Asphalt Plug Joint(APJ)는 미국을 비롯한 유럽의 여러 국가에서 적용사례가 늘어가고 있는 새로운 형태의 신축이음장치이다. APJ는 시공 및 유지보수 비용이 저렴하고 시공이 간단하며, 우수한 평탄성을 확보한다는 장점을 가지고 있으나 조기파손되는 문제점이 드러나 사용성을 방해하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 연구가 진행되어 왔고, 기존 연구 중 FEM 해석을 수행하였으나 FEM 해석시 재료를 너무 단순화하여 해석함으로써 해석의 신뢰성이 많이 떨어져 신축이음장치의 거동을 분석하는데 미흡하였다. 따라서 본 논문에서는 이러한 FEM 해석의 신뢰성을 높이기 위해 새로운 재료모델을 제안하고 실제 거동과 비교하여 유효성을 확인하였다. 본 연구에서 FEM 해석은 ABAQUS 전산 프로그램를 사용하였으며 재료모델은 Bramel et al.이 APJ 재료 시험한 결과를 근거로 탄소성모델과 점탄성모델을 제안하였다. 탄소성모델은 시간에 따른 변형속도를 반영하지 못하므로 시간독립해석으로 정의하였으며, 점소성 모델은 변형속도를 반영하므로 시간의존해석으로 정의하였다. 해석을 통해 APJ의 거동에 영향을 미치는 다양한 요소의 영향을 검토하였으며, 시간의존해석이 실제 실험결과와 비슷한 거동을 나타냄을 확인하였다.
안전성 관련 구조물인 원자력 격납건물은 시간의 흐름에 따라 콘크리트와 텐던의 물리적 성질 변화로 구조거동의 미세한 변화를 가져오기 때문에 주기적 점검을 통한 구조건전성 검증이 필요하다. 본 연구에서는 국내 부착식 텐던 격납건물인 CANDU형의 월성 원전을 대상으로 미세 구조거동 분석이 가능한 'SAPONC-CANDU' 프로그램을 개발하였으며, 이는 온도와 시간종속성 영향인자들 즉, 크리프, 건조수축, 텐던의 인장력 하에서 격납건물 콘크리트 속에 매립되어 있는 진동식 와이어 변형률 게이지의 변형률 변화량에 대한 예측값을 계산하는 알고리즘에 기초한다. 개발된 프로그램의 구동을 위해서 변형률 게이지의 계측값이 입력데이타로 사용되고 최종적으로 각각의 변형률 게이지에 대해서 변형률 변화량의 예측값, 예측선, 예측폭이 그래프 형태로 제공되기 때문에 국내 원자력발전소 CANDU형 격납건물의 구조건전성을 평가하는 현장 관리자가 이를 손쉽게 활용할 수 있다.
The extinction characteristics of low strain rate normal gravity (1-g) nonpremixed methane-air flames were studied numerically and experimentally. A time-dependent axisymmetric two-dimensional (2D) model considering buoyancy effects and radiative heat transfer was developed to capture the structure and extinction limits of 1-g flames. One-dimensional (1D) computations were also conducted to provide information on 0-g flames. A 3-step global reaction mechanism was used in both the 1D and 2D computations to predict the measured extinction limit and flame temperature. A specific maximum heat release rate was introduced to quantify the local flame strength and to elucidate the extinction mechanism. Overall fractional contribution by each term in the energy equation to the heat release was evaluated to investigate the multi-dimensional structure and radiative extinction of 1-g flames. Images of flames were taken for comparison with the model calculation undergoing extinction. The two-dimensional numerical model was validated by comparing flame temperature profiles and extinction limits with experiments and ID computation results. The 2D computations yielded insight into the extinction mode and flame structure of 1-g flames. Two combustion regimes depending on the extinction mode were identified. Lateral heat loss effects and multi-dimensional flame structure were also found. At low strain rates of 1-g flame ('Regime A'), the flame is extinguished from the weak outer flame edge, which is attributed to multi-dimensional flame structure and flow field. At high strain rates, ('Regime B'), the flame extinction initiates near the flame centerline due to an increased diluent concentration in reaction zone, which is the same as the extinction mode of 1D flame. These two extinction modes could be clearly explained with the specific maximum heat release rate.
There is growing interest in the production of microalgae-based, high-value by-products as an emerging green biotechnology. However, a cultivation platform for Oocystis sp. has yet to be established. We therefore examined the effects of bacterial culture additions on the growth and production of valuable compounds of the microalgal strain Oocystis sp. KNUA044, isolated from a locally adapted region in Korea. The strain grew only in the presence of a clear supernatant of Sphingomonas sp. KNU100 culture solution and generated 28.57 mg/l/d of biomass productivity. Protein content (43.9 wt%) was approximately two-fold higher than carbohydrate content (29.4 wt%) and lipid content (13.9 wt%). Oocystis sp. KNUA044 produced the monosaccharide fucose (33 ㎍/mg and 0.94 mg/l/d), reported here for the first time. Fatty acid profiling showed high accumulation (over 60%) of polyunsaturated fatty acids (PUFAs) compared to saturated (29.4%) and monounsaturated fatty acids (9.9%) under the same culture conditions. Of these PUFAs, the algal strain produced the highest concentration of linolenic acid (C18:3 ω3; 40.2%) in the omega-3 family and generated eicosapentaenoic acid (C20:5 ω3; 6.0%), also known as EPA. Based on these results, we suggest that the application of Sphingomonas sp. KNU100 for strain-dependent cultivation of Oocystis sp. KNUA044 holds future promise as a bioprocess capable of increasing algal biomass and high-value bioactive by-products, including fucose and PUFAs such as linolenic acid and EPA.
이 논문에서는 화재 발생에 따른 구조물의 성능 변화를 평가하기 위한 철근콘크리트 부재의 수치해석모델이 제안되었다. 화재 발생 시 유발되는 전도, 대류 및 복사열의 효과를 고려한 비정상 열전달 해석을 수행하였으며 이를 통해 단면 내 온도분포를 결정하였다. 또한, 적층섬유단면을 적용하여 온도증가로 인해 단면 내 위치에 따라 달라지는 재료의 비선형성을 고려하였다. 이 때, 온도변화에 따라 유발되는 열팽창 변형률, 비정상상태 변형률, 크리프 변형률 등의 비역학적 변형특성을 단면 내 각 섬유에 대해 고려함으로써 화재 발생 시의 극심한 온도증가를 고려한 비선형 해석을 수행하였다. 제안된 해석모델의 타당성을 입증하기 위하여 철근콘크리트부재의 표준화재실험으로부터 얻어진 실험결과와 해석결과를 비교하였으며, 특히, 화재 시간에 따른 저항능력의 변화를 살펴봄으로써, 철근콘크리트 부재의 거동특성을 평가하고 이를 설계규준에서 제시하는 단면 및 저항능력과 비교하였다.
This paper investigates the free vibrations of cylindrical shells made of time-dependent materials for different viscoelastic models under various boundary conditions. During the extraction of equations, the displacement field is estimated through the first-order shear deformation theory taking into account the transverse normal strain effect. The constitutive equations follow Hooke's Law, and the kinematic relations are linear. The assumption of axisymmetric is included in the problem. The governing equations of thick viscoelastic cylindrical shell are determined for Maxwell, Kelvin-Voigt and the first and second types of Zener's models based on Hamilton's principle. The motion equations involve four coupled partial differential equations and an analytical method based on the elementary theory of differential equations is used for its solution. Relying on the results, the natural frequencies and mode shapes of viscoelastic shells are identified. Conducting a parametric study, we examine the effects of geometric and mechanical properties and boundary conditions, as well as the effect of transverse normal strain on natural frequencies. The results in this paper are compared against the results obtained from the finite elements analysis. The results suggest that solutions achieved from the two methods are ideally consistent in a special range.
본 연구에서는 보호, 여과, 차수기능을 갖는 부직포 지오텍스타일과 지오멤브레인의 응력완화거동을 각각 고찰하였다. "두 가지 지오신세틱스 제품의 응력완화거동을 해석하는데 "전이현상이론"이 적용되었다. 이들 지오신세틱스 제품의 응력완화거동에서 초기 및 후기 완화시간은 구성방정식으로부터 구하였다. 이들 지오신세틱스 제품의 초기완화거동은 부가변형률에 대한 의존성이 있으며, 특히 온도가 증가 할수록 증가하였다. 끝으로, 이들 지오신세틱스 제품의 초기 및 후기 완화시간은 부가변형률 및 온도가 커질수록 짧아졌으며, 완화시간 감소는 지오멤브레인보다 부직포 지오텍스타일의 경우가 더 큼을 알 수 있었다.
본 논문에서는 재료의 시간의존적 특성에 의한 영향을 고려하며, 재료의 비선형성은 물론 기하학적 비선형성도 고려하여 평면PC사장교의 축방향력과 휨에 의한 극한거동을 해석할 수 있는 비선형 해석방법을 제시했다. 재료의 시간의존적 특성으로는 콘크리트의 크리프, 건조수축과 강도증가, PC 강재와 케이블의 이완을 고려했고 재료의 비선형성으로는 콘크리트의 인장균열과 콘크리트, 철근, PC 강재와 케이블의 비선형 응력-변형도 관계를 고려하고 하중반전에 의한 영향도 고려했다. 기하학적 비선형성으로는 케이블의 색, 구조물의 대변위에 의한 비선형 변위-변형도 관계 및 변형에 따른 구조물의 형상변화를 고려했다. 일반적 형태의 PC 사장교의 해석에 적용하여 PC 사장교의 극한거동 및 재료의 시간의존적 특성이 극한거동에 끼치는 영향을 검토했다.
The rigid-plastic finite element formulation including the inertia force is derived and then the rigid-plastic finite elemnt program considering the inertia effect is developed. In order to consider the strain hardening, strain rate hardening and thermal softening effects which are frequentrly observed in high-velocity deformation phenomena, the Johnson-Cook constitutive odel is applied. The developed program is used to simulate two high-velocity deformation problemss ; rod impact test and hdigh-velocity compression precess. As a result of rod impact test simulation, it is found that the siulated result has a good agreement with the experimental observation. Through the high-velocity compression process simulation. it is also found that the accuracy of the simulated results is dependent upon the time increment size and mesh size.
본 연구에서는 철근콘크리트 고층건물의 시공단계를 고려하여 기둥의 부등축소량을 예측하는데 있어서 슬래브를 통한 양쪽 기둥으로의 비탄성하중 전달현상을 고려하기 위하여 2차원 골조해석을 수행하는 프로그램을 개발하였다. 또한 시간에 따른 해석을 수행함에 있어 단면 중심에서의 변형도와 곡률을 이용하여 균열을 고려한 단면의 성질을 직접 사용하는 방식을 사용하여 정밀도를 저하시키지않는 상태에서 해석시간을 단축하였으며, 축력과 휨의 상호작용에 의한 강성을 적용시켜 철근콘크리트 구조물의 특성을 보다 정확하게 고려하여 주었다. 해석모델로는 ACI 209, CEB-FIP 1990과 B3 모델을 사용하였다. 이렇게 개발된 프로그램의 해석결과를 기존의 간편해석에 의한 결과 및 실제 구조물의 실측치와 비교하여 그 효율성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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