. The feasibility and validity of the surface-wetting model were further demonstrated by comparing the simulation results with laboratory results. The investigation reveals that coal mechanical properties are affected by both water saturation coefficient and water distribution condition. For all water distribution models, micro-cracks always initiate and nucleate in the water-rich area and thus lead to distinct macro fracture characteristics. With the increase of water saturation coefficient, the failure of coal tends to be less violent with less cracks and ejected fragments. In addition, the core-wetting specimen is more sensitive to water than specimens with other water distribution models.
Preparing various types of thin films of oxide semiconductors is a promising approach to fabricate efficient photoanodes and photocathodes for hydrogen production via photoelectrochemical (PEC) water splitting. In this work, we investigate the feasibility of an efficient photocathode for PEC water reduction of a p-type oxide semiconductor cupric oxide (CuO) thin film prepared via a facile method combined with sputtering Cu metallic film on fluorine-doped thin oxide (FTO) coated glass substrate and subsequent thermal oxidation of the sputtered Cu metallic film in dry air. Characterization of the structural, optical, and PEC properties of the CuO thin film prepared at various Cu sputtering powers reveals that we can obtain an optimum CuO thin film as an efficient PEC photocathode at a Cu sputtering power of 60 W. The photocurrent density and the optimal photocurrent conversion efficiency for the optimum CuO thin film photocathode are found to be -0.3 mA/cm2 and 0.09% at 0.35 V vs. RHE, respectively. These results provide a promising route to fabricating earth-abundant copper-oxide-based photoelectrode for sunlight-driven hydrogen generation using a facile method.
The design of safe and economical structures depends on the reliable live load from load survey. Live load surveys are traditionally conducted by randomly selecting rooms and weighing each item on-site, a method that has problems of low efficiency, high cost, and long cycle time. This paper proposes a deep learning-based method combined with Internet big data to perform live load surveys. The proposed survey method utilizes multi-source heterogeneous data, such as images, voice, and product identification, to obtain the live load without weighing each item through object detection, web crawler, and speech recognition. The indoor objects and face detection models are first developed based on fine-tuning the YOLOv3 algorithm to detect target objects and obtain the number of people in a room, respectively. Each detection model is evaluated using the independent testing set. Then web crawler frameworks with keyword and image retrieval are established to extract the weight information of detected objects from Internet big data. The live load in a room is derived by combining the weight and number of items and people. To verify the feasibility of the proposed survey method, a live load survey is carried out for a meeting room. The results show that, compared with the traditional method of sampling and weighing, the proposed method could perform efficient and convenient live load surveys and represents a new load research paradigm.
Subsea power cables are subjected to various external loads induced by environmental and mechanical factors during manufacturing, shipping, and installation. Therefore, the prediction of the structural strength is essential. In this study, experimental and theoretical analyses were performed to investigate the axial stiffness of subsea power cables. A uniaxial tensile test of a 6.5 m three-core AC inter-array subsea power cable was carried out using a 10 MN hydraulic actuator. In addition, the resultant force was measured as a function of displacement. The theoretical model proposed by Witz and Tan (1992) was used to numerically predict the axial stiffness of the specimen. The Newton-Raphson method was employed to solve the governing equation in the theoretical analysis. A comparison of the experimental and theoretical results for axial stiffness revealed satisfactory agreement. In addition, the predicted axial stiffness was linear notwithstanding the nonlinear geometry of the subsea power cable or the nonlinearity of the governing equation. The feasibility of both experimental and theoretical framework for predicting the axial stiffness of subsea power cables was validated. Nevertheless, the need for further numerical study using the finite element method to validate the framework is acknowledged.
The conventional single-degree-of-freedom (SDOF) system is appropriate for dynamic response analysis of paneltype structures without an opening. However, the typical building structures usually have four-sided fixed walls having an opening. Therefore, it may induce a considerable error when dynamic responses are estimated based on the conventional SDOF system, since the SDOF system cannot consider the effect of an opening during the SDOF analysis. For this reason, this study proposes a new SDOF system to consider the effect of an opening by adjusting its load-mass factor. The load-mass factor can be modified based on the assumption that the behaviors of the four-sided fixed wall with an opening is very similar to the behaviors of the same size wall without an opening, when the uniformly distributed blast loaded area is identical. In order to confirm a feasibility of the proposed SDOF system, a series of numerical simulations were carried out for the four-sided fixed reinforced concrete (RC) wall under a blast load. The dynamic responses estimated from the proposed SDOF system and the conventional SDOF system were compared with the dynamic responses evaluated from the finite element (FE) analysis. Especially, for the maximum dynamic responses except for 50% opening case, the proposed SDOF system had about 1.1% to 25.7% normalized errors while the conventional SDOF system had about 4.1% to 49.1% normalized errors.
Park, Hyeon Jin;Oh, Min Kyu;Park, Soonok;Yoo, Jeonghoon
Wind and Structures
/
제34권3호
/
pp.291-301
/
2022
Although mostly used in wind turbine market, single rotor wind turbines have problems with transportation and installation costs due to their large size. In order to solve such problems, multi-rotor wind turbine is being proposed; however, light weight design of multi-rotor wind turbine is required considering the installation at offshore or deep sea. This study proposes the systematic design process of the multi-rotor wind turbine focused on its supporting structure with simultaneous consideration of static and dynamic behaviors in an ideal situation. 2D and successive 3D topology optimization process based on the density method were applied to minimize the compliance of supporting structure. To realize the conceptual design obtained by topology optimization for manufacturing feasibility, the derived 3D structure was modified to have shell structures and optimized again through parametric design using the design of experiments and the response surface method for detail design of their thicknesses and radii. The resultant structure was determined to satisfy the stress and the buckling load constraint as well as to minimize the weight and the resultant supporting structure were verified numerically.
Quoc-Bao Ta;Quang-Quang Pham;Ngoc-Lan Pham;Jeong-Tae Kim
Structural Monitoring and Maintenance
/
제10권1호
/
pp.43-62
/
2023
Damage monitoring is a prerequisite step to ensure the safety and performance of concrete structures. Smart aggregate (SA) technique has been proven for its advantage to detect early-stage internal cracks in concrete. In this study, a 1-D CNN-based method is developed for autonomously classifying the damage feature in a concrete anchorage zone using the raw impedance signatures of the embedded SA sensor. Firstly, an overview of the developed method is presented. The fundamental theory of the SA technique is outlined. Also, a 1-D CNN classification model using the impedance signals is constructed. Secondly, the experiment on the SA-embedded concrete anchorage zone is carried out, and the impedance signals of the SA sensor are recorded under different applied force levels. Finally, the feasibility of the developed 1-D CNN model is examined to classify concrete damage features via noise-contaminated signals. The results show that the developed method can accurately classify the damaged features in the concrete anchorage zone.
Purpose: We subjected scanning electron microscopic (SEM) images of the active layer of EBT3 film to texture analysis to determine the dose-response curve. Methods: Uncoated Gafchromic EBT3 films were prepared for direct surface SEM scanning. Absorbed doses of 0-20 Gy were delivered to the film's surface using a 6 MV TrueBeam STx photon beam. The film's surface was scanned using a SEM under 100× and 3,000× magnification. Four textural features (Homogeneity, Correlation, Contrast, and Energy) were calculated based on the gray level co-occurrence matrix (GLCM) using the SEM images corresponding to each dose. We used R-square to evaluate the linear relationship between delivered doses and textural features of the film's surface. Results: Correlation resulted in higher linearity and dose-response curve sensitivity than Homogeneity, Contrast, or Energy. The R-square value was 0.964 for correlation using 3,000× magnified SEM images with 9-pixel offsets. Dose verification was used to determine the difference between the prescribed and measured doses for 0, 5, 10, 15, and 20 Gy as 0.09, 1.96, -2.29, 0.17, and 0.08 Gy, respectively. Conclusions: Texture analysis can be used to accurately convert microscopic structural changes to the EBT3 film's surface into absorbed doses. Our proposed method is feasible and may improve the accuracy of film dosimetry used to protect patients from excess radiation exposure.
The multiparameter eigenvalue method can be used to solve the damped finite element model updating problems. This method transforms the original problems into multiparameter eigenvalue problems. Comparing with the numerical methods based on various optimization methods, a big advantage of this method is that it can provide all possible choices of physical parameters. However, when solving the transformed singular multiparameter eigenvalue problem, the proposed method based on the generalised inverse of a singular matrix has some computational challenges and may fail. In this paper, more details on the transformation from the dynamic model updating problem to the multiparameter eigenvalue problem are presented and the structure of the transformed problem is also exposed. Based on this structure, the rigorous mathematical deduction gives the upper bound of the number of possible choices of the physical parameters, which confirms the singularity of the transformed multiparameter eigenvalue problem. More importantly, we present a row and column compression method to overcome the defect of the proposed numerical method based on the generalised inverse of a singular matrix. Also, two numerical experiments are presented to validate the feasibility and effectiveness of our method.
As an effective means of remotely detecting the spectral information of the object, the spectral calibration for the Savart polarization interference imaging spectrometer (SPIIS) is a basis and prerequisite of information quantification, and its experimental calibration scheme is firstly proposed in this paper. In order to evaluate the accuracy of the spectral information acquisition, the linear interpolation, cubic spline interpolation, and piecewise cubic interpolation algorithms are adopted, and the precision of the quadratic polynomial fitting is the highest, whose fitting error is better than 5.8642 nm in the wavelength range of [500 nm, 820 nm]. Besides, the inversed value of the spectral resolution for the monochromatic light is greater than the theoretical value, and the deviation between them becomes larger with the wavelength increasing, which is mainly caused by the structural design of the SPIIS, together with the rationality of the spectral restoration algorithm and the selection of the maximum optical path difference (OPD). This work demonstrates that the SPIIS has achieved high performance assuring the feasibility of its practical use in various fields.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.