• 제목/요약/키워드: Load Flow Analysis

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소형 Gifford-McMahon/Joule-Thomson 냉동기에서 열교환기의 최적 조합 (Optimum Size Combination of Heat Exchangers in a Small Gifford-Mchon/ Joule-Thomson Refrigerator)

  • 김영률;이상용;장호명
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권11호
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    • pp.2196-2202
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    • 1992
  • 본 연구에서는 초전도 양자 간섭장치(SQUID, superconductiong quantum inte- rference device)를 냉각시킬 수 있는 정도의 소용량(3.995K에서 0.1W)의 GM/J-T 냉동 기에 대하여 요구되는 냉각용량을 만족시키면서 최대의 성능을 나타낼 수 있는 열교환 기의 면적배분 조건을 구하였다. 즉 냉동 성능을 알고 있는 상용 2단 GM 냉동기와 소형 극저온 냉동기에 널리 사용되는 열교환기로 이루어진 복합적인 GM/J-T 냉동기에 대하여 열교환기 총면적이 주어졌을 때, J-T 회로내의 냉매(헬륨)의 유량과 각 열교환 기 전열 면적의 비를 변수로 최적설계를 행하였다.

분리 축 가스터빈엔진의 동역학적 천이효과에 의한 부분부하성능 시험 및 해석에 관한 연구 (A Study on Partial-Load Performance Experiment & Analysis for Dynamic Transient Effect of Free Shaft Gas Turbine Engine)

  • 김경두;이원중;양수석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.183-188
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    • 2003
  • 본 연구에서는 분리 축 방식의 가스터빈엔진을 축소형 무인 비행선의 발전용 추진시스템으로 활용하기 위해서 분리 축 가스터빈엔진을 발전용으로 개조하였다. 엔진시험을 통해 출력축으로부터 부하를 전달할 때, 요구되는 구동로터의 조건을 분석하였다. 분석한 결과 적절한 댐핑(damping)역할을 하는 장치가 필요함을 알 수 있다. 따라서 댐퍼 역할을 하는 flywheel의 관성모멘트의 변화를 고려하여 정량화하는 방법을 선택하였다. 적합한 flywheel의 관성모멘트를 장착 할 수 없는 경우에는 엔진으로부터 요구되는 출력을 얻을 수 없으며, 또한 엔진 시험중 불안정성이 초래함을 확인할 수 있었다. 엔진시험에 의한 데이터 분석으로부터 동역학적인 천이효과에 의한 성능을 통해 관성모멘트의 요구범위를 확인 할 수 있었다. 재설계한 Flywheel을 장착하여 시험한 결과 정상적인 엔진작동으로부터 추진 시스템에 요구되는 출력을 얻을 수 있었다. 엔진 시스템의 천이작동모드에서는 Fuel flow schedule 대한 엔진 응답이 제어 시스템에 제공되기 때문에, 제어시스템 설계와 천이작동모드는 충분히 고려해야 할 것이다.

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Development of The New High Specific Speed Fixed Blade Turbine Runner

  • Skotak, Ales;Mikulasek, Josef;Obrovsky, Jiri
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제2권4호
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    • pp.392-399
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    • 2009
  • The paper concerns the description of the step by step development process of the new fixed blade runner called "Mixer" suitable for the uprating of the Francis turbines units installed at the older low head hydropower plants. In the paper the details of hydraulic and mechanical design are presented. Since the rotational speed of the new runner is significantly higher then the rotational speed of the original Francis one, the direct coupling of the turbine to the generator can be applied. The maximum efficiency at prescribed operational point was reached by the geometry optimization of two most important components. In the first step the optimization of the draft tube geometry was carried out. The condition for the draft tube geometry optimization was to design the new geometry of the draft tube within the original bad draft tube shape without any extensive civil works. The runner blade geometry optimization was carried out on the runner coupled with the draft tube domain. The blade geometry of the runner was optimized using automatic direct search optimization procedure. The method used for the objective function minimum search is a kind of the Nelder-Mead simplex method. The objective function concerns efficiency, required net head and cavitation features. After successful hydraulic design the modal and stress analysis was carried out on the prototype scale runner. The static pressure distribution from flow simulation was used as a load condition. The modal analysis in air and in water was carried out and the results were compared. The final runner was manufactured in model scale and it is going to be tested in hydraulic laboratory. Since the turbine with the fixed blade runner does not allow double regulation like in case of full Kaplan turbine, it can be profitably used mainly at power plants with smaller changes of operational conditions or in case with more units installed. The advantages are simple manufacturing, installation and therefore lower expenses and short delivery time for turbine uprating.

흙댐의 다짐밀도가 안정도에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of the Compaction Density on the Stability of Earth Dam)

  • 윤충섭;김시원
    • 한국농공학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.82-95
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    • 1989
  • This study was carried out for the stability analysis of earth dam by the variation of compaction density. The test samples were taken from five kinds of soil used for banking material and the degree of compaction for this samples were chosen 100, 95, 90, 85, and 80 percent. The stability problems were analysed by the settlement and camber( extra banking) of dam, strength parameter and dam slope, and coefficient of permeability and seapage flow through dam body. The results of the stability analysis of earth dam are as follows. 1. The more the fine particle increases and lower the compaction degree becomes, the lower the preconsolidation load becomes but the compression index becomes higher. 2. Sixty to eighty percent of settlement of dam occurs during the construction period and the settlement ratio after completion of dam is inversly proportional to the degree of compaction. 3. The camber of dam has heigher value in condition that it has more fine particle(N) and heigher dam height(H) with the relation of H= e(aN-bH-e). 4. The cohesion(C) decreases in proportion to compaction degree(D) and fine particle(N) with the relation of C= aD+ bN-c, but the internal friction angle is almost constant regardless of change of degree of compaction. 5. In fine soil, strength parameter from triaxial compression test is smaller than that from direct shear test but, they are almost same in coarse soil regardless of the test method. 6. The safety factor of the dam slope generally decreases in proportion to cohesion and degree of compaction but, in case of coarse soil, it is less related to the degree of compaction and is mainly afected by internal friction angle. 7. Soil permeability(K) decreases by the increases of the degree of compaction and fine particle with relation of K=e(a-bl)-cN) 8. The more compaction thickness is, the less vertical permeability (Kv) is but the more h6rzontal permeability (KH) is, and ratio of Kv versus KH is largest in range from 85 to 90 percent of degree of corn paction. 9. With the compaction more than 85 percent and coefficient of permeability less than ${\alpha}$X 10-$^3$cm/sec, the earth dam is generally safe from the piping action.

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물리 계층의 다양성과 무선 랜의 성능에 미치는 영향 (Physical Layer Diversity and its Effects on the Performance of WLANs)

  • 최선웅;박기홍;김종권
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제32권6호
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    • pp.723-731
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    • 2005
  • 오늘날 인프라 무선 랜은 많은 사용자들이 사용하는 중요한 인터넷 접속 기술이다. 지금까지 무선 랜에 관한 연구들은 물리 계층의 채널 다양성으로 인하여 발생하는 모델링 부정확성에 대해 충분히 고려하지 않고, MAC 프로토콜의 향상 및 분석 그리고 시뮬레이션을 통한 성능 평가에만 초점을 맞추어 왔다. 본 논문에서는 계층 상호 간의 의존성의 중요성에 주목하는 새로운 시각으로 IEEE 802.11 무선 랜의 특성을 고찰한다. 실제 무선 랜 시스템 상에서 실험을 수행하여 물리 계층에서 발생하는 불평등성을 관찰하였다. 그리고, 그것이 노드들 간의 혼잡 수준을 떨어뜨리는 역할을 하여 경쟁 기반의 MAC 처리율이 혼잡 상태에서도 서서히 감소하는 것을 보인다. 반면에 노드들 간의 공평성과 노드 처리율의 안정성은 시스템 입력 로드가 특정 수준을 넘으면 크게 저하되는 것을 보인다. 이와 같은 결과를 통하여, 처리율을 높이기 위해 링크 계층에서 제어를 할 필요성은 적은 반면에, 공평한 자원 분배나 서비스의 품질을 보장하기 위해서는 트래픽 제어가 필요하다는 것을 알 수 있다. 시스템의 성능 평가를 위하여 시뮬레이션과 실험을 병행하였다.

금속 링 개스킷이 삽입된 Class 900 플랜지 조인트의 거동에 관한 연구 (A Study on the Behavior of Class 900 Flange Joints with Metal Ring Gaskets)

  • 이민영;정두형;김병탁
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.34-41
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    • 2018
  • A flange joint is a pipe connection used to prevent the leakage of high-pressure fluids by inserting a gasket and tightening the bolts. Among several kinds of gaskets available, metal ring type joint gaskets are most widely used in conditions that require high-temperature and high-pressure fluid flow, such as oil pipelines, gas pipes, pumps, valve joints, etc. The purpose of this study is to investigate the contact pressure and stress characteristics closely related to the sealing performance of Class 900 flange joints used in high temperature and high pressure environments. The dimensions of flange joints with five different nominal pipe sizes were determined with reference to those specified in ASME 16.5. The metal ring gaskets inserted in the joints were octagonal and oval gaskets. The bolt tensile forces calculated from the tightening torques were input as the bolt pretension loads in order to determine the contact pressure and stress levels after fastening. Loading was composed of three steps, including the fastening step, and different amounts of applied pressures were used in each analysis to investigate the effect of fluid pressure on the contact force of the joints. A general-purpose software, ANSYS 17.2, was used for the analysis.

레일전위상승 분석을 위한 컴퓨터 알고리즘 (An Algorithm to Analyze Rail Potential Rise in DC Traction Power Supply System)

  • 정상기;김형철;정호성;권삼영
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.687-693
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    • 2009
  • 급전시뮬레이션과 함께 수행될 수 있는 '레일 전위 상승 분석을 위한 컴퓨터 알고리즘'이 제안되었다. 본 알고리즘에서 레일전위상승 분석은 2 단계로 진행된다. 첫 단계에서는 급전시스템의 조류해석을 수행하여 차량 및 변전소에서의 인젝션(injection) 전류를 구한다. 두 번째 단계에서는 급전시스템의 등가회로에서 변전소 및 차량을 전류 소스로 대치하고 레일의 대지로의 누설 저항이 삽입된 등가회로를 다시 구성한다. 새로 구성된 등가회로를 해석하여 변전소 및 차량 위치에서의 레일 전위를 구한다. 알고리즘의 타당성을 분석하기 위하여 컴퓨터 프로그램을 작성하여 레일전위상승을 구하였고 동일한 시스템을 대상으로 MatLab 사의 Simulink/SymPowerSystems 소프트웨어를 이용하여 레일전위를 구하였다. 2가지 방법에 의한 결과를 상호 비교 분석한 결과는 그 오차가 허용범위 내에 있음을 보여주었다. 본 알고리즘은 급전시뮬레이션과 연동하여 수행될 수 있는 장점을 가지고 있다.

설계하중조건에 따른 해상풍력 강재타워 출입구에 발생되는 응력집중에 대한 해석적 연구 (A Numerical Analysis for Stress Concentration of Openings in Offshore Tubular Steel Tower under Design Loading Condition)

  • 한나;박종섭;강성용;강영종
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.1516-1523
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    • 2015
  • 본 연구는 해상풍력 강재타워의 출입문에 발생되는 응력집중에 대해 상세히 기술하고 있다. 원형강재 풍력타워에는 8종류의 하중조합이 작용하며 그 하중조합은 극한한계상태와 사용한계상태를 고려한 정상 및 이상시 운영상태를 고려하고 있다. 유한요소해석 및 변수연구에 범용해석프로그램인 ABAQUS를 사용하였으며 응력값이 변화되는 곳을 고려하여 변위 및 응력을 검토하였다. 출입문 주변의 응력집중현상을 비교분석하기 위하여 출입문이 없는 경우, 출입문은 없으나 보강재가 있는 경우, 출입문 및 보강재가 모두 적용된 경우로 구분하여 해석연구를 수행하였다. 분석내용은 본문에 자세히 기술하고 있으며, 해석결과 응력집중계수 평균값은 1.47, 최대값은 1.81로 분석되었다.

지수 사상을 이용한 비선형 열-탄소성 고체의 유한요소해석 : 모델과 시간적분법 (Finite Element Formulation for the Finite Strain Thermo-Elasto-Plastic Solid using Exponential Mapping Algorithm : Model and Time Integration Scheme)

  • 박재균
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.19-25
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    • 2004
  • 일반적으로 운동방정식을 풀기 위해 많이 이용되는 선형근사모델은 계산이 용이한 반면에 큰 변형상태에서는 그 오차가 커지는 단점이 있다. 따라서 엄밀한 구조물의 응답해석을 위해서는 물성과 기하에 대한 비선형성을 고려해야 한다. 또한, 강과 같이 연성이 큰 재료는 소성 변형을 일으키면서 소산되는 에너지의 대부분이 열로 변하게 되며, 이 열은 열역학 제1 법칙과 2 법칙에 따라 다른 부분으로 전달된다. 이렇게 전달된 열은 온도를 상승시켜 재료의 강도를 약화시키는 역할을 하며, 이것이 다시 구조물의 응답에 영향을 미친다. 본 논문에서는 지진 등의 큰 하중을 받거나 화재로 인한 열 하중을 받는 강구조물의 비선형 대 변형 현상을 적절히 해석할 수 있는 열-탄소성 물성모델을 제안하고 3차원 유한요소해석을 수행하려다.

사각형 딤플로 Surface Texturing한 경사진 Slider 베어링의 윤활해석 (Lubrication Analysis of Surface-Textured Inclined Slider Bearing with Rectangular Dimples)

  • 박태조;장인규
    • Tribology and Lubricants
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    • 제38권5호
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    • pp.191-198
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    • 2022
  • With the world's fast expanding energy usage comes a slew of new issues. Because one-third of energy is lost in overcoming friction, tremendous effort is being directed into minimizing friction. Surface texturing is the latest surface treatment technology that uses grooves and dimples on the friction surface of the machine to significantly reduce friction and improve wear resistance. Despite the fact that many studies on this issue have been conducted, most of them focused on parallel surfaces, with relatively few cases of converging films, as in most sliding bearings. This study investigated the lubrication performance of surface-textured inclined slider bearings. We analyzed the continuity and Navier-Stokes equations using a commercial computational fluid dynamics code, FLUENT. The results show the pressure and velocity distributions and the lubrication performance according to the number and orientation of rectangular dimples. Partial texturing somewhat improves the lubrication performance of inclined slider bearings. The number of dimples with the maximum load-carrying capacity (LCC) and minimum friction is determined. When the major axis of the dimple is arranged in the sliding direction, the LCC and friction reduction are maximized. However, full texturing significantly reduces the LCC of the slider bearing and increases the flow rate. The results have the potential to improve the lubrication performance of various sliding bearings, but further research is required.