• 제목/요약/키워드: 부분공동해석

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저소음 프로펠러 설계를 위한 부분공동 유동의 점성 및 비점성 수치해석 비교 연구 (Comparative Study on Viscous and Inviscid Analysis of Partial Cavitating Flow for Low Noise Propeller Design)

  • 김지혜;안병권;박철수;김건도
    • 한국음향학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.358-365
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    • 2014
  • 선박용 프로펠러가 수중에서 빠른 속도로 회전할 때, 날개 표면의 국부적인 압력이 낮아짐에 따라 불가피하게 여러 형태의 공동이 발생한다. 이러한 공동현상은 근본적으로 날개 단면의 기하학적 형상 특성과 수동력학적 운용조건에 의해 결정되며, 결과적으로 선박 프로펠러에서 유기되는 수중방사소음은 공동의 발생특성과 직결된다고 할 수 있다. 따라서 저소음 프로펠러 설계를 위해서는 날개 단면의 형상에 따라 발생하는 공동과 그에 따른 소음특성을 이론 및 실험을 통해 정량적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 저소음 프로펠러의 설계단계에서부터 적용이 가능한 부분공동성능 해석법 개발 및 날개단면 형상정보 도출을 목표로 선박용 프로펠러 날개 단면에서 발생하는 부분공동 다상 유동의 비점성 수치해석을 수행하였다. 또한 점성해석 상용프로그램인 FLUENT에서 제공하는 난류 및 공동 모델 조합에 따른 결과를 살펴보았으며, 점성 및 비점성 해석 결과를 비교, 평가 하였다.

2차원 대칭 스트럿 주위의 초월 공동 유동 문제의 해석 (Super-Cavitating Flow Problems about Two-Dimensional Symmetric Strut)

  • 김영기;이창섭
    • 대한조선학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.15-26
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    • 1990
  • 본 연구는 표면 양력관 이론을 이용하여 초월 공동이 발생한 2차원 날개의 유동해석을 위한 제반 경계 조건을 검증하고 공동 뒷부분의 모형을 비교 검토한다. 해석해가 존재하는 2차원 대칭 스트럿 주위의 초월 공동 현상을 수치적으로 해석하여 그 결과를 해석해와 비교함으로써 표면 양력판 이론에 의한 프로펠러 공동 문제 해석의 가능성을 입증하였다. 특히, 공동 뒷부분의 비 선형 닫힘 모형, 타원형 닫힘 모형, 그리고 선형 닫힘 조건을 서로 비교 분석함으로써 공동 문제 해결에서 가장 중요한 공동 닫힘 조건의 영향을 보였다.

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무선 전력전송을 위한 강제 공진형 소형 공동 안테나 (Characteristics of Forced Resonant Type Small Cavity-Backed Slot Antenna for Electromagnetic Power Transmission)

  • 김기채;권익승
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.404-407
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    • 2000
  • 본 논문에서는 전기적으로 소형인 공동의 내부에 급전 및 무급전 포스트를 개구면과 평행으로 배치하고 무급전 포스트에 접속시킨 외부 리액턴스를 이용하여 공동을 강제적으로 공진시킬 수 있으며, 또한 개구면과 대향하고 있는 공동벽을 제거함으로써 안테나의 열 특성이 양호할 뿐만 아니라 안테나의 무게도 줄일 수 있는 소형의 공동 안테나를 제안하고 있다. 본 안테나는 마이크로파 회로부를 공동에 접한 측면부분에 장착시킬 수 있는 구조적 특징을 가지고 있다. 이론해석의 곁과. 개구면의 폭이 좁을수록 공동의 깊이를 얕게 할 수 있으므로 공동의 제적을 줄일 수 있다는 것을 확인하고 있다.

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자유수면 아래서 유한 Froude 수로 전진하는 2차원 수중익의 부분 및 초월 공동 유동 문제 해석 (Application of a Potential-Based Panel Method for Analysis of a 2-Dimensional Cavitating Hydrofoils Advancing Beneath a Free-Surface)

  • 류재문;이창섭;김영기
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.112-122
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    • 1993
  • 자유수면하에서 유한한 속도로 진행하는 2차원 수중익 주위에 발생하는 부분 및 초월 공동문제를 포텐셜을 기저로 하는 양력판 이론에 의해 해석하였다. 2차원 수중익 주위에 선형화된 자유표면 조건, 방사조건 및 무한수심 경계조건을 만족하는 법선 다이폴과 쏘오스를 분포함으로써 양력 및 캐비티 문제를 표현하였다. 수중익 표면에서의 역학적 경계조건은 수중익 내부의 전유동이 0이라는 조건으로 등치 되었고, 캐비티 표면에서의 역학적 경계조건인 압력이 일정 하다는 조건을 만족 시키기 위해 Bernoulli 방정식에 나타나는 정수압을 고려하였다. 계산결과로부터 공동 발생으로 인해 수중익 주위의 파형이 많이 변화함을 알 수 있었다. 또한 지금까지의 공동현상 해석문제에서 무시되었던 정수압의 영향이 자유수면 아래에서 발생하는 초월공동현상에 중요한 역할을 하고 있음이 확인되었다. 즉 수중익의 몰수깊이가 작을 때는 중력의 영향으로 캐비티의 크기가 커지게 되나 깊이 잠김에 따라 감소되고 있으며 양력은 몰수깊이가 커짐에 따라 감소하는 것 알 수 있었다.

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석회암 공동이 터널의 안정에 미치는 영향 (Influence of limestone cavity on tunnel stability)

  • 진성규;양문상;최덕찬;박광준
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.113-121
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    • 2002
  • 석회암 지역에서 불규칙하게 발견되고 있는 공동의 규모와 위치를 표준화하여 터널에 미치는 영향을 수치해석적으로 접근하여 영향권을 설정하였다. 공동의 불규칙한 모서리 부분의 응력집중 문제는 해석의 한계때문에 타원형으로 모델링 되었다. 공동의 위치가 터널의 천단부와 하부 모서리에 있는 경우 가장 큰 영향을 나타났다. 굴착되는 터널크기의 공동이 1D (터널직경)정도 이격되어 있으면 안정성에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 터널과 공동의 이격거리가 0.25D (터널직경) 이내의 경우에는 변위 및 지보재에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.

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크랙의 부분 또는 완정닫힘에 관한 열 및 기계적 응력해석 (Thermo-Mechanical stress analysis for partial or entire crack closure)

  • ;이강용
    • 대한기계학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.193-198
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    • 1981
  • Muskhelishvili 의 복소수방법에 의해 일반적 하중 즉 열 및 기계적 하중을 받는 무한 탄성체내에 공동을 가정하고 그 주위의 응력 및 변위를 유도하였다. 선형트랙(line rack)이 부분적으로 또는 완정히 닫힐 임계하중조건과 그때의 응력세기 계수 (stress intensity factor)를 McClintork와 Walsh 의 크랙닫힘에 관한 결정에 기초를 두고 해석학적으로 유도하였다.

가은지역 석회 공동 탐지를 위한 고정밀 중력탐사 (A Microgravity for Mapping Karstic Cavities at Gaeun)

  • 박영수;임형래;임무택;구성본
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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    • pp.167-172
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    • 2008
  • 경북 문경군 가은읍 가은역 일대 석회암 분포 지역에서 지하 공동의 위치 및 발달 양상을 파악하기 위하여 고정밀 중력탐사를 하였다. 측점 간격은 4m로 하여 모두 약 1,100 측점에서 중력을 측정하였다. 잔여 부게 이상도에서 가장 낮은 중력 이상대를 지나는 3개의 측선에 대하여 MS(minimum support) 역산으로 밀도 분포 단면을 작성하였다. 또한, growing body 역산을 이용하여 3차원 밀도 분포 영상을 구하였다. 2차원과 3차원 밀도 분포도는 공동이 발달한 지역을 잘 가리키고 있으며, 석회암이 지하수에 부분적으로 용해되어 복잡한 형태의 공동 시스템을 구성하고 있고 부분적으로는 상당히 얕은 곳까지 발달해 있을 것으로 해석된다.

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초공동 수중비행체의 공동영역 내부에서 분사된 배기가스가 수중비행체의 항력에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis for Drag Force of Underwater Vehicle with Exhaust Injected inside Supercavitation Cavity)

  • 유상원;이우근;김태순;곽영균;고성호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권12호
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    • pp.913-919
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    • 2015
  • 초공동 수중비행체는 수중에서 시속 300 km 이상의 속력을 가진다. 초공동 수중비행체는 로켓추진을 동력으로 사용하기 때문에 초공동 수중비행체의 수치해석은 물과 수증기, 배기가스로 이루어진다상 유동을 다루게 된다. 배기가스가 수중비행체에 미치는 영향은 초공동 수중 비행체 성능연구에 중요한 부분이다. 본 연구에서는 초공동 수중비행체 주변의 유동장에 대한 수치해석을 통하여 배기가스가 비행체의 항력에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 배기가스가 없는 경우, 수중비행체를 둘러싼 초공동으로 물이 유입되는 재유입현상에 의해 수중비행체 항력의 변화가 발생한다. 추진체가 있는 경우 배출되는 가스는 재유입현상에 의한 영향을 감소시킨다. 또한 배기가스는 마하디스크를 생성하며 그 영향을 받아 항력 변화가 발생한다.

부분충수 운전중 잔열제거계통 기능상실사고에 대한 CATHARE2 코드의 민감도 분석

  • 정영종;김원석;장원표
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.48-54
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    • 1996
  • 가압경수로의 부분충수 운전중 RHR 계통의 기능상실시 사고완화를 위해 가압기 manway와 증기 발생기 출구공동 manway를 동시에 개방한 경우에 대한 실험결과를 CATHAHR2 코드를 이용하여 해석하였다. 해석을 통해 이 경우에 발생하는 물리적 현상을 이해하고 이와 같은 과도기에 대해 코드 예측능력을 평가하므로 써, 실제 원전에서 사고시 적절한 사고대응 방안을 강구하는데 참고가 될 수 있도록 해석적 근거를 제시하고자 한다. 연구결과 CATHARE2 코드는 실험을 통해 관측된 주요 물리적 현상들을 타당하게 예측하였으나, 가압기와 밀림관의 DP를 과대 예측하여 원자로 상부공동의 최대압력을 실험보다 약 7kPa 높게 예측하였다. 노심 노출시간도 노심에서 기포율 분포를 비현실적으로 예측하여 실험보다 약 500초 지연되었다. 실험과 코드의 모의결과를 통하여 노심 노출은 중력주입에 의한 냉각수 보충만으로 충분히 회복될 수 있음을 확인하였다. CATHARE2 코드는 비록 상세한 현상들에 대해 다소 불확실성을 내포하였으나, 전반적인 거동분석에는 타당한 것으로 판단된다. CATHARE 코드는 노심에서 계면 마찰력을 줄임으로써 노심의 차압을 개선할 수 있었고, guide 튜브의 위치를 고온관 중심선과 일치시켜 guide 튜브내 액체의 hold-up 기간을 개선할 수 있었으며, 가압기의 계면 마찰력을 증가시켜서 밀림관에서 "plug and clearing" 현상을 모의할 수 있었다.모의할 수 있었다.

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충격하중에 의한 두부외상의 유한요소해석 (Finite Element Analysis on the Head Injury under Impact Load)

  • 신현우;서본철지
    • 기계저널
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    • 제35권8호
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    • pp.691-697
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    • 1995
  • 인체 머리부분의 충격력이 가했을 때 어떠한 상해가 발생할 것인가에 대하여 수치해석적인 접 근을 시도하였다. 복잡한 생체구조의 단순화, 비선형적인 재료 특성으로 인하여 해석 결과는 정 량적인 정확성보다 정성적인 경향성에 보다 큰 의미가 있다고 할 수 있으며, 앞으로 개선할 여 지가 많다고 할 수 있다. 또 의학적인 부분에 관한 기초지식이 필요하기 때문에 의학계의 조건 또는 의학계와의 공동 연구가 요망된다고 하겠다. 해석 결돠의 검증은 과거에는 주로 사체 및 동물 심험에 의하여 행해졌으나 현재에는 사체 실함이 금지되어 있고, 동물(원숭이, 개, 돼지 등 )을 이용한 실험도 동물 보호단체의 반발로 여의치 않은 형편이다. 현재는 교통사고 등에서의 사체 부검 및 사고 상황의 역추적에 의해 생체 실함을 대신할 데이터가 마련되고 있으나, 정확한 사고 상황을 파악하는 것 자체가 또한 어려운 작업이다. 그래서 각 나라에서 일부분씩 가지고 있는 생체에 대한 데이터를 모아 전세계적인 데이터 베이스를 만들어 공유하려는 작업이 진행 되고 있다. 이렇게 실험이 불가능하거나 어려운 상황하에서는 수치 시뮬레이션이 주요한 해석 수단이 될 수 있을 것이라 생각된다.

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