• 제목/요약/키워드: 표면 마찰저항

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건식그루빙을 사용한 공항 활주로의 마찰 및 수막현상 특성평가 (Evaluation of Friction and Hydroplaning Characteristic in Aifield Using Dry Grooving Method)

  • 박태순
    • 한국도로학회논문집
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    • 제3권3호
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    • pp.111-118
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    • 2001
  • 초대형 점보 항공기의 출현으로 인하여 활주로 표면의 마찰저항 성능이 중요하게 되었다. 우천시나 겨울철과 같은 특정한 기후에서 활주로 표면은 수막현상과 마찰력의 손실이 발생하여 항공기의 브레이크 기능이 저하되어 제동력을 잃게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 미국항공우주국, 미공군, 미연방항공청 등에 의해 수행되었다. 그 결과 다양한 종류의 마찰저항이 끈 포장표면 처리 방법이 개발되었다. 이러한 설계방법 가운데 대표적인 방법이 그루빙이다. 포장 그루빙 공법은 활주로 표면에 마찰저항을 증가시키고 수막현상을 감소시켜주는 장점이 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 인천국제공항의 A-2구간에 수행된 건식 그루빙의 시공결과를 평가한 것이다. 그루빙 시공중에 온도 게이지를 사용하여 포장체+의 온도를 측정하고 건식 그루빙중에 온도변화를 측정하였으며 컷트날의 마찰로 발생하는 그루빙 시공이 완료된 활주로에 물을 살수하고 뮤 미터와 수심측정기를 사용하여 마찰계수와 수심을 계측하였다. 시험결과, 그루빙은 포장체에 손상을 주지 않았으며 활주로 표면은 마찰저항이 증가하고 수막현상을 감소하는 효과가 현저하게 나타나서 건식 그루빙의 효과는 매우 큰 것으로 평가되었다.

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고 레이놀즈 수에서의 축대칭 몰수체의 거칠기에 대한 수치연구 (Numerical Study on Roughness Effect for Axi-symmetry Submerged Body in High Reynolds Number)

  • 정태환;송형도;염종길;송성진;박선호
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.246-252
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    • 2018
  • 본 논문은 3차원 축대칭 몰수체에 대해 소스 코드가 공개된 OpenFOAM 4.0을 이용하여 첫 번째 격자의 높이와 레이놀즈 수에 따른 마찰저항 변화에 대해 연구하였다. 마찰저항 계산을 위해 경계조건, 수치조건을 정립하였다. 축대칭 물체의 3차원 효과로 인해 거칠기가 매우 작은 $12{\mu}m$에서도 부드러운 표면과 비교해 마찰저항이 다르게 계산되었다. 레이놀즈 수가 커질수록 경계층의 두께 증가가 감소되었으며 이로 인해 마찰저항의 증가량이 감소되었다. 첫 번째 격자의 크기인 y+에 대한 영향에 대해서도 검토하였다. 첫 번째 격자가 log layer에 위치하고 있지 않으면 마찰저항과 표면의 전단력이 과도하게 예측되는 것을 확인하였다. 이는 경계층이 두껍게 예측되어 난류에너지가 과도하게 예측되었기 때문으로 판단된다. 표면의 거칠기가 커질수록 경계층이 두꺼워지고 표면의 난류에너지가 증가되는 것을 확인하였다. 마찰저항을 정확하게 예측하기 위해서는 y+ 값, 거칠기 및 벽함수가 적절한 영역에 위치해야 함을 알 수 있었다.

초고진공중에 있어서 Tribo-Coating 윤활기구의 기초연구

  • 김형자;가등강가;전태옥;박홍식
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1992년도 제16회 학술강연회초록집
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    • pp.38-43
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    • 1992
  • 우주공간의 기계, 기구에 있어서는 무게에 기인하는 운동의 저항이 없기 때문에 마찰저항의 제어가 결정적으로 중요하게 된다. 이과제에 대하여 저자들은 여태까지의 고체윤활법와는 다른 새로운 Tribo-Coating 법을 개발하여 그 유효성을 나타내어 왔다. 본 연구에서는 피막재로서 전회의 보고에서 이미 유효성이 나타난 바 있는 In을 사용하여 마찰반복수에 다른 마찰계수변화에 미치는 Pin, disc의 표면거칠기의 변화의 영햐응 명확하게 밝히고, 초고진공중에 있어서 Tribo-Coating법에 의한 In 막의 윤활기구를 검토하고저 한다.

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구상 선수 주위의 유동과 기포 공급 효과에 관한 실험적 연구 (On the Variation of Resistance Components due to Air Bubble Blowing on Bulb Surface of a Ship)

  • 임근태;김효철
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.54-64
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    • 1996
  • 편저형 선형의 구상 선수에서 기포를 공급하면 기포가 선저 표면에 공급되고, 기포 공급의 효과로 물과 선저 표면이 직접 접촉하는 면적이 줄어들게 되어 선박의 마찰 저항을 감소시킬 수 있을 것이다. 이를 실험적으로 확인하기 위하여 구상 선수 선형에 대하여, 우선 선수 주변에서의 한계유선을 관측하고, 국부적 압력 분포 및 마찰 응력을 계측하였다. 다음으로, 기포 공급 조건을 바꾸며 실험한 결과, 국부 표면 마찰 저항의 감소를 확인 할 수 있었다. 또한, 기포 공급시 일어나는 운동량 변화가 저항 성분이 되는 것으로 확인되었다. 이러한 실험 결과는 실용 선형에서 기포법으로 저항 감소를 얻어내기 위한 기초적 연구가 될 수 있을 것으로 판단된다.

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유용성 유기모리브덴 하합물의 마찰감소작용 및 분위기의 영향

  • 김영찬;익자;정문;강부평팔랑
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1988년도 제7회 학술강연회초록집
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    • pp.31-38
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    • 1988
  • 최근, 유체윤활영역에 있어서 될수 있는 한 점성저항을 감소시키기 위해서 윤활유의 저점도화가 진행되고 있는 실정이다. 그러나 윤활유의 저점도화로 인한 문제점으로써 금속-금속간 접식부가 증가하게 된다. 금속간 접식이 증가함에 따라 마찰저항이 커지게 되며, 이와 같은 마찰저항의 증대를 방지하기 위하여 마찰조정제(FM)가 자동차 엔진유를 비롯한 각종 윤활유에 첨가되어지고 있다. 또한 윤활유의 사용조건이 가곡(고온, 고가중) 해짐에 따라 첨가제의 다기능성이 요구되고 있는 가운데, 이와 같은 요구를 만족시켜 주기 위한 연구가 진행되고 있다. 최근에 와서 유용성 유기모리브덴계 화합물이 마찰,마모 및 산화방지제로서 주목받고 있다. 마찰, 마모을 감소시키기 위한 목적으로 널리 사용되고 있는 $MoS_2$는 고체윤활제로서 각광을 받고 있지만, 실제사용상의 문제로서 입자의 크기, 분산상의 문제 및 분산제와의 반응으로 인하여 마찰, 마모를 증대시키므로 역효과를 가져 오기도 한다. $MoS_2$와 같은 고체윤활제의 분상상의 무제점을 보완한 유용성 모리브덴계 화합물은 마찰, 마모 및 산화방지제로서 자동차 엔진유를 비롯하여 각종 윤활유에 첨가되고는 있지만 메카니즘에 대해서는 거의 해명되고 있지 않는 현실정이다. 본 연구는 유용성 유기모리브덴계 화합물중의 Molybdenum dialkyl dithiophosphate (MoDTP)의 마찰감소작용을 해명하기 위해서, MoDTP 첨가제의 마찰시험 및 마찰표면의 분석을 통하여 MoDTP의 마찰감소작용의 메카니즘을 명확하게 함을 자적으로 하고 있다.

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아스팔드 표면에 사용되는 자갈골재 평가 과정 개발에 대한 연구 (A Study on the Development of a Procedure to Identify Gravel Aggregates for Bituminous Surfaces)

  • Jung Chan Choi
    • 지질공학
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    • 제8권3호
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    • pp.235-245
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    • 1998
  • 도로에서의 미끄러짐을 방지하고 차량이 적당한 거리에서 정지할 수 있기 위해서는 적절한 마찰저항이 필요하다. 골재의 마찰저항력은 차량소통의 결과로 시간경과에 따라 마모 및 연마되어 감소하게 된다. 이 연구목적은 현장마찰 저항력을 예측하고 자갈골재간의 마찰저항치의 변화를 야기하는 원인을 규명하기 위해서 인디아나 자갈골재 실내시험방법을 개발하는 것이다. 자갈골재 연구에 대한 접근방법은 첫 번째로 각 각의 구성 암석형태 및 구성비율을 분석하는 것이다. 본 연구에 사용된 자갈들은 주로 탄산염암 골재로 구성되어 있으며 연마에 의한 저항치의 변화가 심하였다. 자갈을 구성하는 화성암 및 변성암은 이에 비해 연마에 의한 저항치의 변화가 적었으며 전체 골재의 마찰저항력을 증진시키는 것으로 사료된다. 파쇄자갈시료의 초기마찰 저항치 (IEV)와 연마 후 수치 (PV)의 평가는 시료 내 암종의 백분율에 따라 실행되었으며 가중평균이 적용되었다.

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반구 전방에 생성된 말굽와류 흡입제어에 의한 후류영역 마찰저항 감소에 관한 연구 (Skin-Friction Drag Reduction in Wake Region by Suction Control on Horseshoe Vortex in front of Hemisphere)

  • 구본국;강용덕
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.795-801
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    • 2019
  • 층류 경계층 내 반구에 의해 유기되는 말굽와류를 흡입 제어했을 때 후류영역에서의 마찰저항 변화를 측정하였다. 이를 위해 회류수조에서 유동가시화를 실시하여 최적의 자유유속, 반구 크기 및 흡입제어 구멍 크기를 결정하였고, 반구 후류영역에 설치된 평판과 연결된 동력계로 표면 마찰저항 감소를 측정하는 실험을 수행하였다. 평판에 설치된 반구 전방에는 유입 유동에 의해 반구를 감싸는 말굽와류가 생성되며 그 주위 와도 방향에 의해 후류영역으로는 빠른 유속의 유동이 유입되어 머리핀 와류 생성을 촉진시킨다. 따라서 반구 전방에 생성되는 말굽와류 세기를 흡입 제어에 의해 약화시킴으로써 반구 좌우측으로 길게 형성된 유속방향 와류가 후류영역으로 공급하는 에너지는 감소하게 된다. 즉, 반구 전방의 말굽와류를 제어함으로써 후류영역으로부터 생성되는 헤어핀 와류 발생 주파수가 줄어 들게 된다. 염료 주입을 이용한 유동 가시화 영상을 해석한 결과로 머리핀 와류의 발생 빈도가 흡입제어에 의해 36.4 % 감소되었고, 후류영역에서 측정된 표면 마찰저항은 2.3 % 감소되는 것으로 나타났다.

최소조파 저항성능을 갖는 최적 선수형상에 관한 연구 (A Study on the Optimal Forebody Forms for Minimum Wave Resistance)

  • 김성은
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.28-39
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    • 1991
  • 조파저항과 마찰저항이 최소가 되는 선수형상을 구하기 위한 최적화문제에 관한 연구를 수행하였다. 선미부는 기존선형으로 고정하며 선수부만의 offsets을 설계변수로 하였다. 구하고자 하는 최적선형을 기존선형과 이에 대한 미소변화량으로 나누어 조파저항계산시 기존선형에는 Neumann-Kelvin 이론을 적용하고 미소변화량에는 thin ship 이론을 적용하였으며 마찰저항은 ITTC 1957 모형선-실선 상관곡선을 이용하였다. 선체표면을 모양함수(shape function)를 이용하여 근사시켰고, 이로부터 목적함수인 조파저항과 마찰저항은 offsets에 대한 2차식 형태로 표현되므로 선형구속조건을 적용하면 2차계획(quadratic programing)문제를 세울 수 있으며 complementary pivot method를 이용하여 해를 구하였다. 대상선형은 Series 60 $C_{B}$=0.6이고 Fn=0.289에서 최적화하였으며, 적절한 구속조건을 주어서 현실적인 최적선수형상을 구하고자 하였다. 본 방법으로 구한 최적선형은 thin ship 이론만을 이용하여 구한 선형과 비교할 때 설계속도 Fn=0.289에서 약간의 조파저항성능 개선(1.92%)를 가져왔다.

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선체 해양생물의 선저오염이 엔진성능과 출력에 미치는 영향 (Influences of the Surface Pollution Cause by the Marine Growth on Ship Hulls on Engine Performance and Output)

  • 정균식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권4호
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    • pp.399-404
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    • 2015
  • 최근 국제 원유가의 폭등으로 선박의 연료비 부담이 상대적으로 가중되고 있으며, 또한 연료의 연소과정에서 발생하는 온실가스에 대한 국제적 규제 움직임도 가속되고 있다. 이에 따라 에너지 효율 개선을 위해서 선체의 설계변경, 마찰저항을 줄이기 위한 도료개발, 엔진의 열효율을 개선하기 위한 첨가제 개발, 연료를 절감하기 위하여 저속운전 등 다양한 방법들이 적용되고 있다. 따라서 최근 고유가 시대에 선박의 고속화와 대형화 및 에너지 절감형 선형의 개발이 필수요건이 되고 있다. 또한 선체 표면의 국부 영역에서 저항 값들의 정성 및 정량적인 변화와 보다 세밀한 분석은 불가피하다고 판단되어진다. 따라서 본 연구는 에너지 효율 개선을 위한 기초연구로서 현재 운항중인 선박의 선체에서 자생하는 해양생물로 인한 마찰저항을 확인하기 위하여 도크 전 후의 엔진성능을 분석하고 그 결과를 도크와 도크사이 2.5년의 데이터와 비교함으로서 주기관의 성능, 마찰저항과 부하변화 및 연료소비량과 선속에 미치는 연구 결과 등을 보고한다.

모래지반내의 연직 지반앵커 표면의 마찰각 (Friction Angle on the Surface of Vertical Ground Anchor in Sand)

  • 임종철
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제11권4호
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    • pp.99-110
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    • 1995
  • 본 연구에서는 정규압밀 건조 모래 지반내의 연직 강체 지반앵커에 대한 모형 인발실험을 실시해서 앵커 표면의 마찰각을 실측했다. 마찰각은 앵커 표면의 깊이 방향으로 설치된 다수의 2 방향 로드셀을 사용해서 측정된 수직응력, 전단응력으로 구했다. 실험은 평면변형률 앵커와 축대칭 앵커에 대해서 실시했는데 실험 분석 결과, 앵커표면의 최대마찰각은 평면변형률 압축시험에 의한 무신축방향의 면상의 응력경각의 최대치와 거의 일치한다는 것을 알았다. 이 결론은 모래의 강도 이방성과 구속압 의존성 등을 고려하여 얻은 것으로 앵커 표면 마찰각에 모래의 전단저항각을 적용해서 설계하면 위험측이 된다는 것도 알 수 있다.

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