• Title/Summary/Keyword: 경계조건효과

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Three-Dimensional Finite Difference Analysis of Anisotropic Body with Arbitrary Boundary Conditions (임의의 경계조건을 갖는 비등방성 탄성체의 3차원 유한차분 해석)

  • Lee, Sang Youl;Yhim, Sung Soon;Chang, Suk Yoon
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.12 no.3 s.46
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    • pp.303-315
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    • 2000
  • The main object of this study is to analyze mechanical behaviors as anisotropic three-dimensional body under various static loads. This paper presents the applicability of the finite difference method to three dimensional problem of anisotropic body. The finite difference method as applied here is generalized to anisotropic three-dimensional problem of elastic body where the governing differential equations of equilibrium of such bodies are expressed in terms of the displacement u, v, and w in the coordinates axes x, y and z, care being taken to modify the finite difference expressions to satisfy the appropriate boundary conditions. By adopting a new three dimensional finite difference modelling including elimination of pivotal difference points in the case of free boundary condition, the three dimensional problem of anisotropic body was successfully completed. Several numerical results show quick convergence and numerical validity of finite difference technique in three dimensional problem.

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Sound Generation Due to a Spinning Vortex Pair Near the Flat Wall (평면 벽 근처에서 회전하는 와류쌍에 의한 음향발생)

  • Koo Sam-Ok;Ryu Ki-Wahn;Lee Duck-Joo
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.2 no.1
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    • pp.37-45
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    • 1997
  • 벽면 근처에 가까이 위치하는 회전와류쌍을 음원으로 갖는 비정상 유동장에서 벽면이 음장에 미치는 효과를 알아보기 위해 이차원 음장 수치해석을 시도하였다. 비압축성 유동장에 대한 비정상 수력정보를 기반으로 오일러식에서 교란 압축성 소음항을 도출하였다. 원거리 자유 경계면은 비반사 경계조건을 이용하였으며, 벽면에서는 벽면 효과를 음향장에 고려하였다. 자유흐름장에 놓인 와류쌍이 대칭인 나선팔을 갖는 반면에, 벽면이 있는 경우엔 음파가 전달되는 경로를 따라 방향성이 존재함을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 벽면이 존재하는 경우에 비정상 수력정보를 이용하여 근거리와 원거리 음장을 동시에 수행할 수 있음을 알아내었다.

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Shear Thinning Effects on Engine Valve Train Contacts (엔진 밸브 트레인 접촉에서의 유막 감소 효과)

  • 장시열
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1998.04a
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    • pp.342-346
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    • 1998
  • 최근의 자동차엔진에서 사용되는 윤활유에는 여러 가지 첨가물이 사용된다. 특히 고분자량 폴리머계의 점도 지수 향상제를 윤활유의 원유에 첨가함으로써 온도 증가에 따른 점도 불안정성을 방지하는 다등급 윤활유 성격을 얻을 수 있다. 그러나 이러한 고분자량 폴리머계의 첨가물은 고온의 엔진 운전 조건에서 윤활유의 점도 안정성을 보장해줌에도 불구하고 엔진 부품들의 정상적인 운동 속도에서도($1-^6 S^{-1}$) 고 전단 변형율 속도로 인하여 유막 감소 효과를 발생 시킨다. 또한 이 첨가제들은 엔진 부품의 마찰 표면에 큰 전단 응력을 지닌 끈끈한 형태의 경계막을 형성한다. 고분자량 폴리머계의 점도 지수 향상제에 대한 예기치 못한 영향은 유막 감소 효과로 인하여 엔진 부품간의 마모를 증가 시키고 점도의 감소로 마찰을 감소 시키는 반면 경계막으로 인하여 고체면이 보호를 받는데 있다. 이러한 유막 형성의 물리적인 개념에 대하여 고체면의 끈끈한 경계막의 존재 효과와 두 경계막 사이에서 일어나는 유막 감소 효과를 표현할 수 있는 현실적인 해석의 필요성이 제기된다. 본 연구는 최근에 많이 쓰이고 있는 점도 향상제가 첨가된 윤활유가 자동차 밸브 트레인 시스템에서 유막 형성에 미치는 영향을 마찰 효율과 마모 방지의 입장에서 고찰하였다.

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Estimation of Maximum Inundation Zone due to Tsunamis with Moving Boundary (이동경계를 이용한 지진해일의 최대범람구역 추산)

  • 조용식;서승원
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.13 no.2
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    • pp.100-108
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    • 2001
  • Along the shoreline a special treatment is required to simulate movement of periodic waves such as tsunami and tide because of continuous movement of shoreline as waves rise and recede. A moving boundary treatment is first proposed to track the movement of shoreline in this study. The treatment is then employed to obtain a maximum inundation area to be used for mitigation of coastal flooding. The obtained maximum inundation zone for a specific location is compared to that of available observed data. A reasonable agreement is observed.

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Dynamic Response of a Beam Including the Mass Effect of the Moving Loads (이동 하중의 질량효과를 고려한 보의 동적응답)

  • 최교준;김용철
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.1
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    • pp.61-68
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    • 1991
  • The system such as railway bridge can be modelled as the restrained beam with intermediate supports. This kind of structures are subject to the moving load, which has a great effect on dynamic stresses and can cause sever motions, especially at high velocities. Therefore, to analyze the dynamic characteristics of the system due to the moving load is very important. In this paper, the governing equation of motion of a restrained beam subjected to the moving load is derived by using the Hamilton's principle. The orthogonal polynomial functions, which are trial functions and satisfying the geometric and dynamic boundary conditions, are obtained through simple procedure. The dynamic response of the system subjected to the moving loads is obtained by using the Galerkin's method and the numerical time integration technique. The numerical tests for various constraint, velocity and boundary conditions were preformed. Furthermore, the effects of mass of the moving load are studied in detail.

Heat Transfer on Supersonic Nozzle using Combined Boundary Layer Integral Method (수치해석 통합기법을 이용한 노즐 내열재 표면의 열전달 해석)

  • Bae, Ji-Yeul;Bae, Hyung Mo;Ryu, Jin;Ham, Heecheol;Cho, Hyung Hee
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.30 no.1
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    • pp.47-53
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    • 2017
  • A boundary layer integral combined with a 1-D isentropic core flow model has been successfully used to determine heat transfer rate on the surface of a supersonic nozzle. However its accuracy is affected by the core flow condition which is used as a boundary condition for the integral calculation. Because flow behavior near a nozzle throat deviates from 1-D isentropic condition due to 2-D flow turning and interaction between core flow and boundary layer, accuracy of heat transfer calculation decreases at a nozzle throat. Therefore, CFD is adopted to deduce improved core flow condition and increase accuracy of boundary layer integral at nozzle throat in this research. Euler model and SST $k-{\omega}$ model is solved by CFD code and used as a boundary condition for boundary layer integral. Developed code is tested in the supersonic nozzle from the previous research and improvement in accuracy is observed, especially at nozzle throat and diverging section of the nozzle. Error between experimental result and calculation result reduced by 16% when a calculation is made based on the SST $k-{\omega}$ model. Method developed in this research is expected to be used in thermal design of the rocket nozzle.

Experimental Investigations on the Occurrence of Inlet Pressure in Large Tilting Pad Journal Bearings (대형 틸팅패드 저어널베어링에서 선단압력 발생에 대한 실험적 연구)

  • 하현천;김경웅;김영춘;김호종
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1993.04a
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    • pp.32-38
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    • 1993
  • 최적의 회전기계 시스템을 설계하기 위해서는 시스템의 운전특성에 적합한 제어링이 선정$\cdot$설계되어져야 한다. 그러기 위해서는 회전 기계에 사용되는 베어링의 운전특성을 잘 예측하는 것이 무엇보다도 중요하다. 대형 틸팅패드 저어널베어링은 고속안정성 특성이 우수한 베어링으로서 터빈발전기 등 대형 고속 회전기계에 널리 사용되고 있다. 하지만, 틸팅패드 저어널베어링은 구조가 복잡하고 경계조건 선정이 까다로와서, 동 베어링에 대하여 여러 논문들이 발표되어 왔지만, 대부분의 결과들이 특정한 가정을 이용하여 정성적인 경향만 제시하고 있다. 다라서 대형 틸팅패드 저어널베어링의 보다 엄밀한 성능예측을 위해서는 실제 운전조건에 적합한 경계조건을 제시하기 위한 실험적 연구가 우선적으로 요구되고 있다. 본 실험 연구에서는 대형 틸팅패드 저어널베어링에서 선단압력 발생에 대하여 실험적으로 관찰함으로써 동 베어링의 성능에 미치는 선단압력의 효과와 압력 및 무부하측패드의 거동에 대한 경계조건을 실험적으로 제시하고자 한다.

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Vibration Analysis of Mindlin Plates Using Polynomials Having the Property of Timoshenko Beam Functions (Timoshenko보함수 성질을 갖는 다항식을 이용한 Mindlin판유추 구조계의 진동해석)

  • J.H. Chung;T.Y. Chung;K.C. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.29 no.1
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    • pp.158-172
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    • 1992
  • In ships and offshore structures, there are many local structures formed of thick plates and/or having the form of double wall panels. For the vibration analysis of such a kind of structures, Mindlin plate theory which includes the effects of shear deformation and rotary inertia is usually adopted. In this paper, the vibration and dynamic sensitivity analysis of Mindlin plates having the boundary conditions elastically restrained against rotation have been accomplished using the Rayleigh-Ritz method. Polynomials having the property of the Timoshenko beam functions are introduced and used as trial functions in the spatial representation of the deflection and rotations of cross sections in two directions of the plates. The results obtained by the introduced polynomials gave nearly the same numerical results as those by the Timoshenko beam functions with the remarkable reduction of computational efforts especially in the dynamic sensitivity analysis.

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Water-Level Fluctuation due to Groundwater-Surface Water Interaction in Coastal Aquifers (해안대수층에서 지하수-지표수 상호작용에 의한 지하수위 변화)

  • Kim Kue-Young;Lee Cheol-Woo;Kim Yongje;Kim Taehee;Woo Nam-Chil
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.9 no.4
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    • pp.32-41
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    • 2004
  • Analysis of water-level fluctuation due to goundwater-surface water interaction in coastal aquifers is carried out by numerical modeling. The conceptual model used in this study has a stream boundary and a tidal boundary that forms a right angle and the stream partially penetrates the aquifer. We analyzed the effect of each boundary and the simultaneous effect of the two boundary conditions. The area of influence caused by the stream boundary increased during the simulation, while the influence zone of the coastal boundary was relatively constant. The groundwater level near the zone where two boundaries meet may rise by the action of combined effect of the two boundaries or may not change by cancelling the effect of each boundary. Thereafter, care must be taken when hydraulic parameters are estimated using sinusoidal oscillations of hydraulic head in coastal aquifers. Sensitivity analysis is employed to develop insight into the controls on groundwater level fluctuations. In this study our analyses focused on the effect of conductance and the stream width to the aquifer nearby.

Study on Flood Mitigation Effect in Urban Stream Basin with Underground drain (지하방수로 설치에 따른 도시하천의 홍수저감효과 분석)

  • Hur, Sung-Chul;Lee, Jong-Tae;Kim, Hyo-Ki;Lim, Taek-Sun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.224-228
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    • 2007
  • 도시하천인 중랑천을 대상으로 EAP 수립을 위한 한 방안으로서 계획규모를 초과하는 200년 빈도(현재 설계빈도는 100년 빈도임) 홍수에 대하여 한강홍수위 변화에 따른 월류부 위치 (시경계, 당현천 합류점, 월계1교, 묵동천 합류점)와 방수로 설계조건인 횡월류부 폭(30, 50, 70 m), 월류고(계획, 위험, 경계홍수위) 및 하류단 경계조건(평수위, 100년 빈도, 200년 빈도)에 따른 하류부 수위 저감효과를 분석하는 기술적 판단 과정을 제시하였다. 부정류 해석을 통하여 각 조건에 따른 저감효과를 분석하였다. 방수로 설치위치에 따른 홍수위 저감효과는 동일규모 방수로일 때 시경계부근에 설치한 경우에서 가장 큰 효과를 나타내고 있어 최적의 지점으로 분석되었다. 또한, 가장 취약지구인 당현천 부근의 홍수위는 당현천 합류지점에 방수로를 설치한 경우에 가장 낮아지는 것으로 분석되었다. 횡월류부의 폭과 월류고에 따라 중하류부 일정구간에서 홍수위가 100년 빈도로 저감되는 효과를 나타내었으며, 월류부 폭 및 월류고가 클수록 그 영향이 크게 나타났으나, 한강의 배수위 영향구간인 묵동천 합류점 하류구간에서는 그 영향이 감소하였다. 또한, 전반적으로 한강홍수위 변화에 따라 하류부에서의 영향은 컸으나, 당현천 상류구간에는 그 영향이 작았다.

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