• 제목/요약/키워드: Shear stress wave

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수중충격하중을 받는 선체구조의 충격 및 파손 해석 (The Shock and Fracture Analysis of Ship Structure Subject to Underwater Shock Loading)

  • 정기태;김경수;김영복
    • 대한조선학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.118-131
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    • 1995
  • 수중폭발을 받게 되는 해군 함정이나 충격하중을 받게 되는 초고속선의 구조에 대한 내충격 파손해석을 거시해석(global or macro analysis)과 미시해석(fine or micro analysis)의 두 단계로 나누어 수행하였다. 거시해석은 이중근사기법(DAA : Doubly Asymptotic Approximation)을 이용하였다. 심한 충격하중을 받는 구조는 주로 세 가지 파괴모드를 나타내는데 이는 충격후기에 주로 나타나는 동소성좌굴(Dynamic plastic buckling)에 기인하는 소성대변형과 충격초기에 주로 나타나는 인장 파괴(Tensile tearing failure)와 횡전단파괴(Transverse shear failure)가 있다. 본 논문의 미시해석에서는 잠수구조의 종보강재에 충격압력이 가해진 경우에 대하여 응력파(stress wave)의 파급과 이 응력파와 균열과의 상호작용에 의한 동적응력강도계수 $K_I(t)$의 계산함으로써 인장 파괴모드(Tensile tearing failure mode)해석을 수행하였다. 특히, 동적응력강도계수 $K_I(t)$의 계산에 있어서 실험적 방법으로 널리 사용되는 shadow optical method of caustic로부터 개발된 numerical caustic method를 사용하였다. 본 논문의 충격파손해석 수치 예로서 해석모델을 완전잠수주상체로 잡고 거시해석을 수행한 후 이로부터 구한 충격압력을 입력자료로 하여 종보강재에 대하여 미시해석을 수행하였다.

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여러 종류의 표면 진동원에 대한 연조직에서의 진동 변위 비교 (Comparison of Vibrational Displacements Generated by Different Types of Surface Source in a Soft Tissue)

  • 박정만;권성재;정목근
    • 비파괴검사학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.469-483
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    • 2012
  • 인체 연조직에서 기계적인 진동의 전달 특성은 조직의 탄성 특성에 의존한다. 연조직의 진동 특성으로부터 암이나 종양을 진단할 수 있기 때문에 진동의 전달 특성에 대한 연구는 중요한 의미를 가진다. 이 논문은 연조직의 표면에 위치하는 여러 형태의 응력 진동원에 의해 연조직 내에 발생되는 변위 패턴을 분석하고 비교하였다. 진동원으로는 수직하중, 접선하중, 그리고 면외전단하중이 고려되었다. 점탄성 단일층에서의 변위에 대한 이론적 표현식을 구하였고, 수치계산은 반공간 및 무한평판조직에서 수행되었다. 그리고 유한크기조직에서의 변위패턴을 유한요소법으로 시뮬레이션하였다. 응력 형태, 진동원 크기 및 주파수, 그리고 경계면이 변위에 미치는 영향이 분석되었다.

파형이 있는 슬라이더 베어링의 윤활효과 (Lubrication effect of slider bearing with wavy surface)

  • 왕일군;진도훈;윤문철
    • 한국기계가공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.35-42
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    • 2014
  • The influence of sine wave striated surface roughness on load carrying capacity of a bearing is studied for thin film effect of slider bearing. A Reynolds equation appropriate for slider bearing is used in this paper for analysis and it is discussed using finite difference method of central difference scheme. For a slider bearing with sine wave simple roughness form, several parameters such as pressure, load capacity and shear stress of the bearing can be obtained and also this results can be stored in sequential data file for latter analysis. After all, their distribution can be displayed and analyzed easily by using the matlab GUI technique. The parameters such as amplitude, number of waviness and slope of the surface are used for discussing the load carrying capacity of the rectangular bearing. The results reported in this paper should be applied to the other slider bearing such as rectangular or round embossed surface of slider bearing.

분지관 내 물체 주위 맥동류에 대한 CFD 해석 (CFD ANALYSIS FOR A PULSATILE FLOW AROUND A BODY INSIDE A BIFURCATED TUBE)

  • 황도연;유성수;이명수;한병윤;박형구
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.183-190
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    • 2009
  • The objective of this study is to get simulation data about pulsatile flow around an interior solid body inside a bifurcated tube. All the processes were based on CFD method, with a commercial FVM code, SC/Tetra ver. 6.0 for solving, and with CATIA R16 for generating geometries. The bifurcated tube models were drawn with the bifurcated angle of 45 degrees, considering Murray's law about the diameter ratio. With various locations of the object, the effects of flow on the drag were considered. For the pulsating flow condition, the velocity wave profile was given as the inlet boundary condition. To validate all the result, the simulation was compared with the existing data of the other papers first. Overall flow field of both data were similar, but there was some difference at a zero velocity. Therefore the next simulation was continued with the sine wave profiles where there is no negative flow, and then the data was compared with one of the pulmonary artery velocity where there is negative flow. The final process was to calculate flow variables such as the wall shear stress (WSS) and to compute the drag of the solid object.

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충격반향기법의 신뢰성 향상을 위한 탄성파 파동전파 특성의 연구 (Investigation of the Stress-Wave Propagation In Improve the Reliability of the Impact-Echo Method)

  • 조미라
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.266-274
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    • 2002
  • 콘크리트 구조물 또는 조적식 구조물을 비파괴적으로 평가하는 충격반향시험은 타 기법과 비교하였을 때, 현장 적용면에서 탁월하게 우수하며, 그 신뢰성도 매우 높게 평가되고 있다 그러나 경우에 따라서 충격반향기법은 낮은 신뢰성을 나타내고 있다. 본 연구에서는 충격반향기법의 신뢰성을 수치해석에 의해 검토하였다. 유한요소해석 및 이론을 근거로 하는 동강성행렬법을 이용하여 균질한 강성구조 깊이에 따라 증가 또는 감소하는 전단강성구조, 샌드위치형 전단강성구조 등 대표적 유형의 전단강성구조를 가지는 콘크리트 터널벽체에 대해 충격반향실험의 수치 모사를 수행하였다. 이를 바탕으로 충격반향기법의 실험자료 분석 및 해석에 있어서 보다 신뢰성 있는 결과 도출을 위한 제언을 하였다.

충격파 개념에 기반한 유체 추력벡터제어에 관한 연구 (Fluidic Thrust Vector Control Using Shock Wave Concept)

  • ;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.10-20
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    • 2019
  • 충격파 개념을 이용하는 유체 추력벡터 제어는 빠른 벡터링 응답, 간단한 구조 및 낮은 무게로 인하여 큰 벡터링 성능을 달성하는데 많은 이점을 제공한다. 본 논문에서는 전산유체역학 기법을 사용하여 슬롯 인젝터를 가진 3차원 직사각형 초음속 노즐에 대하여 연구를 수행하였다. 계산 방법론을 검증하기 위하여 수치 결과를 실험 데이터로 비교하였다. 대칭 평면에서의 상부 및 하부 노즐벽을 따르는 압력분포는 시험 결과와 잘 일치하였다. $k-{\omega}$ SST 난류모델을 기반으로 한 수치해석을 통하여, 운동량 플럭스 비율의 영향을 철저히 조사하여 추력의 성능 변화를 명확하게 나타내었다.

폐타이어 분말을 이용한 혼합경량토의 역학적 특성 연구 (Mechanical Properties of Waste Tire Powder - Added Lightweight Soil)

  • 김윤태;강효섭
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권4C호
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    • pp.247-253
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    • 2008
  • 본 연구에서는 준설토, 폐타이어 분말 및 저회(bottom ash)를 재활용한 폐타이어 분말 혼합경량토의 역학적 특성을 고찰하였다. 본 실험에서 폐타이어 분말의 함량은 건조 준설토 중량대비 0%에서 100%까지 25%간격으로 변화시켜 5개의 공시체를 준비하였다. 혼합된 공시체는 일축압축시험, 탄성파 시험을 수행하여 강도와 지반정수들을 구하였다. 실험결과 폐타이어 함량이 증가함에 따라 일축압축강도와 단위중량은 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 파괴시 축변형률은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 폐타이어 분말의 함량이 증가할수록 폐타이어 혼합경량토의 응력-변형률 곡선은 취성적 거동보다는 연성적 거동을 나타내었다. 탄성파 시험에서는 폐타이어 함량이 증가함에 따라 탄성파 속도와 전단탄성계수는 감소하는 성질을 나타내고 있다.

Hemodynamic Characteristics Affecting Restenosis after Percutaneous Transluminal Coronary Angioplasty with Stenting in the Angulated Coronary Stenosis

  • Lee, Byoung-Kwon;Kwon, Hyuck-Moon;Roh, Hyung-Woon;Cho, Min-Tae;Suh, Sang-Ho
    • International Journal of Vascular Biomedical Engineering
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    • 제1권1호
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    • pp.13-23
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    • 2003
  • Backgrounds: The present study in angulated coronary stenosis was to evaluate the influence of velocity and wall shear stress (WSS) on coronary atherosclerosis, the changes of hemodynamic indices following coronary stenting, as well as their effect of evolving in-stent restenosis using human in vivo hemodynamic parameters and computed simulation quantitatively and qualitatively. Methods: Initial and follow-up coronary angiographies in the patients with angulated coronary stenosis were performed (n=80). Optimal coronary stenting in angulated coronary stenosis had two models: < 50 % angle changed(model 1, n=43), > 50% angle changed group (model 2, n=37) according to percent change of vascular angle between pre- and post-intracoronary stenting. Flow-velocity wave obtained from in vivo intracoronary Doppler study data was used for in vitro numerical simulation. Spatial and temporal patterns of velocity vector and recirculation area were drawn throughout the selected segment of coronary models. WSS of pre/post-intracoronary stenting were calculated from three-dimensional computer simulation. Results: Follow-up coronary angiogram demonstrated significant difference in the percent of diameter stenosis between two groups (group 1: $40.3{\pm}30.2$ vs. group 2: $25.5{\pm}22.5%$, p<0.05). Negative WSS area on 3D simulation, which is consistent with re-circulation area of velocity vector, was noted on the inner wall of post-stenotic area before stenting. The negative WSS was disappeared after stenting. High spatial and temporal WSS before stenting fell into within physiologic WSS after stenting. This finding was prominent in Model 2 (p<0.01) Conclusions: The present study suggests that hemodynamic forces exerted by pulsatile coronary circulation termed as WSS might affect on the evolution of atherosclerosis within the angulated vascular curvature. Moreover, geometric change, such as angular difference between pre / post-intracoronary stenting might give proper information of optimal hemodynamic charateristics for vascular repair after stenting.

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CFD를 이용한 분지관 비뉴턴 해석 (PULSATILE FLOW SIMULATION OF A NON-NEWTONIAN FLUID THROUGH A BIFURCATION TUBE USING THE CFD ANALYSIS)

  • 황도연;유성수;박형구
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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    • pp.177-180
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    • 2008
  • The objective of this study is to get simulation data about pulsatile flow of a non-Newtonian fluid through a bifurcated tube. All the process was based on CFD method, with a commercial FVM code, SC/Tetra ver. 6.0 for solving, and with CATIA R16 for generating geometries. To define a non-Newtonian fluid, the following viscous models are used; the Powell-Eyring model, the modified Powell-Eyring model, the Cross model, the modified Cross model, the Carreau model, the Carreau-Yasuda model and the modified Power Law model. The flow calculation data using each model were compared with the other data of a existing paper. Finally, the Carreau model was recognized to give the best result with the SC/Tetra code, and the succeeding simulations are made with the model. For the pulsating flow condition, the sine wave type velocity profile is given as the inlet boundary condition. To investigate the effect of geometries and mesh, the pre-test is carried out with various curvature conditions of the bifurcated corner, and then with various mesh conditions. The final process is to calculate flow variables such as the wall shear stress (WSS) and the wall shear stress gradient (WSSG). To validate all the result, the simulation is compared with the existing data of the other papers. Generally speaking, there is a noticeable difference in the maximum and minimum value of WSS. It is not sure that the values in each data are on the exactly same location. However, the overall trend is similar. The next study needs to investigate the same situation by experimental method. Furthermore, if the flow is simulated with more pulsatile conditions, more data of flow field through a bifurcated tube could be achieved.

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CFD를 이용한 분지관 비뉴턴 해석 (PULSATILE FLOW SIMULATION OF A NON-NEWTONIAN FLUID THROUGH A BIFURCATION TUBE USING THE CFD ANALYSIS)

  • 황도연;유성수;박형구
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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    • pp.177-180
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    • 2008
  • The objective of this study is to get simulation data about pulsatile flow of a non-Newtonian fluid through a bifurcated tube. All the process was based on CFD method, with a commercial FVM code, SC/Tetra ver. 6.0 for solving, and with CATIA R16 for generating geometries. To define a non-Newtonian fluid, the following viscous models are used; the Powell-Eyring model, the modified Powell-Eyring model, the Cross model, the modified Cross model, the Carreau model, the Carreau-Yasuda model and the modified Power Law model. The flow calculation data using each model were compared with the other data of a existing paper. Finally, the Carreau model was recognized to give the best result with the SC/Tetra code, and the succeeding simulations are made with the model. For the pulsating flow condition, the sine wave type velocity profile is given as the inlet boundary condition. To investigate the effect of geometries and mesh, the pre-test is carried out with various curvature conditions of the bifurcated corner, and then with various mesh conditions. The final process is to calculate flow variables such as the wall shear stress (WSS) and the wall shear stress gradient (WSSG). To validate all the result, the simulation is compared with the existing data of the other papers. Generally speaking, there is a noticeable difference in the maximum and minimum value of WSS. It is not sure that the values in each data are on the exactly same location. However, the overall trend is similar. The next study needs to investigate the same situation by experimental method. Furthermore, if the flow is simulated with more pulsatile conditions, more data of flow field through a bifurcated tube could be achieved.

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