PURPOSES: In this study, a numerical parametric study was performed to evaluate the effect of angular velocity and weight of wheel, and density of road-bed particles on corrugation development. METHODS : Discrete element method coupled with rigid body dynamics was applied to simulate a wheel-running circular table with variations in independent parameters, such as wheel angular velocity, wheel weight, and particle density. The position profiles for travel distance from origin were compared and analyzed to confirm if the trend from numerical analysis agrees with the analytical solution. RESULTS: The angular velocity of the wheel exhibits a clear inverse relationship with the development of corrugation even though the weight of wheel does not demonstrate clear trends for both long-wave and short-wave corrugation. The density of road-bed particles is observed to have clear proportional effect on corrugation development. The movement of corrugation to the running direction, which was observed in previous research, is also observed for various conditions. CONCLUSIONS : The parametric study using discrete element method with rigid body dynamics clearly exhibits good agreement with analytical solution for initiation of corrugation. The coupled method is confirmed to supply additional information that cannot be delivered by analytical solution only.

PURPOSES : In this research, the initiation and development of corrugation on a gravel road with certain wheel and boundary conditions were evaluated using a coupled discrete-element method (DEM) with multibody dynamics (MBD). METHODS: In this study, 665,534 particles with a 4-mm diameter were generated and compacted to build a circular roadbed track, with a depth and width of 42 mm and 50 mm, respectively. A single wheel with a 100-mm diameter, 40-mm width, and 0.157-kg mass was considered for the track. The single wheel was set to run slowly on the track with a speed of 2.5 rad/s so that the corrugation was gradually initiated and developed without losing contact between the wheel and the roadbed. Then, the shape of the track surface was monitored, and the movement of the particles in the roadbed was tracked at certain wheel-pass numbers to evaluate the overall corrugation initiation and development mechanism. RESULTS : Two types of corrugation, long wave-length and short wave-length, were observed in the circular track. It seems that the long wave-length corrugation was developed by the longitudinal movement of surface particles in the entire track, while the short wave-length corrugation was developed by shear deformation in a local section. Properties such as particle coefficients, track bulk density, and wheel mass, have significant effects on the initiation and development of long-wave corrugation. CONCLUSIONS : It was concluded that the coupled numerical method applied in this research could be effectively used to simulate the corrugation of a gravel road and to understand the mechanism that initiates and develops corrugation. To derive a comprehensive conclusion for the corrugation development under various conditions, the driver’s acceleration and deceleration with various particle gradations and wheelconfiguration models should be considered in the simulation.

골재 도로에서의 콜루게이션은 골재 도로의 주요한 파손 형태일 뿐만 아니라 교통량이 집중되는 구간에서의 아스팔트 콘크리트 포장의 러팅(rutting) 및 시멘트 콘크리트 포장에서의 국지적 줄눈부 파손의 발생 및 진전과도 역학적 연관성이 높다. 또한 콜루게이션의 발생을 설명하는데 활용되는 차륜과 지반의 상호작용은 사막을 포함한 극한지 탐사차량의 주행성이나 견인력 문제와도 관련성이 매우 높기 때문에, 콜루게이션의 발생과 진전 원인을 역학적으로 규명하는 것은 매우 중요한 의미를 갖는다고 할 수 있다. 본 연구에서는 골재 도로에서의 콜루게이션 발생 및 진전을 설명하기 위하여 기존의 연구에서 실험적이거나 이론적으로 설정한 가설에 대하여, 이산요소법(discrete element method, DEM)과 다물체동역학(multibody dynamics, MBD)을 조합한 수치해석기법을 통하여 검증할 수 있는 지를 확인하고자 하였다. 이를 위하여 원형 트랙을 일정한 각속도로 회전하는 단일 차륜과 해당 차륜과 상호작용하는 토질 입자를 각각 MBD와 DEM으로 모사하였으며, 가장 단순한 조건에서 전형적인 콜루게이션의 발생을 기존의 가설 및 실내 실험과 유사한 방법으로 설명할 수 있는지를 확인하였다. 이에 따른 결론은 다음과 같으며, 원형 트랙에서의 프로파일과 표면 입자의 흐름은 각각 Fig. 1과 Fig. 2에 나타나 있다. ⦁주어진 원형 트랙에서 발생된 콜루게이션은 긴 파장과 짧은 파장의 콜루게이션으로 구분될 수 있다. ⦁긴 파장의 콜루게이션은 지반의 초기 밀도 조건이나 차륜의 운동 조건에 의하여 발생의 경향이 결정될 가능성이 매우 높은 것을 확인하였다. ⦁원형 트랙에서 긴 파장의 콜루게이션은 전단변형과 같이 부피가 변화하지 않는 형태의 변형이 아닌, 상부층 중심 입자의 주행방향 이동이 주요 원인인 것으로 확인되었다. ⦁또한 긴 파장의 콜루게이션은 50회 또는 100회 이하의 초기 차륜통과 조건에서 대부분 발달하며, 이후에는 느린 속력으로 주행방향을 따라 전체적으로 회전하는 경향을 나타내는 것으로 확인되었다. ⦁짧은 파장의 콜루게이션은 긴 파장의 콜루게이션에 비하여 상대적으로 느리게 발달하며, 차륜의 통과 횟수가 증가함에 따라서 선명해지는 경향을 나타내었다. ⦁모사 결과를 바탕으로 짧은 파장의 콜루게이션은 부피가 크게 변화하지 않는 국지적 지반의 밀도 변화, 즉 전단변형이 주요한 원인으로 추정될 수 있다.

In this study, we have investigated highly efficient nanoscale surface corrugated light emitting diodes (LEDs) for the enhancement of light extraction efficiency (LEE) of nitride semiconductor LEDs. Nanoscale indium tin oxide (ITO) surface corrugations are fabricated by using the conformal nanoimprint technique; it was possible to observe an enhancement of LEE for the ITO surface corrugated LEDs. By incorporating this novel method, we determined that the total output power of the surface corrugated LEDs were enhanced by 45.6% for patterned sapphire substrate LEDs and by 41.9% for flat c-plane substrate LEDs. The enhancement of LEE through nanoscale surface corrugations was studied using 3-dimensional Finite Different Time Domain (FDTD) calculation. From the FDTD calculations, we were able to separate the light extraction from the top and bottom sides of device. This process revealed that light extraction from the top and bottom sides of a device strongly depends on the substrate and the surface corrugation. We found that enhanced LEE could be understood through the mechanism of enhanced light transmission due to refractive index matching and the increase of light scattering from the corrugated surface. LEE calculations for the encapsulated LEDs devices also revealed that low LEE enhancement is expected after encapsulation due to the reduction of the refractive index contrast.

본 연구는 일정한 실험조건 하에서 골심지 시료에 따른 골 성형 실험을 행하여 골심지에 의한 하이로골의 발생과 골판지상자의 압축강도의 관계에 대하여 조사하였다. 골판지의 골 높이가 낮은 골(low corrugation)의 비율이 많은 골심지 그레이드는 장력 변동의 저항에도 약하며 골심지의 이탈력에 의한 강탈(stealing)이 일어나기 쉽고, 결과적으로 낮은 골 비율이 높아졌으며, 골심지 두께 편차가 큰 골심지는 골 성형 시에 슬립현상을 발생하기 쉽기 때문에 불규칙한 골을 연속 형성하는 경향이 있었다. 또한 골심지의 그레이드에 따른 하이로골 분포비율의 실험결과 일반적 경향으로는 그레이드가 높은 골심지일수록 낮은 골 비율이 적었다. 골 성형된 골판지 시트의 두께의 경우는 원지 평량과의 상관성은 적고 골심지 두께와 상관하며(y = 3.9732x+4.2712, R2 = 0.8142), 골심지의 밀도에 역상관한다(y = -3.1213x+6.8736, R2 = 0.9919). 하이로골 중에서 낮은 골 분포를 크게 나타낸 골심지 재료의 골판지로 만든 골판지상자의 압축강도가 현저히 낮고 골심지 시료의 그레이드에 따라 13%의 차이가 있었으며 압축강도의 편차도 골심지의 시료에 따라 21%로 크며, 골심지 골은 원지의 두께 및 밀도 등 물리적 특성치의 변동과 관계한다.

본 연구는 정현형 주름과 마름모형 주름 형상의 전단좌굴 특성을 비교, 분석하는 것이 목적이다. 이를 위해서 동일한 길이의 마름모꼴주름과 정현파주름을 해석대상모델로 채택하였으며, 선형좌굴해석을 통한 전단좌굴특성과 이론식에 의한 특성을 분석하였다. 일반적으로 주름강판의 전단좌굴 형태는 국부좌굴, 전체좌굴 및 두 좌굴에 의한 연성좌굴로 분류된다. 그러나 마름모꼴주름과는 달리 정현파주름형상은 평평한 면이 없기 때문에 전단좌굴의 양상에 대한 경향이 달라진다. 특히 국부좌굴과 전체좌굴의 경계에서 나타나는 전단응력변화와 양상은 주름형태에 의해 차이가 난다. 분석 결과에서 볼 때, 제형 (마름모꼴)의 경우는 이론식내의 전체좌굴과 국부좌굴의 경계에서 연성좌굴모드가 발생했다. 그러나 정현파형의 경우 전체좌굴이 발생하는 구간에서 연성좌굴모드가 발생하는 양상을 보였다. 또한 국부좌굴 구간에는 제형형상이 그리고 전체좌굴 구간에서는 정현파형상이 전단좌굴에 저항하는데 유리하게 작용하였다.

This study analyze the buckling characteristics of trapezoidal and sinusoidal corrugation shapes with same weight. To do this, analyze the shear buckling characteristics through linear buckling analysis and on its theory.