• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권1호통권34호
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• pp.1-10
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• 1998

교량의 신설 또는 보수를 위한 작업차량의 진출입로나 기존 통행차량의 우회를 목적으로 한시적으로 사용되는 가교량은 일반적으로 상부구조로 H-Beam, 하부구조로 H-Pile을 사용하여, 이들 각 부재를 고장력볼트로 연결한 강구조 형식을 채택하고 있다. 그러나 이러한 교량은 상부구조에 신축이음부를 두지 않고 있어 일일기온차에 의해 발생하는 온도응력이 전체 구조거동에 미치는 영향이 클 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 상부구조인 H-Beam에 온도와 변형률의 상시계측을 위한 모니터링 시스템을 도입하여 측정된 온도 및 변형률 데이터로부터 발생온도와 온도응력의 관계를 조사하였으며, 구조해석을 통한 이론치와의 비교를 실시하여 각 부재에서 발생하는 온도응력이 전체 구조거동에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 본 구조물에서 발생하는 응력의 변화는 부재의 온도변화에 의한 온도응력이 주원인인 것으로 나타났으며, 하부구조인 H-Pile의 충분한 교축방향 변위로 인하여 상부구조인 H-Beam의 온도변형 구속은 이루어지지 않는 것으로 나타났다. 한편, 상부구조인 H-Beam간의 연결 강성이 충분하지 않아 전체 구조계보다는 부분 구조계에 대한 해석으로부터 얻어진 변형량이 측정 온도 및 응력으로부터 계산된 변형량과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1030-1035
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• 2012

본 연구에서는 OTEC에 적용가능한 구심터빈을 대상으로 암모니아를 적용하여 8kW급 구심터빈의 설계 및 CFD 해석을 수행하였다. 구심터빈은 스크롤 케이싱, 18개의 베인노즐, 13개의 로터 블레이드로 구성된다. 질량유량과 입구온도는 0.5kg/s와 $25^{\circ}C$이며, 가변회전수 12,000~36,000 rpm 범위내에서 9가지 조건에 대해 해석을 수행하였다. 회전수 변화에 따른 해석결과, 설계회전수 24,000 rpm에서 최대효율점을 보였으며, 이때 최고효율은 88.66 %, 출력은 8.52kW이다. 향후, 팽창비가 1.4~1.5 정도의 범위를 갖도록 최적설계 과정을 통한 연구가 필요하다. 본 연구를 통해 분석된 해석결과는 다양한 작동유체 조건에서 목표출력에 해당하는 구심터빈의 최적 설계파라미터 구성을 위한 설계자료로 유용하게 활용될 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.352-357
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• 2020

본 연구는 선박용 디젤엔진 부품인 축류 단조품을 단조작업에 의하여 제작하는 과정에서 발생하는 품질문제를 해결하기 위하여 수행되었다. 1차, 2차 가열 및 열간 단조를 거쳐 완성된 단조품은 최종 후열처리공정을 거치게 되는데 이 과정에서 발생하는 것으로 알려진 내부 결함문제를 해결하기 위하여 냉각공정을 평가하였다. 자유단조작업을 거쳐 제작된 축류 단조품에는 2차 열간 단조작업 후 냉각과정에서 소재 내부에 존재하고 있던 잔류 수소가 기공이나 미세 균열, 입계, 계면 등으로 확산, 집적됨으로써 균열을 유발하여 내부 결함이 발생하는 것으로 알려져 있으며 실제 작업현장에서 균열발생 사례가 보고되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 수치해석 전용 프로그램인 ANSYS를 사용하여 열전달 수치해석을 수행하였으며, 해석모델은 축류 단조품의 특성상 축대칭요소를 사용하여 구성하였고 단조품 초기 온도 1250 ℃에서 단조작업 완료 후 냉각과정에서 시간이 경과함에 따른 온도변화를 평가하였다. 주어진 4종류의 축류 단조품에 대하여 온도이력을 평가한 결과 단조품 내부에 수소유기균열 발생이 예상되는 250 ℃까지 냉각되는데 소요되는 시간을 알 수 있었으며, 이러한 냉각시간은 추후 열처리 작업의 작업표준으로 적용함으로써 축류 단조품 제작 시품질과 생산성을 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.335-335
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• 2012

III-V 족 반도체 물질 중, GaN는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 발광 다이오드나 레이저 다이오드, 트랜지스터, 스핀트로닉스 등의 응용에 유용한 물질이다 [1]. 실시간 성장 제어 및 최적화된 특정 소자 응용을 위해서는 GaN의 다양한 온도에 대한 유전율 함수 정보가 필수적이다. 편광분석법을 이용한 상온에서의 hexagonal GaN 유전율 함수는 이미 여러 연구에서 보고되었고, 80~650 K 사이의 온도 범위에 대한 언구도 수행되었다 [2,3]. 그러나, 온도변화에 대한 GaN 유전율 함수와 $E_0$ 전이점에 대한 해석은 부정확하다. 따라서 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 분자살박막증착장치를 이용하여 c-축 방향 (0001)으로 성장 시킨 hexagonal GaN를 0.74~6.42 eV 에너지 구간에서 보다 확장된 온도 영역(26~693 K)의 유전율 함수를 편광분석법을 이용하여 측정하였다. 측정된 GaN의 유전율 함수를 회기분석법을 통한 2차 미분 표준해석법을 이용해 분석 하였고, 그 결과 $E_0$와 excitonic $E_0$ 전이점을 명확히 얻을 수 있었다. 온도가 감소함에 따라 격자상수 및 전자-포논 상호작용이 감소하여 전자 전이점이 청색천이 하고, 그 구조가 명확해 지는 결과를 얻었다. 본 연구의 결과는 GaN 유전율 함수의 온도 의존성에 대한 데이터베이스를 제공함은 물론, 실시간 모니터링과 GaN를 기반으로 하는 광소자 제작 등에 유용할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.859-871
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• 2014

본 연구에서는 염분과 온도차에 의한 밀도류를 해석하기 위하여 기존의 3차원 파동장 모델(LES-WASS-3D ver. 1.0)을 토대로 염분과 온도에 관한 상태방정식 및 3차원 이류-확산 방정식을 도입하여 새로운 수치모델(LES-WASS-3D ver. 2.0)을 개발하였다. 새롭게 개발한 수치모델의 적용성을 검토하기 위하여 기존의 수리모형실험결과와 비교 분석하였다. 그 결과, 이류-확산하는 해수의 형태 및 연직 염분농도 뿐만 아니라 방출하는 온수의 유속 및 온도를 매우 잘 재현하는 것으로 나타났다. 이로써 본 연구에서 개발한 수치모델의 타당성 및 유효성이 검증되었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권1호
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• pp.63-72
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• 2017

태양 복사가 콘크리트 매트기초 내부 온도 분포에 미치는 영향에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 태양복사량 산정을 위해 Zhang and Huang 모델을 사용하였다. 열전달 방정식과 Galerkin 방법을 이용하여 1차원 열전달 유한 요소 정식화를 수행하였으며, MATLAB을 사용하여 유한요소 해석코드를 작성하였다. 작성된 해석코드를 바탕으로 태양복사를 고려한 콘크리트 매트기초의 수화열 해석을 수행하였다. 해석결과, 태양복사가 매트기초 내부-표면부 최대온도차를 줄여주는 효과를 보임을 확인하였다. 또한 이러한 효과는 하절기 타설시, 콘크리트 초기온도가 클수록, 그리고 매트기초의 두께가 두꺼울수록 더욱 뚜렷해짐을 확인 하였다. 본 연구는 콘크리트 매트기초의 수화열 해석시 해석결과의 과대평가를 피하기 위해서 태양 복사의 영향을 고려해야 함을 권고한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.403-414
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• 1994

본 연구에서는 철근콘크리트 격납구조물에서 가상의 냉각재 유출사고에 의한 온도하중과 압력에 따른 거동을 알아보기 위한 비선형 해석을 수행하였다. 시간에 따른 온도하중을 결정하기 위하여 과도온도해석을 통해 격납구조물 단면내의 온도분포를 구하였다. 구조물은 기하학적 비선형성과 재료비선형성을 고려한 쉘요소로 이상화되며, 쉘요소는 두께방향에 따라 변하는 응력을 고려하기 위해 몇 개의 층으로 이루어진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 재료비선형성을 고려하기위해 콘크리트의 압축거동은 Drucker-Prager 항복규준에 의해 모델링하며 부착효과를 고려한 콘크리트의 인장거동을 나타내기 위해 인장증강모델을 사용하였다. 철근은 축방향력만을 받는 분포 철근층으로 모델링하였으며 steel liner는 Von Mises 항복규준에 따라 모델링하였다. 열응력은 인접한 두시간 단계에서의 온도차를 하중증가로 고려하여 초기변형 문제로 변환하여 결정되었다. 본 연구에서의 수치해석결과에 의하면 과도온도해석에 근거한 비선형온도경사를 고려할때의 응력이 고려하지 않을때의 응력에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구는 우리나라에서 많이 건설되고 있는 원자력발전소의 정확하고 진보적인 해석을 위하여 비선형해석 기법을 유도하여 제시하였으며, 특히 온도분포의 비선형성과 재료비선형을 고려한 고급 유한요소해석을 가능케하고 있다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2004년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.171-176
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• 2004

열처리로에 적용되는 소형 축열식 복사관 버너시스템에 사용될 축열기를 설계하고 그 성능을 평가하였다. 좁은 튜브간 간격을 갖는 U형 복사관에 축열기를 적용하기 위하여 상하단 단면적이 다른 축열기를 설계, 적용하였다. 구형축열체를 사용하는 2만kcal/hr급 축열기 설계에는 기존에 개발된 축열기 해석코드를 이용하였다. 실제 시스템에 적용하여 축열기 전후단의 온도 및 압력을 실시간으로 측정하였다. 그 결과를 축열기 해석코드로부터 얻은 배가스의 배출온도와 공기의 예열온도를 비교하였다. 이론적으로 예상된 성능은 80%의 온도효율과 70%의 배열회수율이 얻어졌으나, 실험적 결과로부터는 온도효율이 80%, 배열회수율이69％가 얻어졌다. 가장 큰 성능 차이는 배가스의 배출온도였는데, 이는 실제 시스템에서 열손실에 의한 축열기로의 배가스 유입온도 하락과 실제 운전에서의 공기/배가스 유량의 증가에 의해 기인된다고 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.69-72
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• 2014

LNG 저장탱크의 9% Ni강 내부탱크가 파손되면 LNG가 유출되어 콘크리트 외부탱크가 LNG를 저장하게 되는데 이때 외부탱크의 내면과 외면의 온도차에 의해서 외부탱크 원통형 하단부에 큰 인장응력이 발생하게 된다. 이러한 온도차에 의해 발생되는 인장응력을 감소시키기 위해 단열재와 9% Ni 강재로 이루어진 코너프로텍션이 2차 방벽으로 설치된다. 본 눈문에서는 유한요소법을 이용하여 코너프로텍션의 직사각형 너클형상과 원형 너클형상에 따른 구조해석을 실시하여 Von-Mises 응력과 용접부의 피로수명을 예측하였다. 구조해석 결과 안전계수는 원형 너클이 직사각형 너클보다 23% 크게 나타났고, 피로수명은 원형 너클이 직각 너클보다 21% 크게 나타났다. 동 결과를 이용해서 향후 코너프로텍션의 수명평가 및 최적설계 등에 활용이 가능할 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.207-213
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• 1990

본 연구에서는 종횡비(aspect ratio` A=H/L)가 1 이하인 직각밀폐용기내 수평 경계면이 자연대류열전달에 미치는 영향을 조사하기 위해 단열조건인 경우와 등온조건 인 경우 { $T_{H}$.simeq. $T_{T}$＞ $T_{C}$.simeq. $T_{B}$, 따라서 온도차의 비, .DELTA. $T_{V/}$ .DELTA. $T_{H}$=( $T_{T}$- $T_{B}$)/( $T_{H}$- $T_{C}$).simeq.1} Mach-Zehnder간섭계 및 수치해석 을 통해 온도장 및 각 면에서의 열전달특성의 차이를 자세히 구명하였다. 특히 등온 수평면조건인 경우 상부수평면온도가 하부수평면온도보다 높을 때 ( $T_{T}$＞ $T_{B}$) 직각용기내는 수직방향으로 안정된 온도구배가 형성되어, 양단온도차(.DELTA. $T_{H}$= $T_{H}$- $T_{C}$)에 의해 기본적으로 존재하는 자연대류흐름을 억제하게 된다. 이때 자연대류흐름의 억제정도를 나타내는 주요 물리적 변수로서 온도차의 비, .DELTA. $T_{V/}$ .DELTA. $T_{H}$가 있다. 이러한 물리적 현상은, 기본적으로 존재하는 유체내 자연대류효 과를 억제함으로써 중력장하에서 양질의 결정을 얻고자 하는 결정성장(growth of cry- stal)등에 관계된다. 본 연구는 실험유체가 공기이고 .DELTA. $T_{V/}$.DELTA. $T_{H}$=1인 경우 를 택하여 일반적인 단열조건의 경우와 열전달특성의 차이를 비교한 것이다.전달특성의 차이를 비교한 것이다.다.전달특성의 차이를 비교한 것이다.