nglaura/koreascience-summarization huggingface dataset:
외부자기장에 의한 타원형 야누스 자성입자 사이의 자성 상호작용을 직접수치해석을 사용하여 분석하였다. 유한요소법에 기초한 가상영역법을 사용하여 입자계 유동해석을 수행하였고, 자기장 문제에서는 자성 포텐셜에 대한 지배방정식을 입자와 유체를 포함하는 전체영역에 대하여 풀어 자기장을 구하였다. 이 때 구해진 자기장으로부터 구한 맥스웰 응력을 사용하여 개별 입자에 작용하는 자기력이 계산된다. 입자의 운동과 최종적인 조립구조는 입자의 형상비, 개별 입자의 배향, 입자의 초기 분포에 크게 영향을 받는 것이 확인되었다. 또한 입자의 배향은 입자 주위의 유체 유동에도 영향을 주었다. 외부자기장에 의한 타원형 야누스 입자의 최종 조립구조는 앞서 언급한 인자들에 의해서 영향을 받은 것을 수치해석을 통해 확인할 수 있었다.

The magnetic interaction between elliptic Janus magnetic particles are investigated using a direct simulation method. Each particle is a one-to-one mixture of paramagnetic and nonmagnetic materials. The fluid is assumed to be incompressible Newtonian and nonmagnetic. A uniform magnetic field is applied externally in a horizontal direction. A finite-element-based fictitious domain method is employed to solve the magnetic particulate flow in the creeping flow regime. In the magnetic problem, the magnetic field in the entire domain, including the particles and the fluid, is obtained by solving the governing equation for the magnetic potential. Then, the magnetic forces acting on the particles are calculated via a Maxwell stress tensor formulation. In a single particle problem, it is found that the orientation angle at equilibrium is affected by the aspect ratio of the particle. As for the two-particle interaction, the dynamics and the final conformation of the particles are significantly influenced by the aspect ratio, the orientation, and the spatial positions of the particles. For the given positions of the particles, the fluid flow is also influenced by the orientation of each particle. The self-assembly structure of the particles is not a fixed one, but it varies with the above-mentioned factors.

(게재일: 2017.07.01)
본 연구에서는 RO용 고압 다단 펌프의 수력 부 성능에 대해서 연구를 수행하였다. 수력 부 설계는 크게 임펠러 설계와 레이디얼 디퓨저 설계로 나뉠 수 있다. 임펠러의 자오면 형상 변화에 따른 유동분포와 성능을 수치 해석적으로 연구하였으며, 임펠러 외경, 출구 폭, eye dia 등은 고정시킨 상태에서 반응 표면 기법을 이용하여 허브 및 쉬라우드 자오면 곡선을 변화 시키면서 성능을 최적화하였다. 해석결과 양정에 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수는 로 나타났으며 효율은 허브 입구 길이 및 쉬라우드 곡선이 가장 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 자오면 프로파일을 변경한 결과 기준모델(case 25)에 비해 약 0.5% 효율이 개선됨을 확인할 수 있었다.

This paper presents the hydraulic design an impeller and radial diffuser of a high-pressure multistage pump for reverse osmosis. The flow distribution and hydraulic performance for the meridional design of the impeller were analyzed numerically. Optimization was conducted based on the response surface method by varying the hub and shroud meridional curvatures, while maintaining the impeller outlet diameter, outlet width, and eye diameter constant. The analysis results of the head and efficiency with the variation in the impeller meridional profile showed that angle of the front shroud near the impeller outlet ( ) had the highest effect on head increase, while the hub inlet length ( ) and shroud curvature (Rds) had the highest effect on efficiency. From the meridional profile variation, an approximately 0.5% increase in efficiency was observed compared with the base model (case 25).

(게재일: 2017.07.01)
충격파와 경계층의 간섭 현상은 경계층이 박리하고, shock train이 발생하며, 유동장은 매우 복잡한 형태로 된다. 이러한 현상은 반사 충격파와 비정상 경계층이 간섭하는 충격파관에서도 발생한다. 그러나 충격파관에서 발생하는 shock train 현상에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 충격파관을 사용하여 수치해석을 수행하였으며, 충격파관에서 발생하는 shock train의 유동 특성을 상세히 조사하기 위하여 압축성 Navier-Stokes 방정식을 적용하였다. 본 연구의 수치해석 결과를 바탕으로 상세한 파동선도를 통해 실험 결과와 비교하였다.

The interaction between a shock wave and a boundary layer causes boundary layer separation, shock train, and in some cases, strong unsteadiness in the flow field. Such a situation is also observed in a shock tube, where the reflected shock wave interacts with the unsteady boundary layer. However, only a few studies have been conducted to investigate the shock train phenomenon in a shock tube. In the present study, numerical studies were conducted using the two-dimensional axisymmetric domain of a shock tube, and compressible Navier-Stokes equations were solved to clarify the flow characteristics of shock train phenomenon inside a shock tube. A detailed wave diagram was developed based on the present computational results, which were validated with existing experimental data.

(게재일: 2017.07.01)
본 연구는 고 레이놀즈 영역에서 상류측에 작은 정방형주(Square prism)를 가진 정방형주의 유동장 특성을 양 항력측정 실험과 PIV를 이용한 가시화 실험으로 파악한 것이다. 실험변수는 정방형주 한변의 길이에 대한 작은 정방형주의 폭비(H/B=0.2~0.6) 및 정방형주 전면에서부터 작은 정방형주의 후면 까지의 거리(G/B=0~3)로 했다. 작은 정방형주의 폭비를 고정시킨 경우 정방형주의 항력감소율은 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 또한 같은 간격비에서는 작은 정방형주의 폭비가 클수록 정방형주의 항력감소율이 컸다. 또한 같은 간격비에서는 작은 정방형주의 폭비가 클수록 정방형주의 항력감소율이 증가했으며, 폭비 H/B=0.6, 간격비 G/B=1.0일 때 최대 98.0%의 항력감소율을 보였다. 정방형주의 양력감소율은 작은 정방형주의 폭비 및 간격비에 거의 영향을 받지 않았으며, 양력감소율의 전체 평균치는 66.5% 정도였다. 작은 정방형주를 설치한 경우 정방형주 상류측과 하류측에 정체영역이 나타났다.

The Characteristics of the flowfields of a square prism having a small square prism were investigated by measuring of lift and drag on the square prism and visualizing the flowfield using PIV. The experimental parameters were the width ratios(H/B=0.2~0.6) of small square prisms to the prism width and the gap ratios (G/B=0~3) between the prism and the small square prism. The drag reduction rate of the square prism initially increased and then decreased with the G/B ratio for the same H/B ratio, and increased with the H/B ratio for the same G/B ratio. The maximum drag reduction rate of 98.0% was observed at H/B=0.6 and G/B=1.0. The lift reduction rate of the square prism was not affected by the width and gap ratios; the total average value was approximately 66.5%. In case of a square prism having a small square prism, the stagnation regions were represented in the upstream and downstream sides of the square prism.

(게재일: 2017.07.01)
풍력발전단지에서 연간 에너지 생산량 예측의 정확도를 위해서는 바람 방향별 후류영향에 의한 풍속감소와 이에 따른 발전량 손실을 효과적으로 계산하여야 한다. 본 연구에서는 연간 에너지 생산량 예측을 위하여 방향별 후류영향을 고려한 계산 프로그램을 개발하고, 예측 적합성을 확인하기 위해 실제 풍력발전단지의 연간 에너지 생산량 분석 결과 및 기존 상용 소프트웨어의 계산결과와 비교하였다. 적용된 계산식들은 기존 이론들을 바탕으로 하고 있어 상용 소프트웨어와 동일하지만 풍향별 후류영향 범위의 계산과정에서 차이가 있다. 비교결과 개발 프로그램은 실제 풍력발전단지 전체 시스템 이용율에 1% 이내로 근접하였고 기존 상용 프로그램을 이용한 예측 결과보다 2% 이상 실제 연간 시스템 이용율에 근접하는 결과를 보여주었다.

For accurate AEP prediction in a wind farm, it is necessary to effectively calculate the wind speed reduction and the power loss due to the wake effect in each wind direction. In this study, a computer program for AEP prediction considering directional wake effect was developed. The results of the developed program were compared with the actual AEP of the wind farm and the calculation result of existing commercial software to confirm the accuracy of prediction. The applied equations are identical with those of commercial software based on existing theories, but there is a difference in the calculation process of the detection of the wake effect area in each wind direction. As a result, the developed program predicted to be less than 1% of difference to the actual capacity factor and showed more than 2% of better results compared with the existing commercial software.

(게재일: 2017.07.01)
경피를 통한 약물 전달 방식에 있어, 본 연구에서 제안하고 있는 바늘 없는 주사기 시스템은 레이저와 마이크로젯 인젝터로 구성 되어 있다. 이때 마이크로젯 인젝터의 핵심 메커니즘은 레이저 유도버블이다. 동력원으로 Nd:YAG와 Er:YAG, 두 종류의 레이저가 사용되었다. 버블의 특성을 결정짓는 레이저 변수인 펄스폭, 파장 등이 본 연구에서 고려되었다. Nd:YAG 레이저의 경우에 펄스폭이 버블의 생존 시간보다 짧기 때문에 캐비테이션에 가까운 버블을 형성하는 반면 Er:YAG 레이저의 경우에 펄스폭이 상대적으로 길고 물에서의 흡수가 잘 되기 때문에 보일링 버블이 만들게 된다. 버블 및 마이크로젯의 자세한 움직임은 초고속 카메라를 통해 촬영되었다. 이와 같은 과정을 통하여 마이크로젯의 특성이 버블에 의해 결정되는 것을 본 연구를 통해 관찰되었다. 약물 전달 성능은 기니어피그 조직에 형광물질을 침투한 결과로 부터 분석하였다.

For transdermal drug delivery, needless injection system is composed of laser and microjet injector. Main mechanism of microjet injector is the laser-induced bubble. Nd:YAG and Er:YAG laser are used as a power source. Laser parameters such as pulse duration and wavelength are considered, which are core parameters to control the bubble motion. The Nd:YAG laser, pulse duration is short than bubble life time making cavitation like bubble while in Er:YAG laser, long pulse duration and high absorption in water drive bubble as a boiling bubble. Detailed motion of bubble and microjet is captured by the high speed camera. So it is observed that microjet characteristics are determined by the bubble behavior. The performance of drug delivery system is evaluated by fluorescent staining of guinea pig skin.

(게재일: 2017.07.01)
액체가 부분적으로 채워져 있는 용기를 고속으로 이송시키면 슬로싱이 발생하므로 신속한 이송 및 조정 안정성을 위해 슬로싱을 억제할 필요가 있다. 본 연구에서는 사각용기를 수평방향으로 이송시킬 때 삼각형 속도 프로파일의 가속도 크기와 가감속 시간이 슬로싱에 미치는 영향을 수치해석적으로 연구하였다. 선행연구에서는 슬로싱의 1차 모드만을 고려하여 용기의 가감속 시간이 1차 고유 주기와 일치할 때 슬로싱이 상당히 억제됨을 보고한 바 있다. 반면 본 연구에서는 CFD 해석을 통해 슬로싱이 최소가 되는 가감속 시간을 찾고, 1차 모드 이외에 고차 모드를 함께 고려하여 이를 설명하였다. 또한, 질량과 스프링에 기반한 등가 모델을 이용한 해석을 수행하고 CFD 결과와 비교함으로써, 등가 모델의 정확성을 평가하였다.

Suppression of sloshing is essential to achieve fast transportation and stable maneuvering of tanks partially filled with liquid. In this study, numerical simulations are performed to investigate the effects of the acceleration magnitude and the acceleration duration of triangular velocity profiles on sloshing when a rectangular tank moves horizontally. We previously reported, based on only the first natural mode, that sloshing is significantly suppressed when the acceleration duration equals the first natural period of sloshing. On the other hand, the present CFD simulations find the best acceleration duration for minimum sloshing and explains the results considering higher modes as well as the first mode. We also perform the analysis using an equivalent model based on masses and springs, and evaluate its accuracy by comparing it with the CFD simulation results.

(게재일: 2017.05.01)
본 연구에서는 비정상조직(파라핀)을 가진 생체조직에 광을 조사하고 그에 따른 조직의 표면온도와 비정상조직 주위에서의 온도분포를 실험과 해석적 방법을 통해 분석하였다. 파라핀을 이용하여 비정상 조직을 모사한 후 조사하는 광의 파장과 시간을 변화시키면서 조직 주위에서의 온도를 K형 열전대를 사용하여 측정하였다. 또한 전산열전달 기법을 이용하여 해석적으로 조직에 대한 온도분포를 예측하였다. 정상조직과 비정상조직의 주위에서의 온도는 차이가 있었으며, 비정상조직이 있는 경우 표면과 조직 주위의 온도가 높게 나타났다.

In this study, the characteristics of the temperature generated by light irradiation, on the surface of a biological tissue with an abnormal tissue part (paraffin) and at the surroundings of the abnormal tissue were studied by numerical and experimental methods. The temperature in the tissue was solved using the computational heat transfer and was compared with the temperature measured with thermocouples. The effects of the light wavelength and the irradiation time on the temperature distribution were analyzed. As a result, the temperature distribution from the irradiation of light in the biological tissue was different when there was an abnormal tissue part. The temperature in the biological tissue with the abnormal tissue part was higher than in a normal tissue.

(게재일: 2017.05.01)
두 용액의 농도 차이를 이용하여 전기에너지를 생성하는 역전기투석 장치는 파리기후협약으로 인한 신재생에너지기술의 관심 증가와 높은 잠재적에너지량으로 인하여 활발한 연구가 진행되고 있는 분야이다. 상용화 관점에서 볼 때 역전기투석 장치의 출력 밀도를 최대화하는 것은 중요하며, 따라서 출력 밀도의 개선을 위한 다양한 방안이 논의되고 있다. 본 논문에서는 역전기투석 장치의 출력 개선 방법 중 유로 형상 변화에 초점을 맞췄다. 유로 형상 변수로서 종횡비, 개방비, 분배 및 배출 유로의 개수를 사용하였다. 결론적으로 유로의 종횡비는 감소하고 개방비와 분배 및 배출 유로의 개수가 증가할 때, 역전기투석 장치의 출력 밀도가 개선되는 것을 발견하였다.

Reverse electrodialysis (RED), which generates electrical energy from the difference in concentration of two solutions, has been actively studied owing to its high potential and the increased interest in renewable energy resulting from the Paris Agreement on climate change. For RED commercialization, its power density needs to be maximized, and therefore various methods have been discussed. In this paper, the power density was measured using various flow shapes based on the aspect ratio, opening ratio, and number of distribution channels. We found that the power density is enhanced with a decrease in the aspect ratio and an increase in the opening ratio and number of distribution channels.

(게재일: 2017.05.01)
본 연구는 해석적 접근이 용이한 실리콘 내 포논 평균자유행로(mean free path, MFP) 스펙트럼(spectrum) 열전도 특성 예측 모델을 제시했다. 해석이 용이한 포논 기체 운동론(kinetic theory)을 적용하기 위해, 나노구조물의 현상학적 접근으로 열전도에 관여하는 포논 모드(mode)들만 추출하고, 300 K의 실리콘에 대한 포논의 분산관계(dispersion relations) 및 분극(polarization) 효과가 고려된 포논의 주파수 변화에 따른 비열(specific heat)과 군속도(group velocity) 및 MFP 정보를 사용했다. 300 K의 실리콘 내 포논의 MFP 스펙트럼 열전도율 기여를 계산하고, 기존 실험결과 및 제1원리 기법 결과와 비교하여, 본 방법의 타당함을 보였다. 본 연구를 통해, 나노구조물 열전달 해석모델 개발 및 나노재료 열전달 특성 조정(tailoring) 전략 설계에 필요한 포논 MFP 스펙트럼 열전도 특성 정보를 해석이 용이한 방법으로 구할 수 있는 방법을 제공했다.

Knowing the mean free paths (MFPs) of thermal phonons is an essential step in performing heat transfer analysis for nanomaterials, and in determining the optimum design for tailoring the heat transfer characteristics of nanomaterials. In this study, we present a method that can be used to calculate accurately the phonon MFP spectra of nanostructures based on simple phonon kinetic theory. Here, the kinetic theory may be employed by extracting only the diffusive-transport part of the phonon spectrum (i.e., the MFPs are less than a thermal length). By considering phonon dispersion and polarization effects, the phonon MFP distributions of silicon at room temperature are calculated from phonon transport properties and the spectral MFP. Our results are validated by comparison with those of the first principle and MFP spectroscopy data.

(게재일: 2017.05.01)
부하변동과 외란에 따른 관류보일러 물-증기 계통의 동적 거동을 물리적 모델링 접근방법으로 모사하였다. 본 논문에서는 수관의 질량, 에너지와 운동량 방정식을 고려한 아임계 영역의 동적 모사를 보고한다. 500MWe 급의 절탄기, 증발기와 과열기로 이루어진 단순한 보일러 시스템을 가정하였고, 증발기 모델링은 참고문헌 데이터와 검증을 진행 하였다. 이 시스템에 대하여 외란에 따른 정량적 응답특성을 살펴보았다. 또한, 수연비(증기량과 연료의 유량비)가 설계조건과 크게 다른 탈 설계 운전 사례에 대한 보일러 시스템의 동적 응답평가를 진행 하였다. 그 결과를 통해 적절한 수연비의 제어와 재순환 시스템과 분무 감온기 설계의 중요성이 재확인 되었다.

The dynamics of a water-steam system in a once-through boiler was simulated based on the physics-based modeling approach, representing the system in response to large load change or scale disturbance simulations. The modeling considered the mass, energy conservation, and momentum equation in the water pipe and the focus was limited to the sub-critical pressure region. An evaporator tube modeling was validated against the reference data. A simplified boiler system consisting of economizer, evaporator, and superheater was constructed to match a 500 MW power boiler. The dynamic response of the system following a disturbance was discussed along with the quantitative response characteristics. The dynamic response of the boiler system was further evaluated by checking the case of an off-design point operation of the feedwater-to-fuel supply ratio. The results re-emphasized the significance of controlling the feedwater-to-fuel supply ratio and additional design requirements of the water-steam separator and spray attemperator.

(게재일: 2017.05.01)
충돌제트는 제트가 충돌하는 정체 영역에 매우 높은 열전달을 제공하기 때문에 다양한 분야에서 적용되고 있다. 그러나 제트가 벽면에 부딪친 후 벽면 제트에 의해 야기되는 충돌 챔버 내의 횡방향 유동은 여러 개의 제트로 구성된 배열제트인 경우 하류에 있는 제트 유동을 방해하거나 휘게 할 수 있으며, 이로 인해 배열 충돌제트의 냉각 성능은 감소하게 된다. 파형 구조는 하류 제트에서의 횡방향 유동영향을 줄이기 위해 인접한 충돌 제트 사이에 있는 파형 속에 사용된 냉각 공기를 유입시키는 역할을 하며, 이러한 파형 구조에서의 유동 및 열전달 특성에 대해 수치해석을 수행하였다. 3차원, 정상상태, 비압축성 유동으로 고려하고 해석하였으며 ANSYS-CFX 15.0 코드를 사용하였다. 파형 구조의 형상 변수가 배열 충돌제트의 횡방향 유동 억제에 미치는 영향을 제시하고 분석하였다.

Impingement jets have been applied in a wide variety of fields as they provide significantly high heat transfer on the impingement-jet stagnation zone. However, the crossflow in an impingement chamber developed by spent wall jets can disrupt and deflect the downstream jets in the array, leading to a decrease in the cooling performance of an array of impingement jets. A numerical analysis is made of the fluid flow and heat transfer characteristics in a corrugated structure that traps the spent air in the corrugations between impingement jets and reduces crossflow effects on downstream jets. All computations are performed by considering a three-dimensional, steady, and incompressible flow by using the ANSYS-CFX 15.0 code. The effects of the configuration parameters of the corrugated structure on crossflow reduction of the array of impingement jets are presented and discussed.

(게재일: 2017.05.01)
본 연구에서는 고온측과 저온측의 온도 예측을 위한 볼텍스 튜브 모델을 개발하였다. 볼텍스 튜브 모델은 시스템 식별 방법을 기반으로 개발하였으며, 개발된 볼텍스 튜브 모델은 ARX(Auto-Regressive with eXtra inputs)모델을 기반으로 하여 설계되었다. 본 연구에서 유도된 다항식 모델은 모델의 정확성을 확인하기 위해 실험데이터와 검증하였다. 또한, 유도된 모델은 안정성 검사 통과를 보여준다. 저온측 스로틀 밸브 각도를 변경하였을 때, 적절히 온도 분리가 이루어지는 것을 확인하였으며, 동적응답을 확인하기 위해 저온측 스로틀 밸브 각도를 변경 시켰을 경우, 볼텍스 튜브 모델의 온도가 적절히 분리 되는 것을 확인할 수 있다. 결론적으로, 개발된 볼텍스 튜브 모델을 저온측 스로틀 밸브 각도에 따라 온도 분리 예측이 가능하다는 것을 확인할 수 있다.

In this study, vortex tube system model is developed to predict the temperature of the hot and the cold sides. The vortex tube model is developed based on the system identification method, and the model utilized in this work to design the vortex tube is ARX type (Auto-Regressive with eXtra inputs). The derived polynomial model is validated against experimental data to verify the overall model accuracy. It is also shown that the derived model passes the stability test. It is confirmed that the derived model closely mimics the physical behavior of the vortex tube from both the static and dynamic numerical experiments by changing the angles of the low-temperature side throttle valve, clearly showing temperature separation. These results imply that the system identification based modeling can be a promising approach for the prediction of complex physical systems, including the vortex tube.

(게재일: 2017.05.01)
본 연구에서 원자력 발전용 비상노심냉각 장치인 안전주입탱크의 재충수 단계에 대한 유량에 대한 이론해석을 수행했다. 이론해석을 통해 재충수 단계 유동에 대한 이론 모형을 정립하고 재충수 단계에 대한 비선형 유량방정식을 구하고, 테일러 급수 전개법을 통해 근사유량방정식과 냉각수의 자유표면 높이변화와 유량변화를 예측할 수 있는 이론해들을 구했다. 기존연구에 나와 있는 실험과 비교하여 이론해의 유용성을 검증했다.

In this study, a theoretical analysis was performed to the flow of refilling stage in a safety injection tank, which is the core cooling system of nuclear power plant in an emergency. A theoretical model was proposed with a nonlinear governing equation defining on the flow of the refilling process of the coolant. Utilizing the Taylor-series expansion, the - order approximation flow equation was obtained, along with its analytic solution of closed type, which could predict accurately the variations of free surface height and flow rate of the coolant. The availability of theoretical result was confirmed by comparing with previous experimental results.

(게재일: 2017.10.01)
본 연구에서는 1900mm급의 춤이 깊은 콘크리트 채움 U형 메가 합성보의 합성보통모멘트골조에 대한 적용성을 검토하였다. 대형 합성보의 실물대 내진성능실험에 대한 현실적 제약으로 인하여 작은 규모의 실험체에 대해 수행된 기존 실험결과의 분석과 수치해석연구의 보완을 통해 연구를 수행하였다. 이러한 형태의 합성보는 부모멘트 작용시의 웨브국부좌굴이 가장 중요하므로 선행 실물대 실험결과로부터 웨브의 판폭두께비와 층간변형능력 사이의 관계를 분석하였다. 그 결과, 25mm 두께의 U형 강재단면을 지닌 1900mm급의 대형 합성보라 하더라도 층간변위각 2% 이후 웨브국부좌굴을 경험하고 3% 이후 최대변형에 도달하는 것으로 확인되었다. 이는 합성보통모멘트골조의 요구조건을 상회하는 것으로 AISC 기준에 따른 웨브 판폭두께비 제한이 본 연구의 U형 단면에는 보수적임을 시사하기도 한다. 유한요소해석을 통해서는 합성보의 휨성능 및 웨브국부좌굴에 대한 수평스티프너의 영향을 분석하였다. 대형 합성보는 스티프너 보강과 관련없이 부모멘트 방향으로 공칭소성모멘트 이상의 휨성능을 발휘하였으며, 스티프너를 보강할 경우에는 웨브국부좌굴이 상당히 지연되는 긍정적인 효과가 있었다. 이상의 실험결과 분석 및 해석연구에 의하면 1900mm급의 춤이 깊은 콘크리트 채움 U형 메가 합성보는 합성보통모멘트골조에 보수적으로 적용가능한 것으로 판단된다.

In this paper, the applicability of a 1900mm-deep concrete-filled U-shaped composite beam to composite ordinary moment frames (C-OMFs) was investigated based on existing test results from smaller-sized specimens and supplemental numerical studies since full-scale seismic testing of such a huge sized beam is practically impossible. The key issue was the web local buckling of concrete-filled U section under negative bending. Based on 13 existing test results compiled, the relationship between web slenderness and story drift capacity was obtained. From this relationship, a 1900mm-deep mega beam, fabricated with 25mm-thick plate was expected to experience the web local buckling at 2% story drift and eventually reach a story drift over 3%, thus much exceeding the requirements of C-OMFs. The limiting width to thickness ratio according to the 2010 AISC Specification was shown to be conservative for U section webs of this study. The test-validated supplemental nonlinear finite element analysis was also conducted to further investigate the effects of the horizontal stiffeners (used to tie two webs of a U section) on web local buckling and flexural strength. First, it is shown that the nominal plastic moment under negative bending can be developed without using the horizontal stiffeners, although the presence of the stiffeners can delay the occurrence of web local buckling and restrain its propagation. Considering all these, it is concluded that the 1900mm-deep concrete-filled U-shaped composite beam investigated can be conservatively applied to C-OMFs. Finally, some useful recommendations for the arrangement and design of the horizontal stiffeners are also recommended based on the numerical results.

(게재일: 2017.04.27)
주름웨브는 강구조물에서 세장해진 웨브의 대안으로 널리 사용되고 있으나 주름진 웨브와 플랜지 사이의 용접은 제작비용의 상승이라는 문제점을 안고 있다. 이러한 경제적인 문제점을 해결하기 위해, 엠보싱웨브를 가지는 보(이하, 엠보싱웨브 보)를 개발하게 되었다. 엠보싱웨브는 냉간프레스 가공에 의하여 형성되고, 웨브와 플랜지는 기계화자동용접에 의하여 접합된다. 엠보싱웨브 보의 구조적 성능을 확인하기 위해, 동일한 크기의 일반 H-형강 실험체도 제작되었고 가력실험이 수행되었다. 실험에 의하여 엠보싱웨브 보 실험체는 H-형강 실험체에 비하여 강도면에서 약 40%정도의 높은 성능을 보였다. 엠보싱웨브 보와 주름웨브 보의 형상은 다르지만, Eurocodes의 주름웨브보 설계식을 이용하여 엠보싱웨브 보의 내력을 예측한 결과 실험결과값과는 상이한 결과를 보였다. 따라서 기존 Eurocodes를 엠보싱웨브보에 적용하는 것은 무리가 있으므로 엠보싱웨브 보의 현장사용을 위해서는 적절한 설계식이 제안되어야 할 것으로 판단한다.

Steel beams with corrugated web have been widely used in the steel structures. However, it is challenging to weld the section between the corrugated web and the flange straight, which increases the cost of production. In order to solve this issue, steel beam with intaglio and embossed web (It is called an IEB) was invented. A web with embossment is produced by cold pressing and welded to flange by automatic welding machine. The loading tests were conducted to investigate the load-carrying capacity of IEB, and its test result was compared with that of H-shaped beam having a same size of flange and web. The test results of IEB series showed about 40% higher load capacities than H-shaped series. As a result of comparing the IEB specimen with Eurocodes for steel beams with corrugated web, all of specimens tested in this study did not meet the design value. Therefore, it is difficult to apply existing formula to IEB and new design formula should be presented for field application.

(게재일: 2017.12.27)
모듈러 건축물을 중고층화하기 위해 횡력저항시스템은 반드시 필요한 구조 요소로 10~20층 규모에서 콘크리트 코어는 가장 전형적인 횡력저항시스템으로 알려져 있다. 습식 공법인 콘크리트 코어 공사는 모듈의 오염과 파손 가능성으로 모듈 적층과의 동시 작업이 곤란하다. 이에 모듈 적층과 콘크리트 코어의 동시 시공이 가능한 복합 PC 패널 공법을 개발하였다. 복합 PC 패널은 일정 간격을 두고 웨브가 마주보는 한 쌍의 C형강을 콘크리트 벽체의 상부와 하부에 결합한 구조 부재로 볼트로 접합하여 적층하는 건식 공법으로 콘크리트 코어를 구축할 수 있다. 이 연구에서는 복합 PC 패널이 콘크리트 벽체와 동등한 성능을 갖도록 해석을 통해 상세 개선 과정을 제시하였다.

A lateral load resisting system is a necessary structural element for the mid- to high-rise modular buildings and concrete cores are known as the most typical lateral load resisting systems in 10- to 20-story modular buildings. It is difficult to construct a concrete core simultaneously with the installation and finishing work of modular units because concrete placed using wet methods might contaminate or destroy the modular unit. Therefore, we have developed a hybrid PC (precast concrete) panel construction method that can construct a concrete core together with the installation of modular units. The hybrid PC panel is a load-bearing element in which a pair of C-shaped beams are combined at the top and bottom of a concrete wall. Concrete cores can be constructed by dry method to connect the hybrid PC panels with bolts. In this study, the details and connection of hybrid PC panels are improved to have the lateral performance comparable to reinforced concrete structural walls and are verified through FE analysis.

(게재일: 2017.12.27)