• 해양환경안전학회지
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• 제17권2호
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• pp.173-178
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• 2011

선박에 사용되는 TEMA 열교환기 전열관의 확관 공정에서 발생되는 탄소성 응력과 변형량의 거동을 유한요소법으로 해석하였다. 열교환기의 관판 구명의 홈 깊이와 롤러 익스팬더의 작용압력을 변화시켜 해석한 결과, 전열관의 관판 구멍의 홈 깊이가 커지면 탄소성 압축응력은 감소하였고, 롤러 익스팬더 압력이 높을수록 관판 구멍의 홈 모서리 부분의 탄소성 응력이 증가되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.257-262
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• 2009

고체 연료 추진기관의 연소관에 대한 구조 특성 및 안전성을 평가하기 위해 탄소성 구조해석을 수 행하였다. 기본 모델인 토리구형(torispherical) 돔 형상을 갖는 연소관에 대해 2차원 축대칭 모델과 3차원 전체 모델에 대해 구조 해석을 비교 평가하였으며, 볼트 모델에 대한 체결력이 고려되었다. 이때, 단순화된 2차원 축대칭 모델과 3차원 전체 모델의 응력과 변위에 대한 해석 결과가 잘 일치함을 확인하였다. 따라서 연소관의 초기 설계단계에서 빠른 구조 안전성 검증과 모델링 및 해석 시간의 절감을 위해 단순화된 2차원 축대칭 모델이 추천된다. 또한, 최적의 돔 형상을 선택하기 위해 5가지 돔 형상에 따른 연소관에 대해 구조 특성 및 안전성을 평가하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.60-69
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• 2016

본 연구에서는 케로신-공기 혼합물 데토네이션 계산과 다물질 해석을 기반으로 데토네이션 하중에 의한 얇은 금속관의 열탄소성 거동에 대한 수치계산을 수행하였다. 데토네이션 하중은 케로신-공기 혼합물의 데토네이션을 활용하여 모델링하였으며, 검증을 위해 해석 결과를 C-J 조건과 실험적 셀 직경을 통해 비교 검증하였다. 또한 금속의 탄성/소성 거동을 확인하기 위하여, 소성 거동은 구리의 Taylor impact 문제로, 탄성 거동은 베를리움 평판 떨림 문제를 활용하였다. 온도에 의한 관의 탄소성 거동 변화를 확인하기 위하여 동일한 데토네이션 하중 하에서 초기 온도가 다른 관의 거동을 확인하고 이론식과의 비교를 통해 열연화 효과가 고려되어야 함을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권1호
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• pp.49-58
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• 1988

성토하에 매설된 강관에 작용하는 응력을 유한요소법을 이용하여 탄소성해석을 하고 성토높이, 성토 흙의 탄성계수, 관의 두께, 트렌치의 폭 및 깊이가 응력에 미치는 영향을 검토하였다. 그리고 탄소 성해석결과와 Marston-Spangler이론에 의한 응력을 비교하였다. 연구결과 관직경과 관두께와의 비가 400인 경우에는 탄소성해석 결과와 Spangler이론의 연성관 해석 결과가 비슷하나 이 비가 200보다 작은 두께가 두꺼운 강관의 경우에는 연성관해석이 적합치 않는것 같다. 그리고 강성관해석에 의해서 구한 연직하중은 성토높이, 성토흙의 탄성계수, 관의 두께, 트렌치의 폭 및 깊이에 한계없이 연성관해석에 의한 값보다 항상 크다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.344-349
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• 1998

고리 1호기 원전의 원자로냉각재 배관의 파단전누설개념 적용성을 평가하기 위하여 일반적인 파단전누설 절차 및 기준을 검토하였다. 파단전누설 타당성을 검토하기 위하여는 한계하중방법 및 J-T 방법을 비교검토 하였다. 그리고 원자로냉각재 배관에 대해서는 탄소강일 경우와 스테인레스강에 대하여 분석하였고, 가압기 밀림관에 대해서는 열응력을 계산하였다. 그리고 원자로 냉각재 배관에 가상의 관통균열의 파괴안전성은 유한요소법을 이용한 탄소성파괴역학을 통하여 분석하였다. 분석결과 한계하중법과 J-T 방법 모두 스테인레스강과 탄소강재질에 대해 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.5-14
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• 2002

본 연구에서는 지중내에 설치한 매설관에 작용하는 응력-변형 특성을 분석하였다. 연약지반의 수축과 팽창특성을 고려할 수 있는 Egg-Cam Clay 모델을 소개하였다. 기존에 사용하던 Cam Clay 모델은 연약지반의 수축 및 팽창 특성을 고려하지 못하는 단점이 있기 때문에 Cam Clay 모델을 수정하여 Egg-Cam Clay 모델을 제안하였다. 이와는 별도로 지중내의 매설관에 작용하는 응력-변형을 감소시키기 위하여 지오그리드, EPS 지오폼을 매설관과 함께 설치하였다. 탄소성모델을 이용하여 현장에 시험시공한 여러 단면에 유한요소해석한 결과 긍정적인 효과를 얻었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1995년도 제5회 학술강연회논문집
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• pp.171-177
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• 1995

추진기관 연소관 제작시 발생하는 결함등에는 주로 표면결함의 형태의 것이 많은데 연소관 설계시 이러한 결함들의 영향을 고려하는 것이 구조물의 안정성에 있어 중요한 요소가 된다. 따라서 본 논문에서는 연소관에 발생할수 있는 결함들에 대한 파단하중 및 파단압력에 대한 탄성 및 탄소성해석을 통하여 파괴 매개변수인 J적분을 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3차원 비선형해석을 수행하여 5가지의 균열모델을 사용하여 평판, 양단개방 압력용기(open tube) 및 양단막힘 압력용기 (closed tube)의 파단하중하에서의 J적분의 영향을 분석하였다. 평판 결함시편의 J적분으로부터 압력용기의 손상허용설계를 할 수 있는 방안을 조사 하였으며 추진기관 연소관에 적용하여 발생가능한 크기의 결함에 대한 안정성을 조사한결과 충분한 안정성을 확보하고 있음을 알수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.567-573
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• 2010

본 연구에서는 토리구형 돔 형상을 갖는 연소관의 치수 최적화를 통한 경량화와 구조 안전성을 평가하였다. 치수최적화 설계는 빠른 설계 검증을 위하여 볼트의 단면적 비가 고려된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 수행하였다. 이때, 해석 프로그램은 ANSYS APDL(Ansys Parameter Design Language)을 이용하였고, 해석법은 sub-problem법과 first-order법을 선택하여 수행하였다. 설계 변수로는 연소관의 돔과 실린더 부위의 두께를 선정하였다. 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델은 3차원 유한요소 모델과의 결과 비교를 통하여 신뢰성을 확인하였고, 초기설계 단계에서 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 연소관의 구조 안전성 평가와 빠르고 정확한 경량화 설계를 수행할 수 있었다. 연소관의 안전계수에 따른 최적화 해석 결과 최대 17.6%의 무게 절감 효과를 확인하였다.

• 청정기술
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• 제10권4호
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• pp.203-213
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• 2004

천연가스의 열분해법은 천연가스 (CH4)를 고온에서 분해 시켜 수소와 탄소로 전환시키는 기술이다. 천연가스 열분해법의 가장 큰 장점은 이산화탄소의 발생 없이 수소와 탄소를 만드는 것이다. 본 연구에서는 이와같이 천연가스 고온 열분해법을 이용하여 메탄으로부터 수소와 탄소의 생성을 연구하였다. 실험을 통하여 메탄의 고온 열분해시 pyrocarbon이 반응관 내벽에 생성되며 그 위에 탄소가 퇴적되는 plugging 현상이 발생한다는 것을 알 수 있었다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 이중관 반응기법, 반응 중간에 주기적으로 $O_2$나 $CO_2$로 퇴적된 탄소를 산화시키는 방법 등을 시도하였으며, 그 결과 어느 정도의 탄소 퇴적 현상을 해결할 수 있었다. 또한 SEM (Scanning Electron Microscope) image를 사용하여 탄소 입자의 크기를 측정하였으며 그 크기는 약 200 nm정도였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.169-172
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• 2015

This paper presents a numerical investigation on kerosene-air mixture detonation and behaviors of thermal elasto-plstic thin metal tube under detonation loading based on multi-material analysis. The detonation loading is modeled by the kerosene-air mixture detonation which is compared with CJ condition and experimental cell size. And the thermal softening effect on elasto-plstic model of metal tube is indicated by different dynamic response of detonation loaded tube in various temperature and tube thickness.