• 대한기계학회논문집A
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• 제26권7호
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• pp.1366-1375
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• 2002

In cold forging of piston-pin for automobile parts, the flow defect appears by the dead metal zone. This appearance evidently happens in products with a thin piercing thickness for the dimension accuracy and the decrease of material loss. The best method that can prevent flow defect is removing dead metal zone. The purpose of this study is to investigate the material flow behavior of forward-backward extruded piston-pin through the relative velocity ratio and the stroke control of upper moving punch & container using the flow control forming technique. The finite element simulations are applied to analyse the flow defect, then the results are compared with the plasticine model material experiments. The model experiment results are in good agreement with the FE simulation ones.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.795-801
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• 2019

층류 경계층 내 반구에 의해 유기되는 말굽와류를 흡입 제어했을 때 후류영역에서의 마찰저항 변화를 측정하였다. 이를 위해 회류수조에서 유동가시화를 실시하여 최적의 자유유속, 반구 크기 및 흡입제어 구멍 크기를 결정하였고, 반구 후류영역에 설치된 평판과 연결된 동력계로 표면 마찰저항 감소를 측정하는 실험을 수행하였다. 평판에 설치된 반구 전방에는 유입 유동에 의해 반구를 감싸는 말굽와류가 생성되며 그 주위 와도 방향에 의해 후류영역으로는 빠른 유속의 유동이 유입되어 머리핀 와류 생성을 촉진시킨다. 따라서 반구 전방에 생성되는 말굽와류 세기를 흡입 제어에 의해 약화시킴으로써 반구 좌우측으로 길게 형성된 유속방향 와류가 후류영역으로 공급하는 에너지는 감소하게 된다. 즉, 반구 전방의 말굽와류를 제어함으로써 후류영역으로부터 생성되는 헤어핀 와류 발생 주파수가 줄어 들게 된다. 염료 주입을 이용한 유동 가시화 영상을 해석한 결과로 머리핀 와류의 발생 빈도가 흡입제어에 의해 36.4 % 감소되었고, 후류영역에서 측정된 표면 마찰저항은 2.3 % 감소되는 것으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제53권3호
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• pp.180-187
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• 2016

As distinct from a slender body, the separation of the boundary layer on a bluff body give rise to complex wakes in which various kinds of vortices form, develop and interact with each other. In this paper, we investigate cavitation wake field behind wedge shaped two-dimensional fin models. Eight different models are tested at the Chungnam National University Cavitation Tunnel (CNU-CT). First, we measure wake cavity shapes and compare with numerical results, which shows the good agreement with each other. In addition, we demonstrate that wake flow characteristics of the control fin are clearly identified by the correlation analysis of high-speed camera images and pressure fluctuation measurements.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.174-181
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• 2012

In this paper, the Flow Control Fin(FCF) optimization has been carried out using computational fluid dynamics(CFD) techniques. This study focused on evaluation for the performance of the FCF attached in the stern part of the ship. The main advantage of FCF is to enhance the resistance performance through the lift generation with a forward force component on the foil section, and the propulsive performance by the uniformity of velocity distribution on the propeller plane. This study intended to evaluate these functions and to find optimized FCF form for minimizing viscous resistance and equalizing wake distribution. Four parameters of FCF are used in the study, which were angle and position of FCF, longitudinal location, transverse location, and span length in the optimization process. KRISO 300K VLCC2(KVLCC2) was chosen for an example ship to demonstrate FCF for optimization. The optimization procedure utilized genetic algorithms (GAs), a gradient-based optimizer for the refinement of the solution, and Non-dominated Sorting GA-II(NSGA-II) for Multiobjective Optimization. The results showed that the optimized FCF could enhance the uniformity of wake distribution at the expense of viscous resistance.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권1호
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• pp.92-100
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• 2018

난류경계층이 유지되기 위한 에너지 공급은 경계층 내 구조물인 와류들의 상호작용으로 끊임없이 이루어진다. 이러한 난류 유동은 수송분야의 마찰저항 및 해양구조물의 침식 및 진동을 유발하기 때문에 유동 제어를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 제어의 극대화를 위해서는 난류 에너지 전달이 어떻게 이루어지는지에 대한 메카니즘 규명이 필수적이고, 이를 위해서는 층류경계층 내 유동현상으로 파악하는 것이 명확하고 용이하다는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 층류경계층 내 평판에 반구를 설치하여 역압력구배을 발생시킴으로써 교란된 유동현상의 상호작용을 분석하였다. 즉, 반구를 둘러싼 목걸이 와류와 반구 표면의 유동 박리에 의한 후류영역에서 머리핀 와류가 생성되어 상호 유기적으로 영향을 주고받는다. 이 과정에서 목걸이 와류는 후류영역으로 높은 운동량의 유체를 유입시켜 머리핀 와류의 발생 주파수를 증가시킨다. 반구 전방에 구멍을 뚫어 국부적인 흡입제어로 목걸이 와류의 와도를 감소시킴으로써 그 영향이 완화되는 과정을 유동 가시화 및 열선유속계로 측정하여 정성 및 정량적으로 분석하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권3호
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• pp.257-262
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• 2013

거친 바다를 운항하는 선박의 경우 횡 동요로 인해 선박 내의 장비운영 문제 및 탑승객들에게 큰 불편함을 초래한다. 따라서 횡동요 감쇠를 위한 목적으로 빌지 킬, 핀 안정기, 자이로스코프, ART(Anti-Rolling Tank), 타, 플랩 등 다양한 횡 동요 감쇠장치들이 사용되고 있다. 콴다효과는 콴다제트가 곡면의 표면을 따라 흐르며 주위 유동의 순환을 증가시켜 양력을 효과적으로 발생시키는 방법으로 핀의 양력성능을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 모형시험 및 수치계산을 통해 콴다효과를 적용한 고정식 핀 안정기의 사용가능성을 검토하였다. 그 결과 받음각이 $0^{\circ}$에서, 제트모멘텀을 $C_j$ = 0.25 만큼 공급할 때, 기준 핀의 최대 작동각($26^{\circ}$)에서 발생되는 양력과 동일하게 발생되는 것으로 나타났다. 즉 받음각을 변화시키는 기존의 핀 안정기와 달리 받음각을 고정하고, 콴다효과를 통한 제트유동제어만으로 선박의 횡 동요를 능동적으로 제어 할 수 있을 것으로 보인다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1106-1115
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• 2021

본 연구에서는 80k Bulk carrier의 저항성능 향상을 목적으로 선미부에 1개의 핀을 부착해 선미 유동을 제어하였고, 저항성능 및 반류의 변화를 분석하였다. 부착된 핀은 직사각형 단면을 가지며, 길이와 폭, 두께는 고정된 채 길이 및 흘수 방향 부착 위치와 유선에 대한 각도만 변화가 있었다. 나선 및 핀이 부착된 선체에 대한 모형 스케일에서의 CFD 해석이 수행되었고, 그 결과를 실선 확장 후 비교하였다. 핀은 프로펠러로 유입되는 빌지 볼텍스의 경로를 선미 트랜섬 쪽으로 변화시켰고, 이는 프로펠러 상부와 선미부의 압력을 증가시켰다. 이로 인해 선체의 압력저항 및 전 저항이 감소되었으며, 감소율은 핀의 부착 위치가 선미 및 선저와 가까울수록 높았다. 또한 핀은 공칭반류를 감소시켰는데 핀의 각도가 커질수록 반류의 변화가 컸고, 전 저항 저감률은 최대가 되는 특정 각도까지만 비례하였다. 대상 선박에 단일 핀을 부착했을 시의 최대 전 저항 저감률은 약 2.1 %였고, 선미로부터 수선간장의 12.5%, 선저로부터 흘수의 10 % 위치에 14°의 각도로 부착됐을 때이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권12호
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• pp.986-993
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• 2018

측 추력 제트는 유도무기의 자세제어 및 궤도 천이 기동을 하는 데 있어 기존의 핀과 같이 제어 면을 이용한 방식보다 우수한 기동성을 갖는다. 하지만 초음속 영역에서 비행 시 측 추력 제트로 인한 제트 간섭 유동이 발생하며 충격파와 경계층 유동, 와류 유동의 상호 작용으로 인해 매우 복잡한 유동 구조를 나타낸다. 특히 직격 파괴(hit-to-kill) 방식의 요격체의 경우 정밀한 제어 및 기동이 요구되기 때문에 제트 간섭 유동이 미치는 영향에 대한 분석이 필요하다. 기존의 제트 간섭 해석은 저고도 운용 조건에서 주로 수행되었으나 중고도 운용 조건의 경우 해석 사례가 많지 않으며 대기 조건으로 인해 분사 제트 유동이 상대적으로 크게 발달하는 특징을 갖는다. 본 연구에서는 중고도에서 비행하는 요격체 형상에 대해 받음각 조건에 따라 제트 간섭 유동 해석을 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 유동장의 구조적인 변화 특성을 분석하였으며, 공력 계수의 변화를 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.802-807
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• 2010

산업용 컴퓨터를 포한한 다양한 형태의 공작기계나 자동화 시스템의 배전반이나 제어 패널을 고효율적으로 냉각시킬 수 있는 시스템은 매우 중요한 요소이다. 따라서 이러한 냉각장치는 산업용 로봇, 수치제어 공작기계 등과 같은, 다양한 산업용 시스템에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 패널 내부를 순환하는 공기를 강제적으로 유동시키는 냉각방식을 채택하여 효과적인 패널 냉각을 위한 대향류형 냉각장치를 개발하였다. 본 연구를 통하여 효과적인 냉각장치를 위한 핀 어셈블리를 개발하여 제어용 패널에 적용한 결과, 기존의 시스템에 비하여 냉각 성능과 열교환율이 개선된 결과를 확인할 수 있었다. 연구에 적용된 상용의 시스템에 비해 공기의 유동량은 약 20% 정도 증가하는 현상을 보였고, 열교환량은 약 2배 이상 증가하는 현상을 확인할 수 있었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2001년도 제4회 압출 및 인발가공 심포지엄
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• pp.1-12
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• 2001

In cold forging of piston-pin for automobile parts, the flow defect appears by the dead metal zone. This appearance evidently happens in products with a thin piercing thickness for the dimension accuracy and the decrease of material loss. The best method that can prevent flow defect is removing dead metal zone. The purpose of this study is to investigate the material flow behavior of forward-backward extruded piston-pin through the relative velocity ratio and the stroke control of upper moving punch & container using the flow control forming technique. The finite element simulations are applied to analyse the flow defect, then the results are compared with the plasticine model material experiments. Finally, the model experiment results are in good agreement with the FE simulation ones.