A level set based topological shape optimization method for nonlinear structure considering hyper-elastic problems is developed. To relieve significant convergence difficulty in topology optimization of nonlinear structure due to inaccurate tangent stiffness which comes from material penalization of whole domain, explicit boundary for exact tangent stiffness is used by taking advantage of level set function for arbitrary boundary shape. For given arbitrary boundary which is represented by level set function, a Delaunay triangulation scheme is used for current structure discretization instead of using implicit fixed grid. The required velocity field in the actual domain to update the level set equation is determined from the descent direction of Lagrangian derived from optimality conditions. The velocity field outside the actual domain is determined through a velocity extension scheme based on the method suggested by Adalsteinsson and Sethian(1999). The topological derivatives are incorporated into the level set based framework to enable to create holes whenever and wherever necessary during the optimization.

A topology optimization method for phononic crystals is developed for the design of sound barriers, using the level set approach. Given a frequency and an incident wave to the phononic crystals, an optimal shape of periodic inclusions is found by minimizing the norm of transmittance. In a sound field including scattering bodies, an acoustic wave can be refracted on the obstacle boundaries, which enables to control acoustic performance by taking the shape of inclusions as the design variables. In this research, we consider a layered structure which is composed of inclusions arranged periodically in horizontal direction while finite inclusions are distributed in vertical direction. Due to the periodicity of inclusions, a unit cell can be considered to analyze the wave propagation together with proper boundary conditions which are imposed on the left and right edges of the unit cell using the Bloch theorem. The boundary conditions for the lower and the upper boundaries of unit cell are described by impedance matrices, which represent the transmission of waves between the layered structure and the semi-infinite external media. A level set method is employed to describe the topology and the shape of inclusions. In the level set method, the initial domain is kept fixed and its boundary is represented by an implicit moving boundary embedded in the level set function, which facilitates to handle complicated topological shape changes. Through several numerical examples, the applicability of the proposed method is demonstrated.

Finite element analysis is to approximate a geometry model developed in computer-aided design(CAD) to a finite element model, thus the conventional shape design sensitivity analysis and optimization using the finite element method have some difficulties in the parameterization of geometry. However, isogeometric analysis is to build a geometry model and directly use the functions describing the geometry in analysis. Therefore, the geometric properties can be embedded in the NURBS basis functions and control points so that it has potential capability to overcome the aforementioned difficulties. In this study, the isogeometric structural analysis and shape design sensitivity analysis in the generalized curvilinear coordinate(GCC) systems are discussed for the curved geometry. Representing the higher order geometric information, such as normal, tangent and curvature, yields the isogeometric approach to be the best way for generating exact GCC systems from a given CAD geometry. The developed GCC isogeometric structural analysis and shape design sensitivity analysis are verified to show better accuracy and faster convergency by comparing with the results obtained from the conventional isogeometric method.

The researches related to active control systems utilizing superelastic shape memory alloys (SMA) have been recently conducted to reduce critical damage due to lateral deformation after severe earthquakes. Although Superelastic SMAs undergo considerable inelastic deformation, they can return to original conditions without heat treatment only after stress removal. We can expect the mitigation of residual deformation owing to inherent recentering characteristics when these smart materials are installed at the part where large deformation is likely to occur. Therefore, the primary purpose of this research is to develop concentrically braced frames (CBFs) with superelastic SMA bracing systems and to evaluate the seismic performance of such frame structures. In order to investigate the inter-story drift response of CBF structures, 3- and 6-story buildings were design according to current design specifications, and then nonlinear time-history analyses were performed on numerical 2D frame models. Based on the numerical analysis results, it can be comparatively verified that the CBFs with superelastic SMA bracing systems have more structural advantages in terms of energy dissipation and recentering behavior than those with conventional steel bracing systems.

has the characteristic is controlling the inhibition or promotion of particle growth by adsorbing onto specific facets of platinum nanoparticles. Therefore, in this study, was added to control the shape of platinum nanoparticles during the liquid phase reduction process. Consequently, platinum cubes were synthesized when of 1.1 mol% (with respect to the Pt concentration) was added into the solution. Platinum octahedrons were synthesized when 32 mol% (with respect to the Pt concentration) was added into the solution. These results demonstrate that the metal salt , effectively controlled the relative growth rates of each facet of Pt nano particles.

형상기억합금의 복원력 및 복원량은 열 하중 및 기계적 하중으로 인한 마르텐사이트 상에서 오스테나이트 상으로의 상 변이에 의한 상변형률 발생에 기인한다. 복원력 및 복원량은 초기 형상 및 하중 부여 방식에 따라 차이가 발생하는데 적절 한 설계 전략없이 상변형률에만 의지한 경우 큰 복원력은 발생할 수 있어도 큰 복원량을 기대하기는 어렵다. 이는 형상기 억합금의 큰 복원력과 작은 복원량 간의 비대칭성에 기인하며 형상기억합금의 효율적인 이용에 걸림돌이 된다. 본 연구에 서는 형상기억합금의 상변이로 발생하는 복원량을 극대화하는 방안으로 형상기억합금 선이 이중으로 감겨있는 이중 나선 구조 형상기억합금 스프링을 제안한다. 그리고 열 하중에 의해 발생하는 복원량을 예측하고 단일 나선 구조 형상기억합금 스프링과 비교 분석하여 이중 나선 구조 형상기억합금 스프링이 단일 나선 구조 형상기억합금 스프링보다 성능 비대칭성 을 보다 완화시킬 뿐만 아니라 복원력 대비보다 큰 복원량을 가짐을 보였다.

목 적: 수면중 Orthokeratology(OK) lens 착용이 각막 수평의 이측, 비측 경선의 형태 변화에 미치는 영향을 14일 동안 관찰하였다. 방법: 중등도 이하의 근시 이면서 각막난시가 적은 18명(19~32세)의 성인 그룹은 OK lens(BE; Capricornia Contact Lens Pty Ltd, Queensland, Australia)를 14일 동안 취침 중에만 착용하였으며, 또 다른 약도의 각막난시를 가지는 10명(19~32세)의 성인 그룹은 하루 밤 동안 J-Contour conventional RGP lens(Capricornia Contact Lens Pty Ltd)를 우안에만 착용하고 취침 하였다. 각막 전면의 지형 data는 Medmont E-300 topographer Version 3.9.8(Medmont Pty Ltd, Camberwell, Victoria, Australia)를 이용하여 측정 하였으며, OK lens 착용 그룹은 lens 착용 전날 기상 후 8~10시간이 경과한 후 lens 착용 후 1, 4, 7, 14일째 되는 날에는 기상 후 lens를 제거하고 8~10시간이 경과한 후 측정하였으며 RGP lens 착용그룹은 lens 착용 전날은 기상 후 8~10시간이 경과한 후 그리고 하루 밤 동안 lens를 착용한 후 아침에 lens를 제거하고 8~10시간이 지난 후 측정하였다. 각막 전면의 이측, 비측 경선의 형태는 Medmont E-300 topographer로 측정된 data를 이용하여 Interactive Data Language(IDL)computer program(student version 5.0; Research Systems, Inc, USA)을 사용하여 계산하였다. 결과: 근시는 OK lens 착용 전 S-2.64±0.99 D(mean±SD)이였으나 lens 착용 14일 경과 후 S-0.39± 0.49 D로 감소하였으며, OK lens 그룹에서는 통계적으로 유의한 각막 정점곡률의 증가와 asphericity가 증가하는 결과를 보였으며, 이러한 변화는 비측에서는 렌즈 착용 후 4일째 되는 날 처음으로 통계적으로 유의하였으나, 이측에서는 렌즈 착용 후 1일째 되는 날 통계적으로 유의하였다. 결 론: 근시교정용 OK lens는 각막의 이측을 비측보다 먼저 변형시킨다.

5MW급 풍력발전용 기어박스의 효율적인 구조해석과 근사모델을 생성하여 경량화를 위한 형상 최적설계를 수행하였다. 풍력발전용 기어박스의 구조는 기어 트레인, 축, 베어링, 하우징과 같이 복잡한 구성요소로 이루어져 있어 구조해석에 많은 요소 수를 요구하고 있다. 본 연구에서는 헬리컬 기어의 치강성 계수를 고려한 효과적인 기어박스의 구조해석 모델을 생성 하였다. 치강성 계수를 사용한 유성 기어열은 상대적으로 적은 요소 수와 해석시간으로도 전체 기어박스 시스템의 구조해 석과 형상 최적화를 가능케 한다. 치강성을 이용한 단순화된 해석모델과 근사모델을 적용하여 하우징 무게에 영향이 큰 부 위의 두께를 설계변수로 설정하여 케이스 최적설계안을 도출하였으며, 최적설계를 위해 사용된 근사모델의 신뢰성과 최적 기어박스 하우징 형상의 수치해석을 통해 타당성을 검증하였다.

Self-piercing riveting(SPR) is a sheet joining method that can be used for materials which are difficult or unsuitable to weld, such as aluminum alloy and different steel sheet metals. No pre-drilled hole is needed for SPR; the rivets are pushed directly into the sheets clamped together between a blank holder and a die in a press tool. In this paper, self-piercing rivet and anvil were designed for four joining conditions with dissimilar sheet metals. SPR was simulated by using commercial FEM code DEFORM-2D. In simulation of SPR process, various strengths of self-piercing rivet were considered. The mechanical properties could be determined by tensile test for quenched rivets and sheet metals. The designs of rivet and anvil were modified by comparisons of simulated results.

The Composite structures such as CFT(Concrete Filled Steel Tube) have many advantages compared to the H shape columns, concrete columns. But, CFT columns were reinforced difficult which was members with closed section. When beams size were different around the columns in buildings of various form, the construction was complex that diaphragm was overlapped or inclined. In this study, structural performance comparison of horizontal diaphragm and vertical plates was conducted.

본 연구는 섬강 수계 하천에서 하천의 형태복잡도와 부착규조류 군집 분포와의 관계를 자연지리, 토지이용도, 수리, 수질요인들과의 관계를 통해 분석하였다. 하천의 형태복잡도는 하천의 입지(고도)와 하폭 그리고 주변의 토지이용도와 밀접한 관계를 나타냈으며, 동시에 하천의 수질과도 유의한 관계를 보여주었다. 즉, 형태복잡도가 높 은 하천은 숲과 농경지의 이용도가 높았으며, 반면 형태 복잡도가 낮은 하천에서는 도시 이용도가 높게 나타났다. 한편, 형태복잡도가 높을수록 하천의 영양염의 농도가 낮 은 결과를 나타냈다. 섬강 수계에서 출현한 부착규조는 총 145 분류군(2목 3아목 8과 26속 125종 15변종 2품종 3아종)이 출현하였다. 하천의 형태복잡도 차이에 관계없 하천 형태복잡도와 부착규조류 군집 분포 119 이 부착규조류 군집의 종조성과 우점종의 차이는 크지 않 았으나 밀도와 지표종의 차이는 뚜렷하게 나타났다. 부착 규조류 지표종은 낮은 형태복잡도를 가진 지점들에서 호 오탁성종의 상대밀도가 높았던 반면, 복잡도가 높은 지점 들에서는 호청수성종의 종수와 상대밀도가 더욱 높았다. 부착규조류 생물지수(TDI, DAIpo)를 이용해 생물학적 수 질을 평가한 결과 형태복잡도가 낮은 지점들에서의 수질 이 상대적으로 불량하게 나타났다. 특히, BOD, TP, PO4-P 농도는 DAIpo와 높은 상관관계를 나타냈다. 결론적으로, 섬강 수계 하천의 형태복잡도는 부착조류 군집의 분포와 밀접한 관계를 보여주었으며, 보다 직접적으로 이들의 관 계는 형태복잡도의 차이를 결정짓는 주변 토지이용의 형 태가 하천수질에 영향을 미쳐 나타난 것으로 이해되었다.

본 연구에서는 하부박스형상을 변화시킨 단일 박스거더단면에 대하여 변장비 1:51:10의 범위에서 풍동실험을 통하여 동적응답특성을 고찰하였다. 거더의 단면형상변화는 직사각형 1종류와 사다리꼴 단면 2종류를 선정하였다. 실험결과를 정리하면, 와류진동의 경우, 변장비 1:5에서는 전반적으로 직사각형거더에 비하여 사다리꼴 거더단면의 연직 및 비틀림 최대진폭이 감소하는 경향을 알 수 있으며 1:7.5의 경우는 미소하나마 직사각형단면의 와류진동응답이 사다리꼴 단면에 비하여 안정적인 응답을 보였다. 갤로핑은 변장비 1:5단면중에서 사다리꼴 단면(B050-1단면)의 (+)영각 범위에서만 발생하였고 그 이외의 모든 단면에서는 발생하지 않았다. 비틀림 플러터는 1:5 및 1:10단면 의 (+)영각범위에서 발생하였고 단면형상변화에 따른 한계풍속의 변화는 두드러지지 않았다. 또, 변장비 증가에 따라 와류진동의 발생은 (+)영각범위로 제한되고 최대진폭도 감소하는 추세를 보였으며 발산진동의 한계풍속도 증가하는 경향을 보였다. 하부박스거더의 형상변화에 따른 응답변화는 변장비가 증가할수록 그 차이가 작아지는 경향을 보였다.

The effect of oxygen on the shape memory characteristics in Ti-18Nb-6Zr-XO (X = 0-1.5 at%) biomedical alloys was investigated by tensile tests. The alloys were fabricated by an arc melting method at Ar atmosphere. The ingots were cold-rolled to 0.45 mm with a reduction up to 95% in thickness. After severe cold-rolling, the plate was solution-treated at 1173 K for 1.8 ks. The fracture stress of the solution-treated specimens increased from 450 Mpa to 880 MPa with an increasing oxygen content up to 1.5%. The fracture stress increased by 287MPa with 1 at% increase of oxygen content. The critical stress for slip increased from 430 MPa to 695 MPa with an increasing oxygen content up to 1.5 at%. The maximum recovery strain of 4.1% was obtained in the Ti-18Nb-6Zr-0.5O (at%) alloy. The martensitic transformation temperature decreased by 140 K with a 1.0 at% increase in O content, which is lower than that of Ti-22Nb-(0-2.0)O (at%) by 20 K. This may have been caused by the effect of the addition of Zr. This study confirmed that addition of oxygen to the Ti-Nb-Zr alloy increases the critical stress for slip due to solid solution hardening without being detrimental to the maximum recovery strain.

Breakwater is one of the most important coastal structure in port. The principal function of a breakwater is obviously to prevent the penetration of incident waves into a harbor. Wave transmission effected by the shape of breakwater and many research carried out using numerical modeling, However hydraulic model experiment is rarely performed. Therefore in this study, hydraulic model experiment carried out to investigate wave height distribution characteristics by shape of breakwater head.

본 연구에서는 morphogenesis 기법의 L-system 모델을 사용하여 대공간 구조물의 형태 생성 방안을 제공하고자 한다. 이와 같은 L-system 모델은 일반적으로 식물의 성장 과정을 시각화하기 위해 적용되어 왔으나 본 연구는 이를 건축 분야에 적용하기 위한 프로세스가 제안된다. L-system 모텔은 크게 문자열 생성 단계와 문자열 분석 단계로 구성되어 있다. 문자열 생성 단계에서는 초기문자열로부터 최종 문자열을 생생하며, 문자열을 생성하기 위해서는 alphabet, axiom 및 rule에 대한 정의가 필요하다. 또한 문자열 해석 단계에서는 문자열의 의미 부여에 따라 다양하게 해석될 수 있다. 특히 다양한 적용 예제를 통해 대공간 구조물의 형태 생성 모델을 구현한다.

In order to find better performance of heat sink, in this research, different cases were analysed by changing number of slots and shape of fins. Round shape fins which have wide surface showed 24% better heat transfer rate than vertical fins. There were not big discrepancies between 1 slot and 2 slots fins. Consequently, for better performance of heat sink, developments for widening surface and better material for high heat transfer rate are needed.

This study aimed to find the differences in weight control status and eating behavior of satisfied and dissatisfied female high school students regarding their own body shape. The participants consisted of 238 students at two female high schools in Nonsan-si, Chungnam-do in May of 2008. Self-assessment evaluated present body shape and ideal body shape they would like to have by providing silhouette drawings. The subjects were divided into two groups, 'satisfied' and 'dissatisfied', according to the differences between present body shape and ideal body shape. In the distribution of subjects according to body mass index, 100% of overweight, 97.0% of normal weight and 48.7% of underweight belonged to the dissatisfied group. There were significant differences in weight control and eating behavior between dissatisfied and satisfied groups in terms of frequency and reasons of conducting weight control behavior, body weight return after weight reduction, skipping breakfast and consuming fast food. The satisfied group was two times more likely to not conduct weight control behaviors compared to the dissatisfied group. The main reason for trying to control weight differed according to the group; the reason was feeling fat in the dissatisfied group and desiring to be healthy in the satisfied group. The percentage of subjects that returned to their original weights after weight reduction was 5 times higher in the dissatisfied group. The percentages of subjects that regularly skip breakfast and consume fast food were both higher in the dissatisfied group than in the satisfied group. The dissatisfied group responded 'eating alone' more frequently among nine binge eating behaviors compared to the satisfied group. Both groups, however, did not show any difference in overeating of meals, eating speed, intake frequency of regular meals, food preference, preferred cooking method, carbonated beverage intake and snack eating behavior. In summary, the dissatisfied group tried more unnecessary body weight reduction and had poor eating behavior. Accordingly, to correct the biased perception of body shape by the majority of female high school students, the values of our society should change toward the pursuit of beauty of health.

표면조도에 의해 발생하는 난류유동은 공학적, 물리적 분야에서 매우 중요하게 다루어지고 있다. 표면조도는 선박에서도 설계, 용접, 도장 등 각각의 단계에서 다양한 측면으로 고려되어야 할 중요한 요소이다. 본 연구는 표면조도 형상을 일반화하여 PIV기법을 적용하여 수조실험을 수행하였다. 표면조도 조건은 거칠기 형상의 간격에 대해 변화를 주었으며, 실험유속은 Re = 1.1×104, Re = 2.0×104, Re = 2.9×104 에서 시간평균에 대한 난류강도를 알아보았다. 거칠기 계수 증가에 따라 표면 거칠기 형상 근처에서 발생한 난류성분에 의해 난류강도는 강하게 나타났으며, 자유흐름 영역으로 갈수록 유동 방향의 변동이 전혀 없는 흐름이 나타났다. 실험유속 조건 변화에 대한 난류강도의 편차는 크게 영향을 받지 않았다.