• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.84-92
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• 2010

현재 가동 중인 몇몇 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부는 일차수응력부식균열(PWSCC : Primary Stress Corrosion Cracking) 발생의 세가지 조건(민감 재질, 부식 환경, 인장응력)을 동시에 충족하고 있다. 즉, 이종금속 용접부는 PWSCC에 민감한 재질인 Alloy 600 계열 합금으로 제작 또는 용접되어 있으며 고온 수화학 부식 환경 하에 놓여있다. 아울러 오스테나이트 스테인리스 강의 예민화 예방을 위한 용접 후열처리 미실시로 높은 인장 용접 잔류응력이 작용하고 있다. 이러한 이종금속 용접부의 특성상 PWSCC가 발생할 잠재성이 있을 뿐만 아니라 국내외적으로 Alloy 600 계열 합금으로 제작 및 용접된 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부에 실제 PWSCC가 발생된 사례들이 다수 보고되고 있다. 운전 환경 및 재질 변화 없이 PWSCC 발생을 예방하기 위해서는 인장 잔류응력을 이완시켜 낮은 인장 또는 압축 응력화하여야 한다. 이러한 인장 잔류응력 이완방법들로는 PWOL(Pre-emptive Weld Overlay), 레이저 피닝(Laser Peening), MSIP(Mechanical Stress Improvement Process), 워터 제트 피닝(Water Jet Peening), IHSI(Induction Heating Stress Improvement) 방법들이 있는데 공정 시간이 짧고 열 에너지 원이 필요 없으며 전체적인 소성 변형을 야기시키지 않는 레이저 피닝을 본 연구의 대상 방법으로 한다. 본 연구에서는 동적 유한요소 해석을 통해 용접 잔류응력을 이완시키는 레이저 피닝의 효과를 검증하고 용접 잔류응력에 미치는 레이저 피닝 변수의 영향을 고찰하고자 한다. 내부 보수용접이 수행된 경수로 원전 가압기 노즐 이종금속 용접부에 레이저 피닝을 적용한 경우에 대해 상용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 동적 유한요소해석을 수행한 결과, 고온 수화학 일차수와 접하는 Alloy 600 계열 합금 내면에서의 인장 잔류응력이 상당히 이완됨을 확인하였다. 또한, 최대충격 압력이 증가할수록, 충격압력 지속시간이 증가할수록, 레이저 스팟 직경이 증가할수록 내표면 인장 잔류응력 이완 정도는 감소하나 이완되는 영역의 깊이는 증가함을 알 수 있다. 또한, 레이저 피닝 방향이 잔류응력 이완에 미치는 영향은 미미함을 알 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.67-74
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• 1999

고체 물체 표면이나 지표면에 초음속 제트가 충돌할 때 발생되는 문제들은 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 수직 이/착륙기, 제트 엔진의 배기가스, 가스터빈 블레이드, 지상 로켓 발사 등의 다양한 상황에서 일어나며 이러한 충돌제트의 유동은 아음속과 초음속 혼합영역, 충격파가 교차하는 영역, 팽창파, 난류 전단층 등의 매우 복잡한 구조를 이루고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 출구마하수 2, 축소-확대형 초음속 노즐을 통해 과소 팽창된 제트가 수직, 경사평판에 부딪힐 때 형성되는 표면압력분포 및 유동가시화 등을 초음속 유동시험장치를 이용하여 연구하였다. 평판에서의 최대압력은 수직일 경우보다 경사졌을 때 훨씬 더 컸으며, 이는 여러 충격파를 통한 압력 회복 때문이다. 또한, 평판이 자유제트의 첫 번째 충격파 셀 내에 위치할 때 과소 팽창비에 따른 표면압력분포는 서로 유사한 경향을 보여주었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.328-331
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• 2008

본 연구에서는 모델 스크램제트 엔진의 특성을 자세히 고찰하기 위해 수치해석을 수행하여 실험결과와 비교분석하였다. 수치해석을 통해 예측한 압력분포도는 충격파 터널을 이용한 지상시험과 잘 일치하는 결과를 보였다. 또한 연소기 내부의 정온도 및 정압력분포에 대한 분석에서 공동보염기는 국소적인 고온영역을 발생시키며, W자형 카울은 유동의 가로방향에 대해 압력불균형을 유발시킨다는 특성을 확인하였다. 이러한 특성은 연소기 내부의 초음속 연소를 증진시키는 효과로 이어졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.886-891
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• 2008

이 연구는 필터 백을 사용하는 집진기에서 펄스밸브에 부착된 솔레노이드 밸브의 통전 시간과 공기소모량 사이의 관계를 실험적으로 규명하였으며 이 때 필터 백에 작용하는 압력파의 전달과정을 고찰하였다. 펄스당 공기소 모량이 집진기 운전비용의 주요 요소이므로 펄스제트의 전파과정을 관찰하고 압력파형과 공기소모량을 측정하였다. 또 주어진 조건하에서 필터 백의 길이의 영향을 고찰하고 효율적인 탈진작용을 할 수 있는 통전시간과 충격량 사이의 관계를 규명하였다 주어진 실험조건 범위에서는 통전시간이 짧을수록 더 큰 충격량을 얻을 수 있으며 동일한 통전 시간에 대하여는 여러 번의 짧은 펄스를 발생시키는 것이 더 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.339-342
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• 2008

PSP는 산소��칭원리에 의해 모델표면의 전역적 압력정보를 측정할 수 있는 기법이다. 본 연구는 자유류 마하수 2.5에서 수직 제트 분사와 Cavity를 이용한 스크램제트의 연소실 내부에서의 공기와 연료의 혼합 특성을 알아보기 위해 PSP를 사용하여 표면압력을 측정하였다. 그 결과 Cavity의 크기가 커질수록 공기-연료의 혼합정도가 커지는 것을 알 수 있었다.. 또한 CFD와 압력공을 이용하여 측정 압력값을 비교하였다. 그 결과 충격파의 형태 및 전단경계층의 두께 변화 등의 정성적 결과가 모두 일치하였으며, 압력측정 결과 약간의 오차는 발생하였으나 3D Bow Shock이 위치한 지점에서의 압력 및 Vorticity가 크게 나타나는 경향성이 모두 일치하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권5호
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• pp.383-390
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• 2013

유도탄의 사출성능 중 탄에 충격으로 작용하는 최대가속도의 감소는 유도탄의 비정상작동 방지와 내부 부품들의 크기 및 비용 감소 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 사출용 가스발생기의 작동에 의해 탄에 가해지는 최대가속도가 사출초기에 발생됨을 착안하여 사출초기에 영향을 미치는 설계인자를 조사하였다. 가스발생기 설계인자로 점화기 및 노즐마개를 선정하고, 설계인자 변경을 통해 가스발생기에 의해 발생되는 최대가속도를 실험적으로 조사하였다. 최종적으로 최대가속도 감소효과를 정량적으로 비교하기 위해 가스발생기 지상연소시험을 실시하였다. 그 결과 설계인자의 최적값들이 적용된 개선모델의 경우 기준모델에 비해 최대가속도를 약 68% 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.337-348
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• 2003

밀장전한 암반 발파공에서 화약 폭발시 발생하는 고압의 폭굉압력 전파메카니즘을 충격파 이론을 적용하여 규명하고 전달된 발파압력 산정식을 유도하였다. 유도된 발파압력 산정식은 폭굉파속도, 단열지수, 화약밀도, Hugoniot 상수, 암반밀도의 함수였다. 에멀젼 화약과 서울 화강암의 특성시험을 시행하여 각 특성치의 확률분포를 정의하고 발파압력 산정식에 적용하여 발파압력의 확률분포를 산출하였다. 화약 특성치와 암반 특성치의 확률분포는 정규분포를 나타냈으며 따라서 발파압력의 확률분포도 정규분포로 추정되었다. 발파압력에 대한 매개변수분석을 시행한 결과 폭굉파속도가 발파압력에 가장 크게 영향을 미쳤다. 또한 이런 특성치의 불확실성이 발파압력의 불확실성에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 암반특성치의 불확실성이 화약특성치보다 더 크게 영향을 미쳤다. 비록 매개변수분석에서 폭굉파속도가 발파압력에 가장 크게 영향을 미치는 요소이지만 암반특성치의 불확실성이 폭굉파속도의 불확실성보다 더 크기 때문에 발파압력은 후자보다 전자에 의해서 더 크게 영향을 받는다.

• 한국가스학회지
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• 제17권2호
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• pp.70-77
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• 2013

본 연구는 화력발전소 최종과열기에서 고압터빈 사이 배관과 고압터빈을 지난 곳에 있는 체크밸브와 1차 재열기 사이 배관을 포함한 수증기 배관시스템에서 터빈의 급작스런 사고로 인해 터빈으로 들어가는 수증기를 차단할 때 발생하는 수증기 충격이 배관시스템에 미치는 영향을 분석하는 연구이다. 이를 위해서 수격현상 해석에 많이 사용하는 Flowmaster 소프트웨어로 배관시스템을 모델링하고 시간 변화에 따라 배관 내부의 압력, 질량유량률의 특성을 파악하였다. 이러한 특성으로부터 수증기 충격이 주로 영향을 미치는 곡관에서 수증기 충격에 의한 힘을 도출하였다. 본 연구를 통해서 수증기 충격은 주증기 차단 밸브 직전의 곡관과 체크밸브 이후에 바이패스 배관과 연결되는 곡관에서 수증기 충격에 의한 힘이 가장 크게 나타남을 밝혀냈다. 본 연구에서는 이렇게 도출한 힘의 기본 자료를 이용하여 차후 연구에서 화력발전소 수증기 배관시스템의 수증기 충격 시 곡관과 지지대의 안전성을 진단하는 토대를 구축하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제19권3호
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• pp.207-214
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• 2002

인공위성 추진시스템의 액체연료(Hydrazine) 비정상유동 해석을 통해 연료공급 시스템내 유압특성이 유도된다. 정상상태 연소의 경우 연료유동량은 일정하나, 추력기밸브가 갑자기 닫히면 배관내 압력은 초기 탱크압력보다 높아진다. 결국 배관내 유압은 비정상상태가 되며, 유압 및 유량은 맥동현상을 보인다. 만약 상승압력이 너무 크게 되면, 추진제(연료)가 폭발분해를 일으키며, 추력기밸브 기능에 손상을 입힐 수 있고, 하이드라진 연료의 초음속 연소현상이 발생할 가능성이 있다. 또한 반사된 충격파로 인해 압력변환기의 감도저하 및 오작동을 유발하기도 한다. 위성의 추진시스템 설계시 비정상연료의 해석이 선행되어야 하며, 본 논문에서는 여러 설계인자에 대한 연료배관내 유압특성을 MOC 유동해석을 통해 제시하였다.

• 항공우주기술
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• 제1권1호
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• pp.163-172
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• 2002

액체로켓용 터보펌프시스템의 주요한 구성품의 하나로서 고압 터보펌프의 구동에 사용되는 터빈시스템 설계에 대한 연구가 수행되었다. 터빈시스템은 가스발생기에서 발생된 고온/ 고압의 연소가스의 운동에너지를 펌프를 구동시킬 수 있는 기계적 에너지로 전환하는데, 노즐을 통해 연소가스의 운동 에너지를 증가시켜 펌프와 동일 축으로 연결된 동익을 회전시킨다. 액체로켓엔진의 시스템설계의 결과로 주어지는 압력비, 일량, 입구온도, 입구압력 등의 요구조건하에, 이를 만족시키는 터빈 시스템(노즐 및 동익)의 설계연구가 수행되었다. 터빈시스템은 입/ 출구 압력비에 따라서 개방형(Open Type)과 밀폐형(Closed Type)으로 나눌 수 있는데, 개방형의 경우 높은 압력비와 소량의 유량을 필요로 하며 충격형(Impulse Type)의 동익이 사용되며, 낮은 압력비와 다량의 유량을 필요로 하는 밀폐형의 경우 반동형(Reaction Type)의 동익이 사용된다. 시스템의 단순화 및 효율화를 위해서 본 연구에서는 개방형 터빈시스템이 채택되었으며, 특히 개방형 터빈의 특징인 소량의 유량이 터빈을 구동하므로 효율을 증가시키기 위해서 부분분사노즐(Partial Admission Nozzle)이 채택되었으며, 이의 효율에 미치는 영향이 연구되었다. 공기역학적 이론과 실험에 근거한 이론이 사용되었으며, 차후에 항공우주연구원에서 터빈 상사시험을 통하여 본 연구에 적용된 설계를 검증하고자 한다.