• 제목/요약/키워드: 열적거동 해석

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고온 하에서 기화열을 고려한 철근콘크리트 부재의 온도해석 (Heat Transfer Analysis of Concrete Members Considering Evaporation Heat under High Temperature)

  • 이태규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권4A호
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    • pp.355-363
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    • 2009
  • 고온으로 인하여 콘크리트 내부의 수분이 증발할 경우 주변의 온도를 흡수하는 기화열이 발생하게 된다. 이에 따라 콘크리트의 내부온도는 외부의 온도가 지속적으로 증가함에도 불구하고 증가율이 둔화되는 현상이 나타나게 된다. 본 논문은 콘크리트 부재의 고온 하에서의 기화열을 고려한 내부의 온도변화를 예측하고자 하는 것으로 부재 내부의 임의의 위치에서의 온도를 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 또한 콘크리트의 고온에서의 열적 특성치에 대해서도 모델식을 제시하였다. 이러한 해석기법의 정확성을 검증하기 위하여 여러 다른 연구자들에 의한 실험 데이터와 비교하였으며, 그 결과 기화열로 인하여 온도가 소실되는 현상을 포함한 전반적인 부재 내부의 온도분포 거동이 실제 실험데이터와 거의 유사하게 나타나는 것으로 확인되었다.

열-수리-역학 거동 해석을 위한 경계면 요소의 수식화 (Numerical Formulation of Thermo-Hydro-Mechanical Interface Element)

  • 신호성;윤석
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권9호
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    • pp.45-52
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    • 2022
  • 암반내 불연속면이나 지반-구조물의 접촉면은 열-수리-역학적으로 연계된 거동 특성을 보이므로, 온전한 지배방정식에 근거한 경계면 요소의 개발이 필요하다. 본 논문은 경계면 요소에 대한 힘평형 방정식, 유체의 연속방정식 그리고 에너지 평형 방정식을 유도하였다. 그리고 경계면 요소에 대한 탄소성 역학 모델의 강성행렬을 제시하였다. 개발된 유한요소는 2차원 조건에서 변위는 6절점, 수압과 온도는 4절점을 사용한다. 단층내 유체 주입에 대한 완전연계된 THM 해석은 단층내의 유효응력 감소와 주위 암반의 온도 수축에 의한 주입압의 복합적인 변화을 모델링 할수 있었다. 하지만, 열적 현상을 무시한 HM해석은 수리-역학적 변수를 과다하게 산정하였다.

인쇄회로기판 $B^2it$(Buried Bump Interconnection Technology) 구조의 열적-기계적 거동특성 해석 (Thermo-mechanical Behavior Characteristic Analysis of $B^2it$(Buried Bump Interconnection Technology) in PCB(Printed Circuit Board))

  • 조승현;장태은
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.43-50
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    • 2009
  • 최근 인쇄회로기판(PCB)의 제품트랜드는 박형화, 고밀도화로 대표되지만 휨(Warpage) 억제, 신뢰성확보와 같은 기술적 난제로 인해 박형화와 고밀도화에 많은 제약을 받고 있다. $B^2it$(Buried Bump Interconnection Technology) 공법은 기판의 핵심공정 중 하나인 드릴링 공정이 생략되어 인쇄회로기판을 낮은 제조비용으로 박형화할 수 있는 기술로 개발되고 있다. 본 논문은 $B^2it$공법이 적용된 인쇄회로기판의 열적-기계적 거동특성을 유한요소해석(FEA)을 통해 고찰한 논문으로서 패키징레벨에서 방열효과와 신뢰성 등에 벙프의 재료, 형상 등이 미치는 영향 등을 분석하였다. 해석결과에 의하면 $B^2it$공법이 적용한 인쇄회로기판은 기존 비아구조를 가진 인쇄회로기판에 비해 칩에서 발생하는 열의 확산이 신속하고 패키징의 휨을 억제하는데도 유리하며 칩에서 발생하는 응력도 낮추지만 솔더-조인트의 응력은 증가시키게 된다. 따라서 패키징의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 범프의 형상, 재료 등을 패키징을 구성하고 있는 모든 요소들을 고려하여 최적화하는 것이 필요하다.

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써모스탯 위치변화에 대한 인공위성 추진제 탱크의 열적 반응 해석 (Thermal Response Analysis of Satellite Propulsion Tank with Thermostat Location Variation)

  • 이균호;한조영;최준민;문홍열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권7호
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    • pp.126-132
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    • 2004
  • 위성 추진제 탱크의 열제어는 써모스탯에 의해 작동되는 히터를 이용해 수행된다. 적절한 위치에 써모스탯을 부착하는 것이 관건이지만 구형 탱크에서는 부착위치를 수치적으로 정확하게 부여하는 것이 불가능하다. 실제로는 도면에 대략적으로 위치를 제시한 후 작업자의 경험과 판단에 의존하여 써모스탯을 부착하는 것이 현실이다. 그러므로 써모스탯의 부착위치에 대한 민감도 해석을 수행함으로써 그에 따른 탱크의 열적 거동 및 열제어에 미치는 영향을 정량적으로 파악하였다. 실제 탱크 모듈 조립시 써모스탯의 부착위치에 대한 오차가 존재하더라도 설계 도면에 명시된 값보다 크게 벗어나지 않는 한 탱크의 열제어 성능은 충분히 보장되리라 판단된다.

3차원 유한요소법을 이용한 열연중 판 및 롤의 열적/기계적 거동 해석 (Precise Prediction of 3D Thermo-mechanical Behavior of Roll - Strip System in Hot Strip Rolling by Finite Element Method)

  • 손성강;김경현;황상무
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.129-133
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    • 2001
  • A finite element-based, integrated process model is presented for a three dimensional, coupled analysis of the thermo-mechanical behavior of the strip and work roll in the continuous hot strip rolling. The validity of the proposed model is examined through comparison with measurements. The effect of Edge-Heater on the finishing delivery temperatures is examined by using the present model. The models capability of revealing the effect of diverse process parameters is demonstrated through a series of process simulation.

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소형 가솔린 기관의 실린더 블록에 대한 열적 거동 해석 (Analysis of the thermal behaviors of the cylinder block of a small gasoline engine)

  • 김병탁;박진무
    • 오토저널
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    • 제15권3호
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    • pp.55-67
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    • 1993
  • In this study, the thermal behavior characteristics of the cylinder block of a small 3-cylinder, 4-stroke gasoline engine were analyzed, using the 3-dimensional finite element method. Before numerical analyses were conducted, the performance test and the heat transfer experiment of the engine were carried out in order to prepare the input data for the computations. Engine cycle simulation was performed to obtain the heat transfer coefficient and the temperature of the gas and the mean heat transfer coefficient of coolant. Temperature fields as a result of steady-state heat transfer were obtained and compared with experimental results measured at specific points of the inner and the outer walls of the cylinder block. The thermal stress and deformation characteristics resulting from the nonuniform temperature distributions of the block were investigated. The effects of the thermal behaviors of the cylinder block on the engine operations and the unfavourable aspects of excessive thermal loading were examined on the basis of the calculated results.

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공작기계구조물의 열적 거동 해석에 관한 연구 (Thermal Behavior Analysis of Machine Tool Structures using a Predictor-Corrector Method)

  • 이영우;성활경
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.78-81
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    • 2002
  • To achieve high precision machine totals with high speed, it is needed to develop excellent rigidity statically, dynamically and thermally as well. In this view the chief things that thermal deformation of machine tool structure is directly related to high precision. And thermal behavior for transmission procedure have an effect on high precision. It is needed to exact temperature distribution of each members and all contact elements included for machine tool structure. This paper deals with thermal behavior caused by temperature variation in a high speed feeding process. At this procedure of temperature distribution is estimated using a Predictor-Corrector Method.

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위성 추진시스템의 열적 거동 비교 연구

  • 한조영;김정수;이균호;김병교
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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    • pp.66-66
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    • 2003
  • 우주 공간이라는 극한 상황에서 운용되는 인공위성을 개발하기 위해서는 실제 제작 공간인 지상에서 가능한 모든 우주 공간에서의 위험을 예측하여 원하지 않는 재난을 방지할 수 있는 설계를 수행함이 요망된다. 위성의 기동 및 자세 제어에 사용되는 하이 드라진 추진시스템의 경우 예상되는 가장 큰 재난은 추진제의 동결로 인한 추진시스템의 작동 불능이다. 본 연구에서는 추진시스템의 안정적 작동을 위해 요구되는 추진제의 동결 방지를 위해 사용되는 히터 사양을 결정하며 이를 위해 위성 추진시스템의 열ㆍ수학적 모델을 개발한다. 개발된 열ㆍ수학적 모델의 타당성을 검증하기 위해 수치적으로 계산된 결과를 열진공 시험의 결과와 비교 연구한다 이론적 해석 모델과 열진공 시험조건 사이의 다소의 불일치성에도 불구하고 두 결과는 정성적으로 잘 부합된다. 따라서 본 연구를 통해 위성 추진시스템의 히터가 적절히 설계되었으며 개발된 열ㆍ수학적 모델은 인공위성 추진시스템의 주요한 설계 수단으로 사용될 수 있음을 검증한다.

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화재피해를 입은 고강도 콘크리트 구조부재의 성능평가 (Performance Assessment of High Strength Concrete Members subjected to Fire)

  • 최은규
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.487-488
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    • 2010
  • 본 연구에서는 화재시 콘크리트 강도, 피복두께, 하중상태 및 화재시간이 부재 내부의 열적 분포 및 구조적 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 일반강도 및 고강도 콘크리트 보 및 기둥 시험체를 제작하여 각 변수에 따라 ISO 834 표준가열곡선으로 가열실험 및 가력실험을 실시하였으며, 고온에서 콘크리트의 재료 및 구조모델을 제안하고 이를 이용하여 해석을 실시하였다.

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유한요소해석을 이용한 형상기억합금의 열적/기계적 거동 연구 (Thermomechanical Behaviors of Shape Memory Alloy Using Finite Element Analysis)

  • 윤성호
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.833-836
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    • 2001
  • The thermomechanical behaviors of the shape memory alloy were conducted through the finite element analysis of ABAQUS with UMAT user subroutine. The unified thermomechanical constitutive equation suggested by Lagoudas was adapted into the UMAT user subroutine to investigate the characteristics of the shape memory alloy. The three cases were solved to investigate the thermomechanical characteristics of the shape memory alloy. The material properties for the analysis were obtained by DSC and DMA techniques. According to the results, the thermomechanical characteristics, such as a shape memory effect and a pseudoelastic effect, could be obtained through the finite element analysis and the analysis results were revealed to agree well with the experimental results. Therefore, the finite element analysis using UMAT user subroutine is one of prominent analysis techniques to investigate the thermomechnical behaviors of the shape memory alloy quantitatively.

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