• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.65-72
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• 2013

This case study presents a practical method to reduce resonant vibration of large vertical pumps. The pumps are driven at 400 rpm rated speed by induction motor. The vibration was not significantly large when operated at this rated speed. Large vibration was occurred when the pump was operated below the rated speed for flow control. Due to the large vibration resonance, variable speed operation of the pump was not possible for several months at worst cases. To find an efficient vibration control method, the flexural responses of pumps for both normal and transient operations were measured. The measured modal characteristics were compared with those of finite element analysis. When the pump was operated at a specific rpm, the natural mode whose resonance frequency is twice the rotating angular speed induced the large vibration. The retrofit utilizing stiffeners to reduce this resonant vibration were performed. Effects of designed stiffeners on reducing vibration were validated through tests after actual installation.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.194-207
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• 2021

Vortex-Induced Vibration (VIV) is a major contributor to the fatigue damage of marine risers which are often arranged in an array configuration. In addition to helical strakes and fairings, studies have been strived in searching for possible VIV suppression techniques. Inspired by giant Saguaro Cacti, flexible cylinders of different cactus-shaped cross sections were tested in a water tunnel facility, and test results showed that cactus-like body shapes reduced VIV responses of a cylinder at no cost of significant increase of drag. A series of experiments were conducted on a pair of two tandem-arranged flexible cylinders and an array of four cylinders in a square configuration to investigate the effects of wake on the dynamic responses of cylinders and the VIV mitigation effectiveness of the cactus-like body shape. Results showed that the cylinders in a square configuration, either at the upstream or downstream positions, might have larger dynamic responses than those of a single cylinder. The cactus-like body shape could mitigate VIV responses of cylinders at upstream positions in an array configuration; however, similar to helical strakes, the mitigation efficiency was reduced on downstream cylinders. Note that the cactus-like cross-sectional shape investigated was not optimized for VIV suppression. The present study indicates that the modification of the cross-sectional shape of a cylinder to a well-designed cactus-like shape may be used as an alternative technique to mitigate the VIV of marine risers.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2003년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.38-43
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• 2003

증기발생기 전열관의 마멸은 유체 유발 진동(flow induced vibration)에 의한 전열관과 증기발생기 상부 지지구조물 사이에서 발생하게 되며 원통 지지대(stay cylinder)상부의 중앙 공공(central cavity) 주변에 집중적으로 발생되는 것으로 보고되고 있다. 국내에서는 1997년 영광 4호기의 증기발생기에 마멸 손상이 보고된 이후 영광 3호기와 울진 3, 4호기에서도 마멸 손상이 발견되고 있으며, 외국에서는 1992-1993년 기간동안 대략 500∼600 개의 전열관이 마멸에 의해 관막음(p1u99ing)된 것으로 보고되었다.(중략)

• 한국음향학회지
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• 제22권3호
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• pp.217-223
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• 2003

30 ㎑의 초음파 (ultrasonic wave)의 미세 진동에 의해서 유도된 음향유동 (acoustic streaming)에 의한 공기대류를 이용한 새로운 냉각방법을 소개한다. 초음파 진동은 압전소자 (piezoelectric device)에 의해서 얻어지며 50 m 정도의 진동진폭을 얻기 위해 기계적 진동 증폭자인 혼 (horn)을 추가하여 전체 진동 시스템이 공진하도록 구성된다. 음향유동에 의한 열전달 효과의 상승을 측정하기 위해 열원 (heat source) 및 열원 주위의 대기의 온도변화를 실시간으로 측정하였다. 초음파 진동 시작 후 시간지연 없이 음향유동이 유도되어 진동자 주위의 대량의 공기유동으로 인한 급격한 온도감소가 관찰되었다. 또한 열원과 진동자와의 거리가 방사 (radiation)되는 음파 (sound wave)의 반파장 (half wave length)의 정배수가 될 때 열원의 냉각효과가 극대화됨을 실험적으로 관찰하였다. 이는 음파의 공진현상에 기인한 것으로 이론적 고찰을 통한 검증 또한 수행되었다. 음향유동을 이용한 냉각법의 장점은 초음파 진동을 이용하기 때문에 무소음이며 이동 형태의 부품이 없기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있다. 또한 기존의 전기모터를 이용한 냉각팬 (cooling fan)으로는 냉각이 어려운 초소형 기전시스템 (MEMS)의 냉각법으로 사용될 수 있는 첨단 냉각방법이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제48권4호
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• pp.435-453
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• 2013

A new computational approach for the rain load on the transmission tower is presented to obtain the responses of system subjected to the wind and rain combined excitations. First of all, according to the similarity theory, the aeroelastic modeling of high-voltage transmission tower is introduced and two kinds of typical aeroelastic models of transmission towers are manufactured for the wind tunnel tests, which are the antelope horn tower and pole tower. And then, a formula for the pressure time history of rain loads on the tower structure is put forward. The dynamic response analyses and experiments for the two kinds of models are carried out under the wind-induced and wind-rain-induced actions with the uniform and turbulent flow. It has been shown that the results of wind-rain-induced responses are bigger than those of only wind-induced responses and the rain load influence on the transmission tower can't be neglected during the strong rainstorm. The results calculated by the proposed method have a good agreement with those by the wind tunnel test. In addition, the wind-rain-induced responses along and across the wind direction are in the same order of response magnitude of towers.

• Wind and Structures
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• 제25권4호
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• pp.397-413
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• 2017

When bridges are constructed with lower heights from the ground, the formed channel between the deck and the ground will inevitably hinder or accelerate the air flow. This in turn will have an impact on the aerodynamic forces on the deck, which may result in unexpected wind-induced responses of bridges. This phenomenon can be referred to "ground effects." So far, no systematic studies into ground effects on the wind-induced responses of closed box girders have been performed. In this paper, wind tunnel tests have been adopted to study the ground effects on the aerodynamic force coefficients and the wind-induced responses of a closed box girder. In correlation with the heights from the ground in two ground roughness, the aerodynamic force coefficients, the Strouhal number ($S_t$), the vortex-induced vibration (VIV) lock-in phenomena over a range of wind velocities, the VIV maximum amplitudes, the system torsional damping ratio, the flutter derivatives, the critical flutter wind speeds and their variation laws correlated with the heights from the ground of a closed box girder have been presented through wind tunnel tests. The outcomes show that the ground effects make the vortex-induced phenomena occur in advance and adversely affect the flutter stability.

• 한국음향학회지
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• 제42권1호
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• pp.57-66
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• 2023

본 연구에서 제안한 에너지 하베스팅 장치는 입구가 넓고 출구가 좁은 퍼넬형 에너지 하베스터(Funnel Type Energy Harvester, FTEH)에 Macro Fiber Composite(MFC)가 외팔보 형태로 장착되어 있는 구조로서 MFC의 구조를 변화 시켰을 때 FTEH에 수확하는 에너지양의 특성을 이론과 실험을 통하여 분석하였다. MFC의 길이를 50 % 증가 시켰을 때 진동 변위는 3.5배 증가하였고, 두께를 75 % 감소시 30.9배 증가하였다. 수조 실험에서 최대 전력량은 스파이럴 스크루가 장착된 상태의 유연한 지지대에 수직으로 설치된 MFC가 스파이럴 스크루가 없고 견고한 지지대에 수평으로 설치된 경우보다 약 5배 정도 높았다. FTEH에 최적저항 4,010 kΩ을 적용하여 유속 0.24 m/s일 때 FTEH의 출력을 350 s 동안 커패시터에 에너지를 저장하면 4 ㎼·s에 도달하였다. 빠른 유속으로 유연한 지지대에 수직으로 설치된 대면적 MFC의 커패시터 충전 시간을 길게 하면 충전 에너지를 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.446-451
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• 2020

전열관군으로 이루어진 열교환기에서 유동에 따른 진동은 전열 관군 배관의 파손을 유발할 수 있어서 열교환기에서 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 본 연구는 전열 관군의 원관에서 입구의 유속이 일정한 경우와 주기적인 변동이 있는 경우에 대하여 시간에 따라 전열 관군 원관 1, 10 그리고 마지막 19번 원관에서 와류의 시간 변동 특성을 살펴보고 양력의 시간 변화 특성과 PSD 특성을 분석하여 전열 관군 원관에서 전방류의 주기적인 속도 변동에 따른 유동 특성을 규명하였다. 일정 입구 유속의 경우는 칼만 와류가 후류에 있는 원관의 유동에 영향을 미치고 있고 후류의 전열관군과 전방의 전열관군에서의 와류는 다소 시간적인 차이를 보여주지만 같은 주기의 칼만 와류를 발생하고 있음을 관찰할 수 있었다. 주기적인 입구 유속의 경우는 전열 관군에서 와류가 강한 유동이 흐르다가 유속이 줄어들 때는 와류가 약한 유동이 흐르는 것이 반복됨을 알 수 있다. 일정 입구 유속의 경우는 양력의 PSD로 살펴본 결과 주파수는 37.25Hz이며 19번 원관의 경우는 18.63Hz와 50Hz 근방에서 주파수가 관찰 되었다. 주기적인 입구 유속의 경우는 37.25Hz와 속도 주기인 18.63Hz에서 주된 주파수 특성을 보여주었다. 마지막 원관인 19번 원관은 20Hz에서 50Hz 사이에서 많은 피크 주파수를 관찰할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.373-384
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• 1989

본 논문에서는 상기와 같은 문제들을 규명하기 위하여 비교적 긴 원통에 액체를 내장할 수 있도록 회전체를 제작하여 액체의 종류, 점도, 액체의 양 등을 파라미터로 하여 불안정영역의 범위와 진동진폭에 관해서 실험적으로 조사하였고, 비중이 다른 2액체를 동시에 내장한 경우 액체의 자유표면과 경계면에 의한 진동특성을 을 검토하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.283-290
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• 2007

Recently, plastic products in air-intake parts of automotive engines have become very popular due to advantages that include reduced weight, constricted cost, and lower intake air temperature. However, flow-induced noise in air-intake parts becomes a more serious problem for plastic intake-manifolds than for conventional aluminum-made manifolds. This is due to the fact that plastic manifolds transmit more noise owing to their lower material density. Internal aerodynamic noise from an Idle Speed control Actuator (ISA) is qualitatively analyzed by using a scaling law, which is expressed with some flow parameters such as pressure drop, maximum flow velocity, and turbulence kinetic energy. First, basic flow characteristics through ISA passage are identified with the flow predictions obtained by applying Computational Fluid Dynamics techniques. Then, the effects on ISA passage noise of each design factors including the duct turning shape and vane geometries are assessed. Based on these results, the preliminary low noise design for the ISA passage are proposed. The current method for the prediction of internal aerodynamic noise consists of the steady CFD and the scaling laws for the noise prediction. This combination is most cost-effective, compared with other methods, and therefore is believed to be suited for the preliminary design tool in the industrial field.