Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.11
no.2
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pp.262-270
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1987
A numerical method is presented which can solve the unsteady momentum and thermal boundary layers, coupled through the agency of buoyancy force, over a heated circular cylinder impulsively started from rest. By linearizing the nonlinear finite difference equations without sacrificing accuracy, numerical solutions are obtained at each time step without iteration. To get rid of the requirement of excessive number of grid points in the region of reversed flow, special form of transformed variables are used, by which the computational boundary layer thickness is maintained almost constant. These numerical properties enable the method to easily handle the region of reversed flow and how the singularity develops in the interior of the boundary layer. In order to investigated the thermal effects on the skin friction, heat flux, displacement thickness and on the separation, we have successfully solved three different cases of the buoyancy parameter .alpha.(Gr/Re$^{2}$).
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.21
no.1
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pp.13-20
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2008
Graded layers in which two different constituent particles are mixed are inserted into functionally graded material such that the volume fractions of constituent particles vary continuously and functionally over the entire material domain. The material properties of this dual-phase graded region, which is essential for the numerical analysis of the thermo-mechanical behavior of FGM, have been predicted by traditional homogenization methods. But, these methods are limited to predict the global equivalent material properties of FGMs because the detailed geometry information such as the particel shape and the dispersion structure is not considered. In this context, this study intends to investigate the characteristics of these homogenization methods through the finite element analysis utilizing the discrete micromechanics models of the graded layer, for various volume fractions and external loading conditions.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2011.02a
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pp.455-455
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2011
탄소나노튜브(CNT)는 우수한 전기적, 화학적, 기계적 특성으로 인해 전자기술 분야에 있어서 많은 응용이 가능한 나노소재로 각광을 받고 있으며, 실질적으로 CNT를 이용하여 트렌지스터, 전계방출원, 이차 전지 등으로의 응용연구가 진행되고 있다. 일반적으로 CNT 합성을 위해 전이금속의 촉매가 필요하며 또한 촉매가 나노입자로 형성이 되어야 CNT 합성이 가능하다. 기존에는 CNT 합성기판으로 실리콘 웨이퍼 위에 완충층(buffer layer)과 촉매층을 증착하여 사용하였다. 완충층은 촉매가 기판의 내부로 확산하는 것을 막아주며, 촉매의 나노입자 형성을 원활히 함으로 고효율 합성과 구조제어를 가능하게 한다. 그러나 사용되는 완충층은 알루미나 또는 실리콘 산화막과 같은 절연막이기 때문에 CNT 고유의 우수한 전기전도도를 그대로 이용할 수 없다는 문제가 있다. 그러므로 보다 폭넓은 응용을 위해서는, 완충층의 사용없이 전기전도도가 좋은 금속기판에서 CNT를 직접 합성시키는 것이 중요하며, 이때 적절한 크기의 촉매 나노입자를 형성시키기 위한 각종 표면처리법 등이 현재까지 연구되어 왔다. 본 연구에서는 Inconel 600 합금을 합성기판으로 하여 CNT의 고효율 합성에 대하여 연구하였다. 촉매의 나노입자 형성을 위하여 고온 산화처리 및 플라즈마 이온조사처리 등을 실시하였으며, CNT의 고효율 합성에 미치는 영향을 조사하였다. 결과로서, 두 종류의 전처리를 혼합하여 처리한 Inconel 600 기판에서 높은 밀도의 미세한 나노입자가 형성되었고, CNT의 고효율 합성까지 얻을 수 있었다. 이는 Inconel 600 고유의 표면산화특성 및 플라즈마 이온조사에 따른 표면구조 변화가 그 원인으로 사료된다. 발표에서는 고효율 합성결과 및 합성기전에 대하여 보다 자세히 토의하고자 한다.
Composites with various layer constructions involving the ratio of S/P were produced from wood strands(S) and particles(P) (Cryptomeria japonica D.Don) to measure various Young's moduli and anisotropy by ultrasonics. As a result, static Young's moduli of composites were almost same as dynamic Young's moduli obtained from natural frequency. However, these were smaller than those evaluated from ultrasonic wave propagation velocity. The differences between propagation velocity of the parallel(${\parallel}$) and perpendicular(${\bot}$) in-plane direction resulted in a tendency of anisotropy. The tendency of anisotropy was larger in three-layer constructions than in seven-layer constructions. The differences of strand surface layers showed larger values than those of particle surface layers. Also, composites with higher weight ratio of strand had a tendency to propagate rapidly in each direction. In contrast to these results, the propagation velocity in the thickness direction had a tendency to propagate rapidly in composites with particle surface layers and the lower weight ratio of strand.
Transactions of the KSME C: Technology and Education
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v.2
no.1
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pp.65-72
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2014
The purpose of this study is to design a heat insulator for reducing available energy loss in stratified thermal storage tank. Heat insulator is operated by buoyancy effect from density difference between hot and cold water without extra equipment. Analysis model using the Matlab Simulink was developed to estimate the internal temperature distribution in thermal storage tank and also used to select proper material and thickness of the heat insulator. Operational feasibility was confirmed through reduced scale experiment. As a result, heat insulator can effectively delay the formation of thermal boundary layer between hot and cold water. In reduced scale experiment, heat insulator can preserve additional 1540J of available energy. When applied to the real thermal storage tank, increase of 6% thermal storage efficiency can be expected.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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1992.04a
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pp.33-37
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1992
구조물과 기계부품에 부하를 주는 하중은 여러가지 종류가 있고, 이에 따르는 파괴의 형식도 여러가지가 있다. 그중에서도 연강압연용 로울러, 베어링 레일등은 집중 압축하중을 받는데 이들 부재의 파괴사고가 빈번히 일어나고 잇다. 압축에 의한 파괴 중 frectting, 피팅등과 같은 마모 현상은 두 재료의 표면이 서로 미끌어질때 일어나며, 이것이 공구나 기계부품의 성능과 수명을 저하시키는 주원인이 되며, 이러한 궁구나 기계 부품을 수리 또는 교환을 하기위한 인적, 경제적 손실은 막대하다. 본 연구에서는 금형등 공구의 마모편이 발생되는 마지막 과정인 크렉의 성장을 고찰하기 위하여 Sub-surface크랙 모델을 설정하여 2차원 유한요소 법으로 경계층 근방에 크랙이 존재하는 반무한 평면에 집중하중이 작용할때의 응력확대계수를 해설하였는데, 일반화된 해석법으로 혼합모드에서의 응력확대계수를 결정하였다.
Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2009.11a
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pp.51-51
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2009
Ni 기 초내열합금은 원자력 발전설비의 열교환기용 재료를 비롯한 발전용 가스터빈, 제트엔진, 화학공장용 튜브 및 파이프재료 등 우수한 고온 기계적 특성 및 고온 내식성을 요구하는 각종 부품재에 광범위하게 이용되고 있다. Al 확산침투처리는 Ni기 초내열합금에 Al 혼합분말을 이용하여 금속간합화물을 코팅함으로써 고온산화특성 향상에 효과적인 방법이다. 본 연구에서는 Al 확산침투처리를 통하여 Inconel 617 표면에 Aluminide 코팅층을 형성함으로써 고온 내산화특성을 향상시키고자 하였다. Al 확산침투처리는 Al :$Al_2O_3$ : $NH_4Cl$ = 15g : 83g : 2g(wt.%)의 비율의 혼합분말을 사용하여 $900^{\circ}C$에서 1 시간 동안 Ar 분위기에서 수행되었다. Al 확산침투처리 후 $950^{\circ}C$에서 1000 시간 동안 air 분위기에서 열화시험을 수행하였다. Al 확산침투처리 후 고온열화를 통해 고온산화특성을 평가였으며, 고온 열화에 의해 형성된 코팅층의 석출물과 계면상의 상분석을 수행하였다.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.17
no.6
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pp.580-588
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1992
Plasma-spraying was conducted to produced the microwave absorbing surface films on the alumi-num-alloy used for the fuselage to protect the aircraft against the RADAR detction. The surface films were produced by plasma-splaying the mecharucally mixed composite powders of the silicon carblde and Ni-Zn ferrite. This M /W absorbers were designed experimentally and fabricated trialty, as a result of which the rolative frequency bandwidth of 7.6 to 8.4% were obtained under the tolerance limits of the re-flection coefficients lower than -6dB(absorption ratio 75%), and the maximum absorption thickness becomes 0.5 to 0.5.imm, which Is much thinner than that of the conventional ones.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.38
no.8
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pp.857-862
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2014
The research on a thermal stress control layer (TSCL) begins to undertake to reduce residual stress and strain in the vicinity of the joined region between the hardfacing layer and the base part. The goal of this paper is to estimate the material combination and the thickness of TSCL for the Stellite21 hardfaced STD61 hot working tool steel via three-dimensional finite element analysis (FEA). TSCL is created by the combination of Stellite21 and STD61. The thickness of TSCL ranges from 0.5 mm to 1.5 mm. The influence of the material combination and the thickness of TSCL on temperature, thermal stress and thermal strain distributions of the hardfaced part have been investigated. The results of the investigation have been revealed that a proper material combination of TSCL is Stellite21 of 50 % and STD61 of 50 %, and its appropriate thickness is 1.0 mm.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.16
no.5
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pp.838-848
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1992
The objective of the study is to provide a theoretical tools for analyzing the fracture of leyered composites with a center crack. It is assumed that the composite is composed of successive accumulation of the fiber layer and resin layer with the fiber layer being perfectly bonded to the resin layer except the region of a center crack. In-plane shear loading (Mode II) and the anti-plane shear loading (Mode III) are considered separately. Boundary value problems are formulated by using a plane theory of elasticity and governing equations are reduced to a Fredholm integral equation of a second kind. The equation is solved numerically and the stress intensity factors are obtained. The normalized Mode II and Mode III stress intensity factors are evaluated for various combinations of material properties and for various geometrical parametes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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