• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.3
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• pp.243-248
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• 2013

Internal combustion engines typically expel 30%-40% of the energy supplied by fuel to the environment through their exhaust system. Therefore, further significant improvements in the thermal efficiency of IC engines are possible by recovering the waste heat from the engine exhaust gas. With this fact in mind, a numerical simulation was carried out to investigate the potential of using thermoelectric generation with an internal combustion engine for waste heat recovery. Physical parameters such as the exhaust temperature and mass flow rate were evaluated in the exhaust system, and the optimum location for inserting a thermoelectric generator (TEG) into the system was determined. The TEG will be located in the exhaust system and will use the energy flow between the warmer exhaust gas and the external environment. The optimum position of the temperature distribution and the TEG performance were predicted through numerical analysis. The experimental results obtained showed that the power output significantly increases with the temperature difference between the cold and hot sides of the TEG.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.13 no.6
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• pp.703-713
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• 2001

Derivation procedures of exact dynamic stiffness matrices of thin-walled straight beams subjected to eccentrically axial forces are rigorously presented for the spatial free vibration analysis. An exact dynamic stiffness matrix is established from governing equations for a uniform beam element with nonsymmetric thin-walled cross section. First this numerical technique is accomplished via a generalized linear eigenvalue problem by introducing 14 displacement parameters and a system of linear algebraic equations with complex matrices. Thus, the displacement functions of displacement parameters are exactly derived and finally exact stiffness matrices are determined using element force-displacement relationships. The natural frequencies of nonsymmetric thin-walled straight beams are evaluated and compared with analytical solutions or results by thin-walled beam element using the cubic Hermitian polynomials and ABAQU's shell elements in order to demonstrate the validity of this study.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.492-495
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• 2009

본 논문에서는 유한대판법(Finite Strip Method, FSM)을 이용하여 복합재료로 구성된 박판구조물의 좌굴해석을 수행하였다. 유한대판법에서의 변위장은 정현곡선으로 구성된 X방향 성분과 여현곡선의 Y방향 성분으로 구성되어 있는 면내성분, 면외성분으로 횡방향으로 3차 다항식과 보 진동함수를 사용하여 구성되었다. 각 적층판의 강성을 두께방향으로 적분하여 전체 강성을 구하고 최소 포텐셜 에너지 이론을 사용하여 구한 평형방정식에 대입하여 전체 강성행렬을 구하였다. 자유도의 감소로 인한 해석시간의 단축, 입력자료 작성 및 출력이 쉬운 점들이 유한대판법을 이용한 좌굴해석의 장점이다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.789-794
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• 1998

중대사고 해석 전산 코드 국산화의 필요성이 대두되고 있는 이때 우리가 개발해야 할 코드의 요건을 다음 여섯 가지로 정리하였다: 1) 종합적인 해석 코드. 2) 1차계통과 격납건물 모사 능력의 유연성, 3) 자세한 발전소 거동 모사, 4) 사용자 편의성, 5) 개선 및 새로운 모델 접목의 용이성. 그리소 6) 최신 모델 포함. 이런 관점에서 기존의 중대사고 해석코드를 분석한 결과 코드 개발의 기준 코드로 MELCOR를 선정하였다. MELCOR는 계통 모사의 유연성 때문에 상용 발전소 뿐만 아니라 앞으로 개발 계획 중인 차세대나 중소형 원자로까지도 확장이 가능하며, 상세한 열수력 기본 지배 방정식을 활용하고. 모델 분석 및 개선에 필요한 코드에의 자유로운 접근이 허용되며, 지속적인 코드 개선이 이루어져 최신 모델을 보유하고 있다. 이미 MELCOR는 상당한 수준의 결과를 예측하고 있기만. 노심 손상 모델을 개선하고 격납건물 안에서의 주요 현상 모사 모델을 추가하며. 또한 국내에서 이루어지고 있는 SONATA 실험이나 증기 폭발 실험 결과들을 MELCOR에 반영하는 것이 가급적 짧은 시간에 기술 자립을 이를 수 있는 방법으로 판단된다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.521-524
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• 2010

현재 국내에서는 상품 생산을 위한 각 공정의 업무를 통합관리 해 줄 수 있는 PLM(Product Life-cycle Management)시스템을 건설업에 도입하려는 움직임이 있으며 실제 건설 구조물에 대한 통합환경 시스템인 CPLM(Construction Product Lifecycle Management) 관련 연구를 진행 중에 있다. 통합 시스템 내에서 건설 구조물 생산을 위한 각 업무분야에서는 시스템이 추구하는 업무진행의 흐름에 맞추어 작업을 수행 할 수 있도록 하는 각자의 프로세스를 개발해야 한다. 이 연구에서는 토목구조물을 대상으로 협업환경 내에서 활용 가능한 3D 정보모델인 BIM기반의 해석 및 설계 프로세스를 구축하고 국내외 토목건설산업 분야에서 차세대 설계프로세스로 유력한 BIM기반의 구조해석 및 설계 프로세스의 실용화를 위한 기초자료를 제공함을 목적으로 하며 해석 및 설계 대상 구조물로 아치교량을 선정하여 연구를 진행하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.963-965
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• 2005

본 연구는 대용량 추진용 32극, 192슬롯의 3MW급의 BLDC(Brushless DC) 전동기를 모델로 2차인 유한요소법(FEM)을 이용 전자계 및 열계 특성을 해석한 것이다. 이러한 해석을 통하여 BLDC 전통기의 진동 및 소음의 원인을 분석하고 성능향상을 위한 방법을 연구하며 이에 전동기의 소음 및 진동의 저감과 성능을 향상시킬 수 있는 최적설계에 그 목적이 있다. 또한 FEM을 이용 열계 특성을 해석하고 이를 분석하여 설계정수 변경에 반영한다. 위의 결과들을 설계에 적용하여 BLDC의 성능향상을 위한 최적설계 모델을 제시하게 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.10a
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• pp.84-90
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• 1996

일반적으로 차실 음향 공동과 차체 팬널이 연성이 되는 계에 대한 소음 연성해석을 위한 해석 모델은 팬널과 공동이 직접적으로 연성이 되는 것으로 모델링되었다. 그러나 루프와 같은 팬널이 차실과 연성이 되는 경우, 루프의 진동은 차실에 직접적으로 전달되지 않고 루프 하단에 존재하는 갭과 내장판을 통하여 차실 소음에 영향을 미친다. 루프와 내장재 사이에 있는 갭의 매질은 주로 공기 도는 흡음재이다. 본 논문에서는 이러한 음향 구조 연성계를 이론적으로 해석 가능한 1차원 모델로 근사화하여 갭의 간격, 갭의 매질 특성, 내장재의 물성치 등의 변화에 따른 공동 내의 음향 응답 특성을 알아보고자 한다. 또한 위 결과를 에어갭을 고려한 3차원 차실 모델에 적용하고, 1/2 차실 모델에 대한 실험을 통하여 에어갭과 내장재의 효과를 검증한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.16 no.3
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• pp.251-260
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• 2003

A three dimensional (3-D) method of analysis is presented for determining the free vibration frequencies and mode shapes of deep, tapered rods and beams with circular cross section. Unlike conventional rod and beam theories, which are mathematically one-dimensional (1-D), the present method is based upon the 3-D dynamic equations of elasticity. Displacement components u/sup r/, u/sub θ/ and u/sub z/, in the radial, circumferential, and axial directions, respectively, are taken to be sinusoidal in time, periodic in , and algebraic polynomials in the r and z directions. Potential (strain) and kinetic energies of the rods and beams are formulated, the Ritz method is used to solve the eigenvalue problem, thus yielding upper bound values of the frequencies by minimizing the frequencies. As the degree of the polynomials is increased, frequencies converge to the exact values. Convergence to four-digit exactitude is demonstrated for the first five frequencies of the rods and beams. Novel numerical results are tabulated for nine different tapered rods and beams with linear, quadratic, and cubic variations of radial thickness in the axial direction using the 3D theory. Comparisons are also made with results for linearly tapered beams from 1-D classical Euler-Bernoulli beam theory.

• Computational Structural Engineering
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• v.4 no.4
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• pp.14-23
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• 1991

T/G 가동중 발생한 Gear Box 파손원인을 조사하기 위하여 실시한 현장측정결과를 이용한 결과, 다음과 같은 사실을 알 수 있었다. 1) 현장 측정치와 구조해석 결과를 토대로 판단해 볼 때 본 연구대상 구조물의 구조상 문제는 없는 것으로 판단된다. 특히 측정된 진동변위를 여러기준과 비교해 볼 때 기계 가동시 구조물에 발생하는 진동은 사람이 감지할 정도에 속한다. 2) 본 연구대상 구조물과 기계의 진동수 차가 커 공진역을 벗어나므로 기계와 구조물이 공진을 일으킬 가능성은 없으며, 감쇠비에 따른 구조물의 동적응답에는 큰 변화가 없는 것으로 판단된다. 3) 구조물설계회사에서 사용한 구조해석 모델은 근사적 모델로서 구조해석 결과 안전한 값이 얻어졌다. 따라서 이 모델을 사용하여 기초설계를 실시할 경우 안전성 문제는 없는 것으로 판단되나, 다소 경제성이 문제가 되었을 것으로 사료된다. 4) 기계제작회사에서 제시한 해석자료의 불충분으로 기계제작회사의 구조해석 모형에 대해서는 충분한 검토를 실시할 수 없었으나 기계제작회사의 해석결과를 측정치와 비교해 볼 때 측정치를 훨씬 초과함을 알 수 있었다. 이는 해석모형 작성시 구조물과 하중의 실제 상황을 제대로 반영하지 못했기 때문으로 판단되며 따라서 해석결과는 타당성이 없어 보인다. 이상의 사실을 토대로 판단해 볼 때 Gear Box 파손의 주된 원인은 구조물의 결함이라기 보다는 기계 자체의 결함인 것으로 판단되나 기계에 대한 조사는 본 연구대상이 아니므로 이에 대한 검토는 실시하지 않았다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.12
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• pp.1325-1333
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• 2011

An analytical, numerical, and experimental comparison of the hydraulic and thermal performance of new vascular channels with semicircular cross sections was conducted. The following conditions were employed in the study: Reynolds number, 30-2000; cooling channels with a volume fraction of the cooling channels, 0.04; and pressure drop, $30-10^5$ Pa. Three flow configurations were considered: first, second, and third constructal structures with diameters optimized for hydraulic operations. To validate the proposed vascular designs by an analytical approach, 3-D numerical analysis was performed. The numerical model was also validated by the experimental data, and the comparison results were in excellent agreement in all cases. The validation study against the experimental data showed that compared to traditional channels, the optimized structure of the cooling plates could significantly enhance heat transfer and decrease pumping power.