• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2014.04a
• /
• pp.216-216
• /
• 2014

과거 유체 유발 진동(FIV : Fluid Induced Vibration)은 배관계 설계 하중에 고려되지 않은 설계 하중이었다. 하지만, 원자력 발전소 또는 화력 발전소의 배관형상이 복잡하고 고온수가 배관 내부에서 유동하는 배관계에서 육안으로 관측이 가능한 배관진동이 발생하였다. 이에 배관 진동에 대하여 원인 분석과 배관 구조 건전성 평가에 관심을 가지게 되었다. 배관 진동은 배관 형상에 따라 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동이 하나의 원인이며, 고온수가 유동하는 배관일수록 압력 변동에 대한 배관 진동이 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동을 불규칙 수력하중이라고 한다. 본 연구에서는 배관 내부에서 난류 유동으로 발생하는 불규칙 수력하중을 유동해석을 이용하여 PSD(Power Spectral Density)로 산출하고, PSD 하중을 이용하여 불규칙 구조 응답 해석을 수행하여 배관계 응력 분포에 대하여 연구하였다. 배관 내부 난류 유동에 대한 불규칙 수력하중은 DES 난류 모델을 사용하여 시간에 대한 배관 내부 표면의 유체 속도를 유동 해석으로 산출하였으며, 유체 속도를 동압으로 계산한 후 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 PSD 하중으로 산출하였다. 그리고 불규칙 구조 응답 해석에서 배관 내부 유체 영향에 대한 진동 감쇠를 표현하기 위하여 유체 질량을 산출하고, 배관 구조 해석 모델 표면에 질량을 입력하는 방법으로 배관 고유진동수 및 불규칙 구조 응답 해석을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1994.10a
• /
• pp.295-299
• /
• 1994

두꺼운 원통형 쉘은 공학적인 문제에서 많이 사용된다. 쉘 내부에 임피던스가 큰 유체와 구조물이 있을 때 쉘을 포함한 진동해석은 이론적인 해석이 매우 어렵다. 쉘 내부에 있는 유체의 임피던스가 공기에 비하여 매우 클 경우 쉘과 유체, 내부의 구조물과 유체사이의 구조물-유체 상호작용(structure-fluid interaction)이 고려되어야 한다. 얇은 원통형 쉘에 대해서는 상용 유한요소 코드를 이용하여 구조물-유체 상호작용을 고려한 진동해석이 많이 수행되었으나 축대칭 두꺼운 원통형 쉘에 대해서는 연구가 수행되지 않고 있다. 본 연구에서는 NASTRAN, ANSYS 같은 상용 유한요소 코드에서 지원되지 않는 축대칭 두꺼운 원통형 쉘 내부에 유체와 강체요소가 있을 경우 이에 대한 유한요소 코드를 개발하고, 구조물-유체 상호작용을 고려하여 진동해석을 하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.5 no.5
• /
• pp.25-33
• /
• 2001

For the seismic design and analysis of LMR(liquid metal reactor) being developed in Korea, it is necessary to develop the simple seismic analysis model including the fluid-structure interaction effects. In this paper, the theoretical backgrounds for the fluid added mass of the immersed concentric cylinders are investigated and the seismic analysis code using the Runge-Kutta algorithm, which can consider the fluid added mass matrix in system matrix, are developed to perform the time history seismic analysis. Form the coupled modal analysis and the seismic analysis for the simple immersed concentric cylinders, it is verified that the fluid added mass significantly affect the vibration characteristics and the seismic responses. Therefore the fluid coupled effects should be carefully considered in seismic response analysis of the immersed concentric cylinders.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.31 no.3
• /
• pp.142-150
• /
• 2012

The waveguide finite element (WFE) method is a useful numerical technique to investigate wave propagation along waveguide structures which have uniform cross-sections along the length direction ('x' direction). In the present paper, the vibration and radiated noise of the submerged pipe with fluid is investigated numerically by coupling waveguide finite elements and wavenumber boundary elements. The pipe and internal fluid are modelled with waveguide finite elements and the external fluid with wavenumber boundary elements which are fully coupled. In order to examine this model, the point mobility, dispersion curves and radiated power are calculated and compared for several different coupling conditions between the pipe and internal/external fluids.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1994.10a
• /
• pp.259-264
• /
• 1994

본 연구에서는 유체와 파이프간의 완전 연계성을 포함하는 유한요소모델을 유도하고 Runge-Kutta 알고리즘을 적용하기 위한 수치해석 기법을 개발하였다. 기존의 연구자들이 다룬 바 있는 문제들을 다루어 봄으로써 본 연구결과의 신빙성을 점검하였으며, 다른 연구자들이 사용해 온 파이프의 진동방정식에서는 무시해 온 유체에 의해 발생하는 힘들의 영향을 고찰하였다. 그 결과, 유체가 고속으로 흐를 때 이들의 영향을 무시할 수 없음을 알았다. 앞으로, 더 다양한 경계조건에 대한 연구와 좀 더 효율이 높은 수치해석 기법의 개발이 요구된다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
• /
• 1986.06a
• /
• pp.26-29
• /
• 1986

회전축계의 강제진동으로 가장 전형적이고 공업상 중요한 것은 넓은 의미로서 불평형 진동이다. 불평형은 회전체의 제작상 피할 수 없으며 진동이 전혀 문제가 되지 않는 정도로 제작하는 것은 경제적인 면에서도 불가능하다. 지금까지 미끄럼 베어링으로 지지된 회전축계의 불평형 응답 특성에 대하여는 여러 연구자에 의해 연구가 진행되고 있다. 수중에서 운전되는 펌프는 물의 감쇠작용 때문에 축진동 문제는 적다고 생각되어 펌프의 축진동에 관한 보고는 별로 없다. Black은 펌프의 축진동을 연구하여, 시일부분이 축진동 응답에 큰 영향을 미치는 것을 보였다. 그러나 시일형상에 따른 유체력 평가가 충분히 구명되지 않았기 때문에 환상 시일부분의 틈새,폭경비 및 압력차 등이 펌프진동에 어느 정도 영향을 미치는가가 충분히 검토 되어 있지않다. 이에 저자는 펌프용 시일의 유체력에 의한 진동 특성에 관한 일련의 연구를 진행하여 각종 시일의 유체력을 해석하였고, 이 유체력이 회전축계의 안정성에 미치는 영향을 검토하였으며 범용 안정성해석 프로그램을 개발하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1995.04a
• /
• pp.340-343
• /
• 1995

본 연구에서는 내심형 장력재가 셀 벽속에 묻혀 있는 경우에, 셀의 진동 및 내부 음압을 셀과 장력부재 그리고 내부 충진유체들의 상호 작용을 고려하여 계산하였다. 계산 결과, 셀 재료와 인장 부재의 탄성계수, 감쇠특성의 차이에 따라 응답이 변화함을 확인할 수 있었으며, 각각의 재료 특성 및 설계 변수들에 대한 추가 연구를 수행하여, 내심형 장력 부재를 갖는 유체 충진 원통형 셀의 진동 전달 특성 해석 및 최적화 설계에 이 연구 결과들을 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.48 no.3
• /
• pp.167-174
• /
• 2020

A study of flow characteristics of supersonic fluidic oscillators with shared feedback channel inside was carried out. Unsteady CFD analysis were performed and the numerical results were validated by comparison with the experimental ones observed for the same operation conditions. It was found that the mass flow between individual oscillators through the shared feedback channel directly influenced on the oscillating flow mechanism inside the oscillator, and finally on the synchronization of the jet oscillations. It was also observed that the oscillator with shared feedback channel provided higher pressure loss as well as higher oscillation frequency as compared to the single oscillator of the same geometric shape.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.291-302
• /
• 1997

This paper presents an analytical method for evaluating the free vibration of a circular cylindrical tank filled with bounded compressible fluid. The analytical method was developed by means of the finite Fourier series expansion method. The compressible fluid motion was determined by means of the linear velocity potential theory. To clarify the validity of the analytical method, the natural frequencies of a circular cylindrical tank with the clamped-clamped boundary condition, and filled with water, were obtained by the analytical method and the finite element method using a comercial ANSYS 5.2 software. Excellent agreement on the natural frequencies of the liquid-filled tank structure was found. The compressiblity and the fluid density effects on the normalized coupled natural frequencies were investigated. The density of fluid affects on all coupled natural frequencies of the tank, whereas the compressibility of fluid affects mainly on the natural frequencies of lower circumferential modes.

• Journal of KSNVE
• /
• v.9 no.1
• /
• pp.206-213
• /
• 1999

In the beam-like ship vibration analysis. three-dimensional correction factor(J-factor) can be calculated by considering the three-dimensional effect of the two-dimensional added mass. However, existing method is time-consuming with low accuracy in respect of global vibration analyses for vessels with large breadth. In this paper, to improve the demerit of the previous method, a new method of the beam-like ship vibration analysis is introduced In this method. the three-dimensional fluid added mass of surrounding water is calculated directly by solving the velocity potential problem using the Boundary Element Method (BEM). Then the three-dimensional added mass is evaluated as the lumped mass for each strip. Also, the beam-like ship vibration analysis for the structural beam model if performed with the lumped mass considered. It was verified that this new method is useful for the beam-like ship vibration analysis by comparing results obtained from both the existing method and the new method with experimental measurements for the open top container model.