• 제목/요약/키워드: three dimensional effects

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동시회전의 화이버 단면 보 요소를 이용한 평면 구조물의 재료 및 기하 비선형 해석 (Material and Geometric Nonlinear Analysis of Plane Structure Using Co-rotational Fiber-section Beam Elements)

  • 김정수;김문겸
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권3호
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    • pp.255-263
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    • 2017
  • 본 논문에서는 합성단면을 갖는 구조물의 극한 거동 해석에서 요구하는 재료 및 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위한 보 요소를 제시하였다. 제안된 요소는 기하학적 비선형성을 효과적으로 모사할 수 있는 co-rotational 정식화를 통해 도출되었으며, 다양한 합성단면의 저항성능을 재현할 수 있도록 화이버 단면법이 요소의 내력 및 강성을 산정하는데 활용되었다. 제안된 방법을 구현할 수 있도록 해석 프로그램이 개발되었으며, 호장법을 적용하여 최대내력 발생 이후의 연성거동뿐만 아니라 심한 비선형 응답(snap-through 또는 snapback)까지 추적해낼 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제안된 요소 정식화와 해석 프로그램의 정확성을 검증을 위해 몇 가지 수치예제가 수행되었고, 해석결과는 제안된 요소의 정확성과 효율성을 보이기 위해 3차원 연속체 모델 및 기존 연구의 결과와 비교되었다. 추가로 합성단면을 갖는 골조 구조물에 대한 수치예제를 통해, 합성단면을 구성하는 재료의 탄성계수 비 및 강도 비에 따른 영향을 분석하였다. 해석결과는 외층 재료의 탄성계수가 증가됨에 따라 준취성 거동이 나타났으며, 외층 재료의 항복강도가 높을수록 선형 거동하는 기하적 비선형 응답과 유사한 응답을 보였다.

CFD simulation of flow and heat transfer characteristics in a 5×5 fuel rod bundles with spacer grids of advanced PWR

  • Wang, Yingjie;Wang, Mingjun;Ju, Haoran;Zhao, Minfu;Zhang, Dalin;Tian, Wenxi;Liu, Tiancai;Qiu, Suizheng;Su, G.H.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권7호
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    • pp.1386-1395
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    • 2020
  • High fidelity nuclear reactor fuel assembly simulation using CFD method is an effective way for the structure design and optimization. The validated models and user practice guidelines play critical roles in achieving reliable results in CFD simulations. In this paper, the international benchmark MATiS-H is studied carefully and the best user practice guideline is achieved for the rod bundles simulation. Then a 5 × 5 rod bundles model in the advanced pressurized water reactor (PWR) is established and the detailed three-dimensional thermal-hydraulic characteristics are investigated. The influence of spacer grids and mixing vanes on the flow and hear transfer in rod bundles is revealed. As the coolant flows through the spacer grids and mixing vanes in the rod bundles, the drastic lateral flow would be induced and the pressure drop increases significantly. In addition, the heat transfer is enhanced remarkably due to the strong mixing effects. The calculation results could provide meaningful guidelines for the design of advanced PWR fuel assembly.

균일모멘트를 받는 계단식 I형보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 관한 연구 (A Study on Inelastic Lateral-Torsional Buckling of Stepped I-Beams Subjected to Pure Bending)

  • 김종민;김승준;박종섭;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.237-246
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    • 2008
  • 연속경간을 가지는 I형강 교량은 내부 지점근처에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하게 되는데, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 내부 지점부위의 상부 및 하부플랜지에 플레이트를 보강한 변단면을 사용하고 있다. 본 연구에서는 기존 탄성 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 범용구조해석프로그램 ABAQUS(2006)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R이 사용되었고, 국내외에서 많이 사용되는 I형강 단면(${W36{\times}160}$)을 대상으로 하였다. 양단 및 한쪽 끝단에 계단식 단면을 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이고, 하중조건으로 보의 순수굽힘이 발생하는 균일모멘트를 적용시켰으며, 비탄성 구간범위 내에 있는 비지지 길이에 대하여 구조해석을 수행하였다. 비탄성 횡-비틀림 거동을 보기 위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi(1995)등이 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 다양한 하중 조건을 가지는 양단 또는 일단 계단식 단면 변화보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도를 계산할 수 있는 설계식 개발에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

계단 오르고 내리기시 엉덩관절 내회전이 무릎관절 폄근과 엉덩관절 벌림근 근활성도에 미치는 영향 (Effects of Hip Internal Rotation on Knee Extensor and Hip Abductor Electromyographic Activity During Stair Up and Down)

  • 오재섭;권오윤;이충휘;전혜선
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.54-63
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    • 2008
  • The purpose of this study was to examine the effect of the hip internal rotation on knee extensor and hip abductor electromyographic (EMG) activity during stair up and stair down mobility. Eighteen healthy subjects were recruited. All subjects performed stair up and down movements on a step of 30cm height while maintaining the hip in neutral (condition 1) and hip in internal rotation (condition 2). Surface EMG activity was recorded from five muscles (gluteus maximus, vastus lateralis (VL), vastus medialis oblique (VMO), posterior gluteus medius (Gmed), and tensor fascia latae (TFU)) and hip internal rotation angle was measured using a three dimensional motion analysis system The time period for stair up and down was normalized using the MatLab 6.5 program, and EMG activity was normalized to the value of maximal voluntary isometric contraction (%MVIC). The EMG activities according to the hip rotation (neutral or internal rotation) during the entire time period of stair up and down in each phase were compared using a paired t-test. During the entire period of stair up, the EMG activities of VL and TFL in condition 2 were significantly greater than in condition 1 (p<.05). During the entire period of stair down, the EMG activities of VL and TFL in condition 2 were significantly greater than in condition 1 (p<.05). However, the EMG activities of the other muscles were not significantly different between the conditions (p>.05). These results suggest that the stair up and down maintaining hip internal rotation was could be a contributing factor on patellar lateral tracking.

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매립물 특성 조사를 위한 다변량 통계분석 기법의 응용 (Application of Multivariate Statistical Analysis Technique in Landfill Investigation)

  • 권병두;김차섭
    • 한국지구과학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.515-521
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    • 1997
  • 난지도 매립장 매립물의 특성을 조사하기 위해서 중력, 자력, LandSat TM 열적외선 밴드 자료, 매립장의 표면에서 측정한 침하량 자료 등을 다변량 통계분석기법을 응용하여 분석하였다. 분석에 이용한 자료들은 각기 상이한 깊이에 관한 정보를 제공하기 때문에 측정된 총 자력자료와 중력자료는 자극화변환된 자력이상과 매립장의 3차원 밀도분포로 각기 전환하였으며, 본 연구에서는 이 중 매립장의 상부층에 관한 정보를 이용하였다. 통계분석은 침하량 측정 지점들을 대상으로 수행하였으며, 이들 지점에서의 자극화변환 자력이상, 매립물의 밀도, LandSat TM 열적외선 밴드 값들은 내삽방법을 이용하여 구하였다. 자료분석에 사용한 다변량 통계분석 기법은 개체간의 기하학적인 거리를 이용하여 군집화하는 집락분석으로, 개체간의 거리 계산시 각 자료간의 상이한 측정단위가 주는 효과를 제거하기 위해서 사전에 표준화를 실시하였다. 군집화는 체계적 군집화 방법을 이용하여 수행하였다. 물리적 특성을 바탕으로 분류된 최적의 군집수는 수상도에서 나타난 결과에 따르면 총 6개의 군집으로 나타났다. 본 연구의 결과는 통합된 지구물리자료에 다변량 통계분석 기법을 적용함으로써 복합적 인 쓰레기 매립장의 특성 규명이 가능함을 시사한다.

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Li-ion 이차전지의 충방전 시 발열 및 충방전 특성의 CFD 모델링 (A CFD Modeling of Heat Generation and Charge-Discharge Behavior of a Li-ion Secondary Battery)

  • 강혜지;박홍범;한경호;윤도영
    • 전기화학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.114-121
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    • 2016
  • 본 연구에서는 리튬이온전지의 충방전시 발생하는 발열특성을 CFD 모델링하고, 발열에 따른 충방전 특성을 해석하였다. 리튬이온전지는 직교 파우치형 구조로서 두께방향으로의 1차원계로 설정하여, 전류밀도 방정식, 열 및 물질전달 지배방정식을 도입하였다. Cut-off 전압이 3 V에서 충방전 전류밀도가 1C($17.5A/m^2$), 3C($52.5A/m^2$) 와 5C($87.5A/m^2$)에 대하여, 298K의 등온계와 충방전 전류밀도 별 발열계로 각각 설정하였다. 등온계와 발열계에서 모두 충방전 전류밀도가 높을수록 전지의 용량은 감소되는 것으로 나타났다. 등온계에 비하여 발열계에서 충방전 시간이 증가하였으며, 이는 발열에 의한 온도의 증가로 인해 전극의 평형전위가 감소하고, 리튬이온의 확산계수가 증가하기 때문인 것으로 고려된다. 또한, 리튬이온전지의 충전과 방전에 의한 열 발생 영향을 제어하기 위한 냉각효과를 분석하였다.

Leidenfrost 지점 온도 이상에서 액적-벽면 충돌 열전달에 대한 충돌 속도의 영향 (The Effect of Impact Velocity on Droplet-wall Collision Heat Transfer Above the Leidenfrost Point Temperature)

  • 박준석;김형대;배성원;김경두
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권7호
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    • pp.567-578
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    • 2015
  • Leidenfrost 온도 이상으로 가열된 벽면과 충돌하는 액적의 속도가 열전달 특성에 미치는 영향에 관한 실험 연구를 수행하였다. 동기화된 초고속 가시화 카메라와 적외선 카메라를 이용하여 벽면과 충돌하는 액적의 충돌 특성과 충돌면의 온도 분포를 측정하였다. 획득한 표면온도 분포를 충돌면의 경계 조건으로 이용하여 가열 벽면의 3차원 비정상 열전도 수치해석을 통해 표면 열유속 분포를 얻었다. 수직방향 충돌속도가 증가할수록 최대 액막 직경이 증가하고 가열 벽면과 액막 사이에 존재하는 증기막의 두께가 감소하여 열전달 효율이 증가하였다. 액적은 웨버수가 30보다 작은 경우 되튐현상이 발생하였으며, 큰 경우 작은 액적들로 분쇄되어졌다. 충돌속도에 의한 열전달량의 증가 경향이 되튐영역에서 분쇄영역에서 가면서 약화되었으며, 이는 분쇄현상에 의해 유효 열전달 면적의 확대 효과가 저감되었기 때문으로 해석된다.

현수교(懸垂橋)의 비틀림진동(振動)에 관한 연구(硏究) (A Study of Torsional Vibrations of Suspended Bridges)

  • 민창식;김생빈;손승요
    • 대한토목학회논문집
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    • 제3권3호
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    • pp.27-37
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    • 1983
  • 본(本) 연구(硏究)는 경기도(京畿道) 설계심의회(設計審議會)에서 천마산(天馬山) 청소년(靑少年) 심신수련장(心身修練場) 현수교(懸垂橋) 설계심의시(設計審議時) 현수교(懸垂橋)의 동적(動的) 거동(擧動)에 대한 설계미비(設計未備)의 원인(原因)이 아직도 체계화(體系化)되지 못한 우리 나라 현수교(懸垂橋)의 설계자료(設計資料)와 지침(指針)의 불비(不備)함에 그 동기(動機)를 얻어, 유한요소법(有限要素法)을 적용(適用)하여 현수교(懸垂橋)의 비틀림진동(振動)에 대한 고유진동수(固有振動數)와 이에 상응(相應)하는 고유진동형(固有振動形)을 구(求)하였다. 실제(實際)로 현수교(懸垂橋)의 일반적(一般的) 거동(擧動)은 수직(垂直) 수평면(水平面) 내(內)에서의 연성(連成)된 운동(運動)으로 표시(表示)되지만 사용목적(使用目的)에 부합(附合)하여 그 진폭(振幅)을 미소(微小)하도록 제한(制限)하면 수직(垂直) 비틀림 진동(振動)은 단독(單獨)으로 비연성화(非連成化)할 수 있으며, 이에 따라 해석하였다. 1973년 6월에 개통된 Streamlined Box-Girder Type인 남해대교(南海大橋)와 Lateral Bracing으로 이루어진 단경간의 천마산(天馬山)의 현수교(懸垂橋)의 설계자료(設計資料)를 이용하여 수치해(數値解)를 얻었으며, 천마산(天馬山) 현수교(懸垂橋)의 경우(境遇) 보조(補助) 보강(補强)케이블의 유무(有無)에 따른 고유진동수(固有振動數)와 진동형(振動形)을 구(求)하여 비교(比較) 검토(檢討)하였다. 보강(補强)케이블의 유무(有無)에 따라 초기의 진동수(振動數) 등에서는 그 영향이 매우 뚜렷하였으나, 진동형(振動形)이 복잡해짐에 따라 보강(補强)케이블의 영향은 미약했거나 또는 오히려 역효과를 가져왔다. 남해대교(南海大橋)에 있어서 유한요소기법(有限要素技法)과 전자계산기에 의해 본(本) 연구(硏究)에서 구한 고유진동수(固有振動數)와 남해대교(南海大橋) 건설지(建設誌)에 있는 Frequency Equation으로 구한 값 또는 풍동실험(風洞實驗)에 의한 결과(結果) 등과 비교(比較) 검토(檢討)하였으며, 비교(比較) 결과(結果) 좋은 일치(一致)를 보여주었다.

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Evaluation of the Accuracy of Distance Measurements on 3D Volume-rendered Image of Human Skull Using Multi-detector CT: Effects of Acquisition Section Thickness and Reconstruction Section Thickness

  • Haijo Jung;Kim, Hee-Joung;Lee, Sang-Ho;Kim, Dong-Wook;Soonil Hong;Kim, Dong-Hyeon;Son, Hye-Kyung;Wonsuk Kang;Kim, Kee-Deog
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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    • pp.457-460
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    • 2002
  • The image quality of three-dimensional (3D) images has been widely investigated by the qualitative analysis method. A need remains for an objective and quantitative method to assess the image quality of 3D volume-rendered images. The purpose of this study was to evaluate the quantitative accuracy of distance measurements on 3D volume-rendered images of a dry human skull by using multi-detector computed tomography (MDCT). A radiologist measured five times the twenty-one direct measurement line items composed among twelve reference points on the skull surface with a digital vernier caliper. The water filled skull specimen was scanned with a MDCT according to the section thicknesses of 1.25, 2.50, 3.75, and 5.00 mm for helical (high quality; pitch 3:1) scan mode. MDCT data were reconstructed with its acquisition section thickness and with 1.25 mm section thickness for all scans. An observer also measured seven times the corresponding items on 3D volume-rendered images with measuring tools provided by volumetric analysis software. The quantitative accuracy of distance measurements on the 3D volume-rendered images was statistically evaluated (p-value < 0.05) by comparatively analyzing these measurements with the direct distance measurements. The accuracy of distance measurements on the 3D volume-rendered MDCT images acquired with 1.25, 2.50, 3,75 and 5.00 mm section thickness and reconstructed with its section thickness were 48%, 33%, 23%, and 14%, respectively. Meanwhile, there were insignificant statistical differences in accuracy of distance measurements among 3D volume-rendered images reconstructed with 1.25 mm section thickness for the each acquisition section thickness. MDCT images acquired with thick section thickness and reconstructed with thin section thickness in helical scan mode should be effectively used in medical planning of 3D volume-rendered images. The quantitative analysis of distance measurement may be a useful tool for evaluating the quantitative accuracy and the defining optimal parameters of 3D volume-rendered CT images.

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Head and neck extra nodal NHL (HNENL) - Treatment Outcome and Pattern of failure - A Single Institution Experience

  • Giridhar, Prashanth;Mallick, Supriya;Bhasker, Suman;Pathy, Sushmita;Mohanti, Bidhu Kalyan;Biswas, Ahitagni;Sharma, Atul
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권15호
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    • pp.6267-6272
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    • 2015
  • Background: Extra nodal lymphoma (ENL) constitutes about 33 % of all non-Hodgkin's lymphoma. 18-28% develops in the head and neck region. A multimodality treatment with multi-agent chemotherapy (CT) and radiotherapy (RT) is considered optimum. Materials and Methods: We retrieved the treatment charts of patients of HNENL treated in our institute from 2001-2012. The charts were reviewed and the demographic, treatment details and outcome of HNENL patients were retrieved using predesigned pro-forma. Results: We retrieved data of 75consecutive patients HNENL. Median age was 47years (Range: 8-76 years). Of the 75 patients 51 were male and 24 were female. 55patients were evaluable. The patient and tumor characteristics are summarized in Table 1. All patients were staged comprehensively with contrast enhanced computed tomography of head, neck, thorax, abdomen, pelvis and bone marrow aspiration and biopsy 66 patients received a combination multi-agent CT with CHOP being the commonest regimen. 42 patients received 4 or lesser number of cycles of chemotherapy whereas 24received more than 4 cycles chemotherapy. Post radiotherapy, 41 out of 42 patients had a complete response at 3 months. Only 21patients had a complete response after chemotherapy. All patients received radiation (mostly involved field radiation) as a part of the treatment. The median radiation dose was 45 Gray (Range: 36 Gray-50 Gray). The radiation was planned by 2D fluoro simulation based technique in 37cases and by 3 Dimensional conformal radiation therapy (3DCRT) in 36 cases. Two patients were planned by the intensity modulated radiation therapy (IMRT) technique. IMRT was planned for one thyroid and one nasal cavity primary. 5 patients experienced relapse after a median follow up of 19 months. The median survival was not reached. The estimated two and three year survival were 92.9% (95%CI- 68.6- 95.35) and 88% (95%CI- 60.82 - 92.66) respectively. Univariate analysis revealed higher stage and poorer baseline performance status to be significantly associated with worse progression free survival. 5 patients progressed (relapse or primary disease progression) after treatment. Of the 5 patients, two patients were primary orbital NHL, two patients had NHL nasal cavity and one was NHL thyroid. Conclusions: Combined modality treatment in HNENL confers excellent disease control with acceptable side effects.