• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.200-214
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• 1993

본 연구에서는 Westinghouse Model 51 증기발생기의 U-bend 영역에서 2차측 유체의 횡단유동으로 유발될 수 있는 튜브군의 유체탄성불안정을 예측하기 위한 해석 을 수행하고 그 대표적인 결과들을 제시하였다. 그리고 U-bend 영역에서 AVB에 의한 튜브의 지지상태와 형태 및 최상부 TSP에서 Denting 또는 이물질 고착으로 인하여 변 경된 튜브의 고정지지조건 등이 튜브의 유체탄성불안정 응답에 미치는 영향을 조사하 였다. 유체탄성불안정 해석과정에서 필수적으로 선행되어야 하는 2차측 3차원 2상 유동장 계산은 증기발생기 열수력 해석용인 ATHOS3 코드로써 수행되었으며, U-튜브의 고유진동수와 모우드 형상은 공학해석용 유한요소 프로그램인 ANSYS코드로써 계산되었 다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.498-506
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• 2007

Using wind tunnel, experimental approaches were employed to investigate fluidelastic instability of tube bundles, subjected to uniform cross flow. There are several flow-induced vibration excitation mechanisms, such as fluidelastic instability, periodic wake shedding resonance, turbulence-induced excitation and acoustic resonance, which could cause excessive vibration in shell-and tube heat exchanges. Fluidelastic is the most important vibration excitation mechanism for heat exchanger tube bundles subjected to cross flow. The system comprised of cantilevered flexible cylinder(s) and rigid cylinders of normal square array, In order to see the characteristics of flow in tube bundles, particle image velocimetry was used. From a practical design point of view, Fluidelastic instability may be expressed simply in terms of dimensionless flow velocity and dimensionless mass-damping. The threshold flow velocity for dynamic instability of cylinder rows is evaluated and the data for design guideline is proposed for the tube bundles of normal square array.

• 기계저널
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• 제30권3호
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• pp.246-251
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• 1990

마이크로폴라 탄성이론은 다른 마이크로연속체(microcontinuum) 이론에 비해 적용이 간단하며, 실제 많은 물리적인 현상을 규명하는 데 다양하게 이용할 수 있다. 특히 고전 탄성이론에 의해 적절하게 해결될 수 없는 덤벨(dumbell) 분자로 이루어진 물체, 액체 결정체(liquid crystals), 과립상(granular)의 분자로 구성된 물체와 복합 섬유재료(composite fibrous materials) 등은 마 이크로폴라 탄성이론에 의해 잘 해결될 수 있다. 또한 마이크로폴라 탄성이론은 고체 내에서의 파의 전파(propagation)와 분산(dispersion), 구멍 주위의 응력집중과 외부 하중을 받는 물체에 있어 균열끝에서의 응력 분포 등의 고체역학 문제들은 물론이고, 경계층(boundary layer), 난 류(turbulence), 유체 유동의 불안정(instability)과 표면장력 현상 등의 유체역학에서의 복잡한 문제들을 해결하는 데에도 이용할 수 있다. 마이크로폴라 탄성이론은 고전 탄성이론에 비해 상 대적으로 새롭고 미개척 분야이긴 하지만 이론의 기반이 확고하기 때문에 앞으로의 회전응력 측정장치의 개발을 통해 미소구조의 영향을 고려해야 하는 많은 문제들을 해결하는데 큰 기여를 할 것으로 전망된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권2호
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• pp.124-132
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• 2009

Experiments have been performed to investigate fluid-elastic instability of tube bundles, subjected to twophase cross flow. Fluid-elastic is the most important vibration excitation mechanism for heat exchanger tube bundles subjected to the cross flow. The test section consists of cantilevered flexible cylinder(s) and rigid cylinders of normal square array. From a practical design point of view, fluid-elastic instability may be expressed simply in terms of dimensionless flow velocity and dimensionless mass-damping parameter. For dynamic instability of cylinder rows, added mass, damping and the threshold flow velocity are evaluated. The Fluid-elastic instability coefficient is calculated and then compared to existing results given for tube bundles in normal square array.

• 한국기계가공학회지
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• 제9권5호
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• pp.90-95
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• 2010

The dynamic instability and natural frequency of elastically restrained pipe conveying fluid with the attached mass are investigated in this paper. Based on the Euler-Bernoulli beam theory, the equation of motion is derived by using extended Hamilton's Principle. The influence of attached mass and its position on the dynamic instability of a elastically restrained pipe system is presented. Also, the critical flow velocity for the flutter and divergence due to the variation in the position and stiffness of supported spring is studied. Finally, the critical flow velocities and stability maps of the pipe conveying fluid with the attached mass are obtained by changing the parameters.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.68-74
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• 2015

Time domain response analysis for vibro-impact nonlinear behavior of multi-span tube with loose supports was performed using commercial FEA code and user subroutine. Support geometry of multi-span tube with a finite gap is realistically modeled by analytical rigid surface. Model of hydrodynamic force is based on the Qusai-steady model which accounts for the inclined angle of relative flow velocity and time delay between flow force and resulting tube motion. During tube vibration from flow loading, impact and friction at the support location is simulated using commercial FEA code with master slave contact algorithm. Analysis results has reasonable agreement with those of references and test experience. Plan of further refinement of analysis model and future test verification is briefly introduced.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.84-91
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• 2003

Flow-Induced Vibration of steam generator tubes may result in fretting wear damage at the tube-to-support locations. KSNP(Korean Standard Nuclear Power plant) steam generators experienced fretting wear in the upper part of U-bend above the central cavity region of steam generators. This region has conditions susceptible to the flow-induced vibration, such as high flow velocity, high void fraction, and longer unsupported span. To improve its performance, APR1400 steam generator is designed with additional supports in this region to reduce unsupported span and to reduce peak velocity in the central cavity region. In this paper, we examined its performance improvement using ATHOS code. The thermal-hydraulic condition in the region of secondary side of APR1400 steam generator is obtained using the ATHOS3 code. The effective mass for modal analysis is calculated using the void fraction, enthalpy, and operating pressure information from ATHOS3 code result. With the effective mass distribution along the tube, natural frequency and mode shape is obtained using ANSYS code. Finally, stability ratios and real mean squared displacements for selected tubes of the APR1400 steam generator are computed. From these results, the current design of the APR1400 steam generator are examined.

• 한국기계가공학회지
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• 제10권3호
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• pp.79-86
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• 2011

The dynamic instability and natural frequency of elastically restrained pipe conveying fluid with the attached mass and crack are investigated. The pipe system with a crack is modeled by using extended Hamilton's Principle with consideration of bending energy. The crack on the pipe system is represented by a local flexibility matrix and two undamaged beam segments are connected. In this paper, the influence of attached mass, its position and crack on the dynamic stability of a elastically restrained pipe system is presented. Also, the critical flow velocity for the flutter and divergence due to the variation in the position and stiffness of supported spring is studied. Finally, the critical flow velocities and stability maps of the pipe conveying fluid with the attached mass are obtained by the changing parameters.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.570-573
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• 2011

본 논문에서는 배관의 국부변형을 고려하여 각 배관의 특성으로 인하여 발생하게 되는 최대 응력 발생지점에 대한 평가 및 설계기법을 제안한다. 다중관은 일반적으로 배관의 매설 조건이 불안정한 곳이나 배관의 내부 유체의 유출 모니터링 및 난방관 등의 보온을 목적으로 사용되나, 다중관의 거동에 대한 거동 및 설계에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서 제안한 기법은 탄성범위에서 거동하는 연성관을 대상으로 하며 외관의 형상 및 외부 하중에 의하여 예상되는 국부 변형을 설계 인자로 고려하는 방법이다. 일반적인 원형관의 경우 관의 하단부에서 가장 큰 국부 변형 반경을 나타나며, 국내외에서 사용하고 있는 정사각 콘크리트 보호공의 경우 관의 상측, 하측부($45+90n^{\circ}$)에서 가장 큰 반경을 관찰할 수 있다. 이는 내압이 작용하는 구조물에 대하여 낮은 압력에도 항복에 이르는 환경을 제공하기 때문에 설계 시 반영되어야 할 중요한 요소이다.