• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.829-834
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• 2005

A series of reinforced G109 type specimens was fabricated and pended with a 15 weight percent NaCl solution. Mix design variables included 1) two cement alkalinities (equivalent alkalinities of 0.32 and 1.08), 2) w/c 0.50 and 3) two rebar surface conditions (as-received and wire-brushed). Potential and macro-cell current between top and bottom bars were monitored to determine corrosion initiation time. Once corrosion was initiated, the specimen was ultimately autopsied to perform visual inspection, and the procedure included determination of the number and size of air voids along the top half of the upper steel surface. This size determination was based upon a diameter measurement assuming the air voids to be half spheres or ellipse. The followings were reached based upon the visual inspection of G109 specimens that were autopsied to date. First, voids at the steel-concrete interface facilitated passive film breakdown and onset of localized corrosion. Based upon this, the initiation mechanism probably involved a concentration cell with contiguous concrete coated and bare steel serving as cathodes and anodes, respectively. Second, the corrosion tended to initiate at relatively large voids. Third, specimens with wire-brushed steel had a lower number of voids at the interface for both cement alkalinities, suggesting that air voids preferentially formed on the rough as-received surface compared to the smooth wire brushed one.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1194-1199
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• 2010

Systematic finite element analyses on consolidation were performed with various drainage conditions. Numerical analyses were performed using SAGE CRISP2D, a commercial numerical analysis program for the conventional geotechnical engineering practice. For the input properties of the numerical analyses, incremental loading oedometer tests were performed on reconstituted kaolinite samples. Numerical analyses were performed with various drainage conditions such as vertical, radially inward and outward drainage conditions. For the case of radially inward drainage conditions, a series of numerical analyses were performed with varying the diameter of vertical drains. As a result, the lateral deformation and void ratio variation occurred during consolidation for the radially inward or outward drainage conditions. And the variations of the lateral deformation and void ratio did not fully disappear even after the completion of the consolidation and induced the spatial variations of the soil properties. Keywords : finite element analysis of consolidation, various drainage conditions, lateral deformation, spatial variation of soil properties.

• 설비공학논문집
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• 제22권10호
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• pp.710-718
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• 2010

A numerical study was performed to predict refrigerant charge amount in a mini-channel condenser for a R410A residential air-conditioning system. Multi-channel flat tubes with 12 mini-channels of 1.17 mm average hydraulic diameter for each tube were applied to the condenser. The condenser consisted of 3 passes, and the first, second, and third pass had 44, 19, and 11 tubes, respectively. Each pass was connected by a vertical header. In this study, the condenser was divided into 410 finite volumes, and analyzed by an $\varepsilon$-NTU method. With thermophysical properties and void fraction models for each volume element, the R410A amount distribution and a total charge amount in the condenser were calculated. The predicted total charge amount was compared with the experimentally measured charge amount under a standard ARI A condition. The developed model could predict the charge amount in the mini-channel condenser within prediction errors from -23.9% to -3.0%. Air velocity distribution at the condenser face was considered as non-uniform and uniform by the simulation model, and its results showed that the air velocity distribution could significantly influence the charge amount and vapor phase distribution in the condenser.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권6호
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• pp.1027-1044
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• 2017

Membrane penetration is the most important factor influencing the measurement of volume change for triaxial consolidated-drained shear test for coarse-grained soil. The effective pressure p, average particle size $d_{50}$, thickness $t_m$ and elastic modulus $E_m$ of membrane, contact area between membrane and soil $A_m$ as well as the initial void ratio e are the major factors influencing membrane penetration. According to the membrane deformation model given by Kramer and Sivaneswaran, an analytical solution of the membrane penetration considering the initial void ratio is deduced using the energy conservation law. The basic equations from theory of plates and shells and the elastic mechanics are employed during the derivation. To verify the presented solution, isotropic consolidation tests of a coarse-grained soil are performed by using the method of embedding different diameter of iron rods in the triaxial samples, and volume changes due to membrane penetration are obtained. The predictions from presented solution and previous analytical solutions are compared with the test results. It is found that the prediction from presented analytical solution agrees well with the test results.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권7호
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• pp.907-914
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• 2015

The energetic steam explosion caused by contact between the high temperature molten core and water is one of the phenomena that may threaten the integrity of the containment vessel during severe accidents of light water reactors (LWRs). We examined the dependence of steam explosion loads in a typical reactor cavity geometry on selected model parameters and initial/boundary conditions by using a steam explosion simulation code, JASMINE, developed at Japan Atomic Energy Agency (JAEA). Among the parameters, we put an emphasis on the water pool depth that has significance in terms of accident mitigation strategies including cavity flooding. The results showed a strong correlation between the load and the premixed mass, defined as the mass of the molten material in low void zones (void fraction < 0.75). The jet diameter and velocity that comprise the flow rate were the primary factors to determine the premixed mass and the load. The water pool depth also showed a significant impact. The energy conversion ratio based on the enthalpy in the premixed mass was in a narrow range ~4%. Based on this observation, we proposed a simplified method for evaluation of the steam explosion load. The results showed fair agreement with JASMINE.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권1호
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• pp.79-91
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• 2019

Renewed interest in the long-term pile foundations has been driven by the increase in offshore wind turbine installation to generate renewable energy. A monopile subjected to repetitive loads experiences an evolution of displacements, pile rotation, and stress redistribution along the embedded portion of the pile. However, it is not fully understood how the embedded pile interacts with the surrounding soil elements based on different pile geometries. This study investigates the long-term soil response around offshore monopiles using finite element method. The semi-empirical numerical approach is adopted to account for the fundamental features of volumetric strain (terminal void ratio) and shear strain (shakedown and ratcheting), the strain accumulation rate, and stress obliquity. The model is tested with different strain boundary conditions and stress obliquity by relaxing four model parameters. The parametric study includes pile diameter, embedded length, and moment arm distance from the surface. Numerical results indicate that different pile geometries produce a distinct evolution of lateral displacement and stress. In particular, the repetitive lateral load increases the global lateral load resistance. Further analysis provides insight into the propagation of the shear localization from the pile tip to the ground surface.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.118-125
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• 2011

콘크리트 내부의 공극의 크기 및 분포상태는 콘크리트의 내구성을 결정하는 요인 중 하나이며, 구조물의 성능을 판단하는데 중요한 지표로 사용된다. 최근 고유동 콘크리트(High-Fluidity Concrete 이하 HFC로 약함)에 대한 연구는 많은 시공사례와 함께 진행되고 있지만, 콘크리트의 내구성능에 영향을 미치는 공극구조에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 30 MPa 범위의 일반콘크리트(Conventional Concrete 이하 CC로 약함) 및 석회석 미분말 및 플라이 애시를 사용한 HFC를 제조하여 콘크리트의 공극구조를 비교 분석 하였다. 실험결과 30 MPa 범위의 CC 및 HFC의 평균 공극 직경은 HFC가 CC보다 작게 나타났으며, SEM 분석 결과 HFC가 CC보다 전체적으로 내부구조가 치밀한 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통하여 HFC가 CC보다 내구성 측면에서 우수할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.51-61
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• 2013

본 논문에서는 지오텍스타일 공극 크기 분포를 이미지 분석방법을 이용하여 정량적으로 산출하였다. 연구과정은 실내시험을 통해 지오텍스타일-지오멤브레인 층으로 된 재료를 에폭시 레진으로 포화시킨 후, 양생, 절단하여 그 표면을 디지털 광학현미경으로 관찰하고 정량화함으로 이루어졌다. 여기서는 재료공학에서 주로 사용하는 공간학(stereology)의 개념을 사용하였으며, 지오텍스타일 필라멘트에 의해 둘러싸인 공극의 크기를 최대내접공극크기분포(LIOS)로 표현하였다. 지오텍스타일 내부 축적빈도 50%에 해당하는 공극직경이 압축응력이 10kPa에서 300kPa로 증가함에 따라 $45{\mu}m$가량 감소하였으며, 다시 압축응력을 10kPa로 되돌렸을 경우 초기치의 90%정도 수준으로 회복하였다. 마찰형 지오멤브레인 표면에서 연직응력 100, 300 kPa을 받으며 전단되었을 경우 평균 공극의 크기가 각가 32, 16.5% 감소하였다. 본 논문의 시험 및 분석 결과는 지오텍스타일 내부의 최대내접공극 크기분포가 표면거칠기가 다른 지오멤브레인 표면에서 압축 및 인터페이스 전단됨에 따라 어떻게 변화하는지를 보여준다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권3호
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• pp.181-189
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• 2016

수평 관군에 대하여 수직이고 상향으로 흐르는 2상 유동에 의한 감쇠비를 예측하기 위한 해석모델이 Sim에 의하여 개발되었다. 이 모델에서 평가된 2상 유동의 기공률, 압력손실 등의 유동변수는 기존의 실험식을 사용하여 계산하였다. 그러나 관군의 경우에 사용하기에는 약간의 개선이 요구된다. 따라서 관군 내에 흐르는 2상 유동의 유동 변수에 대한 더 많은 정보를 획득하기 위하여 실험적으로 연구할 필요가 있다. 실험은 공기 - 물의 2상 유동이 흐르는 정사각형 배열 관군에서의 압력계수와 2상 유동 마찰승수를 계산하기 위하여 수행되었다. 피치 직경 비는 1.35이었고, 실린더의 직경은 18 mm이다. 압력센서와 신호처리 장치를 이용하여 관군에서의 압력차를 측정하였다. 2상 유동 마찰승수와 오일러수를 계산하기 위하여 관군에 적용되는 비균질 유동의 기공률은 Feenstra 등의 실험식을 사용하여 계산하였다. 균질과 비균질 2상 유동의 마찰승수와 오일러의 수를 실험적으로 구하고 Sim의 어림적 모델에 근거한 이론적 해석 결과와 비교 분석하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권1호
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• pp.33-39
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• 2010

화력발전소에서 배출되는 바닥재와 준설토를 70:30(wt%)로 혼합하고 이를 $6{\pm}2mm$ 크기 구형으로 성형 및 로터리 킬른에서 $1125^{\circ}C$/15 min으로 소성한 뒤, 그 물리적 특성을 평가함으로써 오염 토양을 복원하는데 사용되는 흡착제로의 적용 가능성을 분석하였다. 제조된 소결체(BD)는 100 ${\mu}m$ 이상의 거대 기공 및 10 ${\mu}m$ 이하의 미세기공을 모두 가지고 있었으며, 비표면적, 기공율 그리고 공극율은 각각 $12.0m^2/g$, 30.1%그리고 38.2%이었다. BD 소결체를 한번 분쇄한 시편(BD-C)은 종횡비$\fallingdotseq$2의 부정형이었으나, 부피비중 및 기공크기 분포는 BD와 비슷한 값을 나타내었다. 한편 BD-C 시편의 비표면적, 기공율 그리고 공극율은 BD에 비해 더 우수한 값을 나타내었는데 이는 내부에 존재하던 폐기공(closed pores)이 분쇄과정에서 개기공(open pores)으로 변환되면서 겉보기 부피가 감소했기 때문이다. 제조된 소결체의 영 전하점(IEP)는 약 pH=5이었고 따라서 미생물을 소결체에 결합시킬 때 반응용액의 최적 pH를 알 수 있었다. 본 연구에서 제조된 소결체는 오염 토양 복원에 사용되는 흡착제로의 적용이 가능하며, 더구나 측정된 데이터를 이용하여 BD와 BD-C를 적절한 비율로 혼합하면 적용 상황에 따라 다른 공극율, 기공율 등의 요구 조건을 최적으로 맞출 수 있을 것으로 기대된다.