• Title/Summary/Keyword: 초기형상해석

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Numerical Study of Flow Characteristics of Scramjet with a Cavity Flameholder (스크램제트 공동 화염 보염기 형상에 따른 유동 특성의 수치적 연구)

  • Jang, Won-Geun;Lee, Hak-Jin;Choe, Seong-Im
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2014.03a
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    • pp.603-609
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    • 2014
  • 차세대 제트 추진기관으로 주목받고 있는 스크램제트 엔진의 핵심은 연소기 내부에서의 성공적인 초음속 연소를 필요로 한다. 초음속 연소는 공기-연료 혼합(fuel-air mixing)의 정도에 따라 연소효율이 영향을 받게 된다. 공동형 화염 보염기(cavity flameholder)는 재순환 영역(recirculation zone)을 생성하여 연료 혼합의 효율을 높여 지속적인 초음속 연소가 진행될 수 있는 시간을 제공한다. 본 연구에서는 EDISON 전산유체역학 소프트웨어를 이용하여 공동형 화염 보염기를 지나는 초음속 유동의 재순환 영역과 전압력 변화에 대한 전산 해석을 수행하였다. 초기 형상을 생성하여 유동 해석을 수행한 후, 3개의 형상 변수에 대한 매개 변수 연구를 통하여 공동의 형상과 위치에 따른 재순환영역의 제어가 가능함을 확인하였다.

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Geometrically Nonlinear Analysis of Suspension Bridges (현수교의 기하학적 비선형해석)

  • ;Bang, Myung-Suk
    • Computational Structural Engineering
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    • v.7 no.3
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    • pp.177-183
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    • 1994
  • The purpose of this study is to develop the analytical method and to analyze the geometrically nonlinear behavior of suspension bridges. Two step algorithm is developed to analyze the initial profile under the deal load and the nonlinearity under the live load. Since the geometrically nonlinear effect is great comparing with the linear analysis, it should be considered in the analysis and design. The comparison between analysis and measurement shows that the new algorithm is effective.

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Determination of the Accurate Effective Length for Buckling Design of Cable-Supported Bridges (케이블지지교량의 좌굴설계를 위한 유효좌굴길이 산정)

  • Jin, Man Sik;Kyoung, Yong Soo;Lee, Myung Jae;Kim, Moon Young
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.16 no.3 s.70
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    • pp.355-363
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    • 2004
  • In order to obtain the effective length factor of beam-column members of plane frames, this paper extensively used an alignment chart approach, based on the nomograph given in LRFD-AISC specification commentaries. However, it should be noted that various simplifications and assumptions were introduced in constructing the alignment chart. To overcome the practical limitations of the alignment chart, this paper proposes a simple but accurate procedure that determined the effective buckling length for stability design of main members of cable-supported bridges. This method requires the full system buckling analysis. The numerical examples showing the suitability of the present scheme are discussed and some conclusions are drawn.

Shape Recovery Analyses of SMA Actuator-Activated Composite Shells Considering 3-D SMA Material Behaviors (3차원 거동이 고려된 형상기억합금 작동기 부착 복합재 쉘의 변형해석)

  • Kim, Cheol;Lee, Seong Hwan;Jo, Maeng Hyo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.4
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    • pp.44-52
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    • 2003
  • Shape memory alloys (SMA) are often used in smart structures as active components. Their ability to provide large recovery forces and displacements has been useful in many applications, including devices for artificial muscles, active structural acoustic control, and shape control. Based on the 3-dimensional SMA constitutive equation in this paper, the radial displacement control of externally pressurized circular and semicircular composite cylinders under external pressure with a thin SMA layer bonded on its inner surface or inserted between composite layers in investigated using 3-dimensional finite element analysis. Upon actuation through resistive heating, SMAs start to transform from martensitic into austenitic state, simultaneously recover the prestrain, and thus cause the composite cylinders to go back to their original shapes of the cylinder cross-sections.

Determination Method for Longitudinal Initial Prestress in Composite Beams with Precast Decks I: Simply Supported Beams (프리캐스트 바닥판을 사용한 강합성보의 교축방향 초기 프리스트레스 산정방법 I : 단순보)

  • Cho, Sun-Kyu;Lee, Jong-Min
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.1A
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    • pp.15-24
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    • 2008
  • This paper presents the analytical method for the long-term behavior of simply supported composite beams with precast decks prestressed in the longitudinal direction. The objectives of time-dependent analysis are to estimate losses of prestress on the concrete slab and long-term deflection due to creep and shrinkage of concrete, relaxation of prestressing steel. Also, the time-dependent analysis was carried out using the presented analytical method to evaluate the effects of several parameters on the long-term behavior of composite bridge with precast deck, including geometrical shapes of composite beams, compressive strength of concrete and magnitude of initial prestress. The results of the analysis indicated that, in the effects of geometrical shapes of composite beams, the main parameters affecting the losses of prestress and the long-term deflection were the cross sectional area and the moment of inertia of steel beam, respectively. Finally, the determination method for the required initial prestress was proposed by evaluation of the loss characteristics due to shrinkage and creep of concrete.

High Lift Device Design Optimization and Wind Tunnel Tests (고양력장치 설계 최적화 및 풍동시험)

  • Lee, Yung-Gyo;Kim, Cheol-Wan;Cho, Tae-Hwan
    • Aerospace Engineering and Technology
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    • v.9 no.1
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    • pp.78-83
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    • 2010
  • In the present paper, a flap was optimized to maximize the lift. A 2-element fowler flap system was utilized for optimization with an initial shape of general aviation airfoil and a flap shape designed by Wentz. Response surface method and Hicks-Henne shape function were implemented for optimization. 2-D Navier-Stokes method was used to solve flow field around aGA(W)-1 airfoil with a fowler flap. Commercial programs including Visual-Doc, Gambit/Tgridand Fluent were used. Upper surface shape and the flap gap were optimized and lift for landing condition was improved considerably. The original and optimized flaps were tested in the KARI's 1-m low speed wind tunnel to examine changes in aerodynamic characteristics. For optimized flap tests, the similar trend to prediction could be seen but stall angle of attack was lower than what was expected. Also, less gap than optimized design delayed stall and produced better lift characteristics. This is believed to be the effect of turbulence model.

Determination of Initial Tension and Reference Length of Cables of Cable-Stayed Bridges (사장교의 케이블 초기장력 및 기준길이 결정에 관한 연구)

  • Yhim, Sung-Soon
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.9 no.2
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    • pp.137-146
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    • 2005
  • This study presents the shape iteration method and the updated Lagrangian methods to calculate the initial tension and the reference length of cables of cable-stayed bridges. The girders and towers of cable-stayed bridge are modelled as 3-dimensional frame elements and the cable as nonlinear truss element or Ernst's cable element. Compared with the initial tensions of cables by finite element method in this study and by trial-and error method in practices, the tensions by the former are shown to be a little less than the those by the latter. The reference lengths of cables by Ernst's cable elements are almost consistent with those of cables by nonlinear truss elements. And the reference length of cables in this study are almost consistent with the arc length of beam with the same initial tension. Therefore the reference lengths of cables in cable-stayed bridges are shown to be obtained simply by the theory of beam with the initial tension calculated in this study.

소성가공 공정의 컴퓨터 응용설계를 위한 제반 과제

  • 김권희
    • Journal of the KSME
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    • v.29 no.3
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    • pp.294-305
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    • 1989
  • 소성가공 공정설계의 컴퓨터를 이용한 최적설계를 위하여 선결되어야 기술적 과제를 (i) 구성방 정식, (ii) 윤활 및 마찰조건, 그리고 (iii) 적응적 유한요소망 재구성법 등 3가지 분야로 대별하여 논의하였다. 적절히 선택된 마찰/구속조건 등 경계조건 (boundary condition) 과 적절한 유한 요소망의 구성을 통하여 최종제품의 형상을 만들어내기 위한 금형의 형상 등을 유한요소법으로 해석하여 공정설계상의 시행착오의 범위와 횟수를 줄일 수 있다(7,8). 또 하나의 예로서 자동 차의 자체 등 비교적 대형의 판재가공에서 펀치에 의한 본격적인 가공행정이 이루어지기 전에 판재 자체가 중력에 의하여 처지게 되는데 이러한 중력에 의한 피가공재의 초기 처짐은 최종제 품의 형상에 직접적인 영향을 주게 된다. 이 경우 기존의 유한요소 해석 기법을 사용하여 초 기처짐을 제어하기 위한 판재의 가공전 고정용 금형(binder wrap)의 최적설계를 훌륭히 수행할 수 있다. 이같이 현재의 유한요소 해석법은 많은 기술적 과제를 지니고 있으나 동시에 소성가 공의 컴퓨터 응용설계를 실현하기 위한 궁극적 도구로서 매우 큰 활용 잠재력을 지니고 있다.

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Initial Equilibrium State Analysis of Cable Members for Preliminary Analysis of Multi-span Suspension Bridge under Dead Load (고정하중을 받는 다경간 현수교의 예비해석을 위한 케이블 부재의 초기평형상태 해석)

  • Choi, Dong-Ho;Na, Ho-Sung;Gwon, Sun-Gil
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.36 no.1
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    • pp.21-29
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    • 2016
  • This paper proposes a method to determine the initial equilibrium state of cable members for preliminary analysis of multi-span suspension bridge under dead load. The proposed method is simpler and more practical than the previous methods used in other studies. The proposed method can be applied to three-span or multi-span suspension bridges. To verify the proposed method, an three-span model as well as four-span models such as New Millenium Bridge in Korea and Yingwuzhou Bridge in China are analyzed. In the verification results, the initial coordinates and tensions of the members calculated by the proposed method are good agreement with those in the previous study for the three-span model and those in the design data of New Millenium Bridge. In addition, the proposed method gives the initial values to keep the initial configuration of Yingwuzhou Bridge.

형상비를 고려한 중공 플랜지의 밀폐단조 해석

  • 김현수;김용조
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.190-190
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    • 2003
  • 동력 전달용 구동부품에 있어서 중공 플랜지 형상의 부품은 흔히 찾아 볼 수 있으며, 이는 높은 강도를 요구하기 때문에 강도향상을 위하여 단조에 의한 제품의 성형 방법이 많이 연구되고 있다. 중공 플랜지형상을 갖는 제품의 제조 방법으로서는 중실 플랜지 형상으로 단조하여 내경부를 절삭가공하는 방법, 중실 소재를 후방압출하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법, 또는 중공의 초기소재를 사용하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 Fig. 1에 나타낸 것과 같이 중공 플랜지 형상을 갖는 기계 부품의 단조방법에 대해 연구하였으며, 중공 관의 내경을 $d^1$, 외경을 $d^2$, 플랜지부의 외경을 $D^0$, 중공 관의 두께를 t, 플랜지부의 두께를 T로 정의하였다. 중공 플랜지 형상에 있어서 공정 설계의 변수는 다양하겠으나, 본 연구에서는 중공관의 외경과 내경의 형상비 $\alpha$(=$d^2$/$d^1$), 플랜지의 폭과 중공관의 두께비 $\beta$(=B/t) 및 중공관의 두께와 플랜지의 두께비 r(=T/t)의 변화에 따른 성형조건에 관해 고찰하였다. 중공 플랜지 형상의 성형방법으로 Fig. 2에 나타낸 것과 같은 $\circled1$중실소재를 이용한 후방압출단조(backward extrusion forging)방법, $\circled2$중공 소재를 이용한 엎셋(upset forging)방법, $\circled3$중공 소재를 이용한 압조법(injection forging), $\circled4$중실소재를 이용한 압조-압출(injection-extruding forging)법의 4가지의 단조 방법을 제시 하였다. 또한, 유한요소해석을 수행하여 소성유동 형태, 유효변형률, 단조하중을 검토하고. 모델재료인 납을 이용한 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이를 바탕으로 산업 현장에서 경험에 의존하였던 공정 설계를 보다 효과적으로 개선하기 위한 단조법을 제시하고자 하였다. 또한 중실 소재를 이용한 중공 플랜지 형상의 단조 방법 중 보다 적절한 단조방법인 압조 단조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 SM10C에 대한 유한요소 해석을 수행하였으며, 제품의 형상비에 따라 폴딩 결함의 발생 유무를 검토하고, 폴딩 결함 없이 단조하기 위한 중공 플랜지의 형상한계 비를 제시하였다.

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