• 터널과지하공간
• /
• 제19권4호
• /
• pp.348-354
• /
• 2009

순간충격시험은 대수층의 수리특성을 빠르고 효과적으로 측정할 수 있는 가장 일반적인 방법이다. 한국원 자력연구원(KAERI) 부지 내 YS-4 시추공에서 부지의 수리특성을 알아보기 위하여 순간충격시험을 수행하였고, 그 결과 일반적인 수리반응과 다른 요동수리반응을 관찰하였다. 이 반응결과를 일반적인 해석방법과 시추공내 유체의 관성 영향을 고려한 해석방법으로 해석하여 각각 비교하였다. 그 결과 일반적인 해석 방법으로는 수리전도도가 $3.10{\times}10^{-6}{\sim}3.63{\times}10^{-5}$ m/sec로 예측되어 해석결과의 차이가 크게 나타났지만, 유체의 관성효과를 고려하였을 때는 $4.85{\times}10^{-6}{\sim}5.44{\times}10^{-6}$ m/sec로 그 해석결과가 거의 비슷하였다. 이는 순간충격시험 시 요동수리 반응은 반드시 공내 유체의 관성 효과를 고려하여 해석하여야 함을 보여준다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제5회(2016년)
• /
• pp.560-565
• /
• 2016

최근 대형 컨테이너선의 개발이 지속적으로 이루어짐에 따라 슬래밍에 의한 선수 및 선미의 구조안정성 문제가 대두되고 있지만 설계 단계에서 슬래밍에 대해 고려하기에는 현상의 복잡성으로 인해 어려움이 많았다. 이를 위해 KRISO에서 시행된 WILS JIP의 선수 단면 형상 및 선미 단면인 쐐기 형상으로 격자를 생성하여 EDISON CFD 다상유동 해석자를 통해 수치해석을 시도하였다. 기존 방식과 달리 계산 시간 절감을 위하여 격자 변형 기법을 적용하지 않고 모형 시험결과를 기반으로 한 유입류 조건을 설정하여 입수 충격 문제를 해석해보았다. 그 결과, 선미 형상의 경우 선행연구와 유사하게 실험 결과에 근접한 유체 충격력을 정량적으로 얻어낼 수 있었다. 선수 형상의 경우에서는 구상 선수로 인해 파생되는 센서 위치별 충격력의 변화를 확인할 수 있었으며, 실제 유동에 가까운 유동 형상과 슬래밍에 의한 충격력을 개략적으로 구할 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제35권4호
• /
• pp.277-282
• /
• 2022

본 연구에서는 저가 재료인 전분과 물 기반의 현탁액을 이용하여 과속방지턱에 응용 가능한 스마트 소재를 개발하고 물성을 평가하였다. 유변물성측정기를 이용하여 전단율에 따른 점도 및 전단력을 측정하여 전분 농도별 전단농화 발생 현상을 확인하였다. 물체의 낙하 시험과 5-25 km/h의 주행 속도로 충격 후 진동을 측정한 자전거 주행 시험을 통해 거시적인 전단농화현상을 확인하였고, 과속방지턱의 적용 가능성을 확인하였다. 점도 측정 결과, 초기에 전단담화 구간에 이어 전단농화가 발생하였고, 전단농화 현상을 유발하는 임계 변형률은 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 전분 농도 증가에 따라 점도와 전단력이 크게 증가하였다. 낙하시험과 자전거 주행시험 결과 현탁액이 단시간에 고체 상태로 바뀌었고 충격 에너지가 유체에 흡수되었다. 유체의 농도와 가하는 충격(속도)이 증가할수록 전단농화현상이 쉽게 발생하였다. 최종적으로 물과 전분 기반의 비뉴턴 유체로 5-25 km/h 범위에서 구동하는 스마트 과속방지턱 재료의 개발을 제안하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제26권1호
• /
• pp.63-77
• /
• 1994

이 연구는 가압경수로의 원자로 다운커머내에서 과도냉각시 직접용기주입에 따른 유체혼합현상을 가압열충격의 견지에서 시험모델을 사용하여 조사한 것이다. 시험모델은 ABB-CE System80＋ 원자로 구조에 근거하여 설계되었다. 이 원자로에 대한 가능성 있는 가압열충격 사고로서 콜드레그 소형파단 냉각재 상실사고와 주중기관 판단 사고가 선정되었다. 시험은 두 부분으로 구성되는데 첫째 부분은 원자로 다운커머에서 직접용기 주입수와 기존냉각재간의 유체혼합을 가시화법에 의하여 시험한 것이고, 둘째 부분은 별도의 시험모델에서 직접용기주입에 따른 열적혼합을 시험한 것이다. 가시화 시험에서는 과도적 냉각기간중 직접용기 주입수와 1차 냉각재간의 물리적 상호작용이 밝혀졌다. 열적혼합시험에서는 소형파단 냉각재 상실사고시 직접용기주입에 의한 심한 냉각현상이 다운커머내서 관찰되었다. 측정된 온도곡선은 소형파단 냉각재 상실사고에 대하여 REMIX 로드, 증기관 파단사고에 대하여는 COM-MIX-1B 코드에 의한 계산과 비교되었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.10-20
• /
• 2019

충격파 개념을 이용하는 유체 추력벡터 제어는 빠른 벡터링 응답, 간단한 구조 및 낮은 무게로 인하여 큰 벡터링 성능을 달성하는데 많은 이점을 제공한다. 본 논문에서는 전산유체역학 기법을 사용하여 슬롯 인젝터를 가진 3차원 직사각형 초음속 노즐에 대하여 연구를 수행하였다. 계산 방법론을 검증하기 위하여 수치 결과를 실험 데이터로 비교하였다. 대칭 평면에서의 상부 및 하부 노즐벽을 따르는 압력분포는 시험 결과와 잘 일치하였다. $k-{\omega}$ SST 난류모델을 기반으로 한 수치해석을 통하여, 운동량 플럭스 비율의 영향을 철저히 조사하여 추력의 성능 변화를 명확하게 나타내었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.92-98
• /
• 2018

본 논문은 모형 프로펠러를 대상으로 공동수조 시험, 수중 충격시험, 유한요소해석 및 전산유체해석에 기반하여 수행한 명음 발생 메커니즘 연구이다. 선미 유동을 모사하기 위해 반류망, 프로펠러 및 방향타를 설치하고 수중청음기와 가속도계로 프로펠러 명음 현상의 발생과 소멸을 계측하였다. 유한요소해석을 통해 프로펠러 날개의 고유진동수를 예측하고 접촉 및 비접촉식 충격시험으로 이를 검증하였다. RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 방정식 기반 전산유체해석을 통하여 프로펠러 날개 각 단면의 유속과 유효 받음각을 계산하였으며, DES(Detached Eddy Simulation) 기반 고해상도 해석을 통해 명음 발생 위치에서 2-D 날개 단면 뒷전의 와류흘림주파수(vortex shedding frequency) 계산을 수행하였다. 수치적으로 예측된 와류흘림주파수는 모형시험으로 계측한 명음 발생 주파수 및 날개 고유진동수와 일치함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.8-13
• /
• 2018

외부 충격에 대한 연료탱크의 구조 건전성을 확인하기 위해서는 연료탱크 내부 연료의 거동과 그에 따른 영향성을 파악할 수 있는 유체-구조 연성해석을 수행해야 한다. 과거에는 유체-구조 연성해석을 수행하기 위해서는 상당한 전산자원과 과도한 계산시간이 필요하여 수치해석 결과를 도출하기까지 많은 제약이 있었다. 하지만, 최근 컴퓨터 성능이 획기적으로 향상되어 유체-구조 연성해석 등의 복잡한 수치해석이 가능하게 되었다. 유체-구조 연성해석을 위해 주로 사용되는 방법은 ALE(Arbitrary Lagrangian and Eulerian)와 입자법(Smoothed Particle Hydrodynamic)이 있다. 두 방법에는 상호 장단점이 있기 때문에 수치해석의 목적에 따라 적합한 방법을 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 ALE을 적용하여 연료탱크 충돌충격 시험 수치모사를 수행하였다. 수치해석 목적은 충돌충격하중에 의해 컨테이너 내부에 장착된 연료탱크의 파손 가능성을 확인하는 것인데, 수치해석의 결과로 연료탱크 내부의 유체 거동을 파악하고, 충격하중에 의해 연료탱크와 컨테이너 구조물에서 발생하는 응력을 계산하여 연료탱크 파손 여부에 따른 내부 유체의 누설 가능성을 제고하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.42.2-42.2
• /
• 2009

연속주조공정에서 용강의 통로, 산화방지 및 유체 흐름을 용이하게 하는 역할을 하는 다공성 노즐(porous nozzle)은 용강과의 직접적인 접촉으로 인한 화학 반응 및 용강의 침투현상을 방지하기 위해 불활성 가스를 주입하여 청정강을 제조하는데 이용된다. 공정 중 노즐 막힘으로 인한 배압상승과 열충격에 의한 크랙(crack) 발생이 문제되고 있으며 신뢰성 향상 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기공크기와 기공분포가 고온안정성 및 내열충격성에 미치는 영향을 알아보고, 내구성 시험 및 고장분석을 통하여 노즐의 신뢰성 향상 방안을 고찰 하였다. 기공을 제어한 시편을 제조하여 기공분포에 따른 고온안정성을 확인하기 위해 실제 사용 조건인 용강온도($1550^{\circ}C$)와 보다 높은 온도($1700^{\circ}C$)에서 각각 고온 시험을 수행하였다. 열충격을 스트레스 인자로 한 내구성 시험을 수행한 후 고장원인을 분석하였으며 열화정도를 확인하기 위해 열처리 온도에 따른 차압 및 굽힘 강도 변화를 비교하였다. 또한 결정상 분석을 통해 온도에 대한 상변화를 확인하였고, 시편의 표면 및 파단면의 미세구조 분석을 통해 크랙 발생여부를 확인하였다. 다공성 노즐의 기공분포가 균일 할수록 고온안정성 및 내열충격성이 향상됨을 확인하였고, 이를 통해 Porous Nozzle의 열화원인으로 판단되는 기공 크기 및 분포에 따른 크랙 발생에 대해 열응력 고찰을 수행하였다.

• Composites Research
• /
• 제21권5호
• /
• pp.23-30
• /
• 2008

칼이나 송곳 같이 날카로운 날이 있거나 같이 뽀족한 도구를 사용한 위협을 군인 뿐 아니라 경찰이나 경호원들에게 쉽게 일어날 수 있다. 이러한 위협으로부터 보호하기 위한 방호복의 소재의 적용하기 위해 방탄소재로 사용되는 Kevlar 직물을 사용하였으며 방검 및 방침 특성 향상을 위해 나노입자가 충진된 전단농화유체(Shear thickening fluid)를 함침하였다. National Institute of Justice 시험 격에 따라 송곳과 칼을 제작하여 낙하충격시험기를 사용한 방검 및 방침특성 평가시험을 수행하였다. 전단농화유체는 각각 100nm, 300nm, 500nm 기의 구형 나노 $SiO_2$ 입자를 충진시켜 제작하였으며 전단농화유체의 함침과 나노 입자의 크기가 갖는 방검 및 방침 특성에 대한 영향력을 평가하였다. STF를 함침한 Kevlar 직물은 송곳을 사용한 낙하충격시험에서는 미처리 직물에 비해 좀 더 높은 충격하중을 지지하며 견고히 송곳의 침투에 저항하는 우수한 방침 특성을 보여준 반면 칼을 사용한 방검시험에서는 효과를 보여주지 못하였다. 특히 전단농화유체를 구성하는 나노입자의 크기는 방침 특성을 결정하는 주요한 인자임을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2014

최근 수중폭발로 인한 구조물의 충격응답에 대한 연구는 매우 높은 비용과 소요시간, 민감한 환경문제 등으로 인하여 실제 시험보다는 컴퓨터를 통한 수치해석적 연구가 활발히 진행되어 왔다. 또한 시뮬레이션의 기술 향상과 더욱 정교해진 기능들로 수치 시뮬레이션의 효율성이 증가되었을 뿐 아니라 그 신뢰성까지 증가하였다. 본 연구에서는 유체 표면의 Acoustic Pressure와 구조물 표면 변위의 적절한 관계를 다루는 구조-유체 상호작용(FSI : Fluid-Structure Interaction), 수중폭파 형태를 결정하는 유체의 깊이와 폭발물과 구조물 사이의 거리에 대한 파라미터를 상용 유한요소 프로그램인 ABAQUS에 적용한 시뮬레이션 값과 실험적 이론 값 비교에 중점을 두었다. 수중폭발로 인한 파이프의 충격테스트 응답 분석은 ABAQUS/Explicit을 사용하여 수행되었고, 시간이력에 따른 충격하중, Acoustic Pressure, 타격지점의 응력, 속도, 변형에너지 등 ABAQUS CAE에서 결과를 나타내었다.