축대칭 과소팽창 수직 충돌제트에 의한 표면 열전달 특성에 대하여 실험적 연구가 진행되었다. 초음속 유동장 내부의 충격파 구조 가시화와 함께 표면에서의 압력분포 및 열전달 계수가 측정되어졌다. 표면 열전달 계수는 노즐-충돌면간 거리와 과소 팽창비에 따라서 그 경향에 차이를 보였다. 이러한 현상은 벽압력 및 충격파 가시화에 대한 결과로부터 설명할 수 있었다.
The optimal structure of the Tonpilz transducer was designed. First, the FE model of the transducer was constructed, that included all the details of the transducer which used practical environment. The validity of the FE model was verified through the impedance analysis of the transducer. Second, the resonance frequency, the sound pressure, the bandwidth, and the impulsive shock pressure of the transducer in relation to its structural variables were analyzed. Third, the design method of $2^n$ experiments was employed to reduce the number of analysis cases, and through statistical multiple regression analysis of the results, the functional forms of the transducer performances that could consider the cross-coupled effects of the structural variables were derived. Based on the all results, the optimal geometry of the Tonpilz transducer that had the highest sound pressure level at the desired working environment was determined through the optimization with the SQP-PD method of a target function composed of the transducer performance. Furthermore, for the convenience of a user, the automatic process program making the optimal structure of the acoustic transducer automatically at a given target and a desired working environment was made. The developed method can reflect all the cross-coupled effects of multiple structural variables, and can be extended to the design of general acoustic transducers.
This paper addresses the dynamic loading characteristics of the shock tube onto sandwich steel beams as an efficient and accurate alternative to time consuming and complicated fluid structure interaction using finite element modeling. The corrugated sandwich steel beam consists of top and bottom flat substrates of steel 1018 and corrugated cores of steel 1008. The corrugated core layers are arranged with non-uniform thicknesses thus making sandwich beam graded. This sandwich beam is analogous to a steel beam with web and flanges. Substrates correspond to flanges and cores to web. The stress-strain relations of steel 1018 at high strain rates are measured using the split-Hopkinson pressure. Both carbon steels are assumed to follow bilinear strain hardening and strain rate-dependence. The present finite element modeling procedure with an improved dynamic impulse loading assumption is validated with a set of shock tube experiments, and it provides excellent correlation based on Russell error estimation with the test results. Four corrugated graded steel core arrangements are taken into account for core design parameters in order to maximize mitigation of blast load effects onto the structure. In addition, numerical study of four corrugated steel core placed in a reverse order is done using the validated finite element model. The dynamic behavior of the reversed steel core arrangement is compared with the normal core arrangement for deflections, contact force between support and specimen and plastic energy absorption.
국내 탄약 시험장과 군의 포탄 사격 훈련장은 잦은 사격과 폭발 실험으로 인해 충격파와 파편 등의 유해인자가 발생한다. 이에 따라 지역 주민의 민원이 급증하고 있으며 근접한 시설물과 인명피해의 위험이 크다. 최근 건설된 탄약 시험장은 부지확보 제한에 따라 반경 300 m 이내의 좁은 지역에서 화포 사격 및 로켓 추진기관 연소시험 시설을 구축하였으나 적절한 방호구조물이 없어 시설물 피해가 누적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 화포 사격 및 로켓추진기관 실험 간 발생하는 소음, 진동, 충격파, 열 효과 등 유해인자에 대한 정량적 데이터를 측정하고 폭발 압력 특성을 분석하여 탄약 시험장의 강재 방호구조물 적용 연구를 수행하였다.
Studying the environments in which core-collapse supernovae (SNe) explode and evolve is essential to establish the nature of the mass loss and the explosion of the progenitor star. The spatial structure of the outer shock in young core-collapse SNR provides an excellent opportunity to study the nature of the medium into which the remnant has been expanding. I will review studies of the outer shocks in young Galactic SNRs using Chandra X-ray observations and discuss the nature of the winds and the progenitor stars.
In order to investigate the flows with shock wave in branch, 108$^{\circ}$ elbow and T-junction of the IRWST system of standard Korean nuclear reactor, detail time dependent behaviors of unsteady flow with shock wave, vortex and so on are obtained by numerical method using compressible three-dimensional Navier-Stokes equations. At first, the complex flow including the incident and reflected shock waves, vortex and expansion waves which are generated at the corner of T-junction is calculated by the commercial code of FLUENT6 and is compared with the experimental result to obtain the validation of numerical method. Then the flow fields in above mentioned units are analyzed by numerical method of [mite volume method. In numerical analysis, the distributions of flow properties with the moving of shock wave and the forces acting on the wall of each unit which can be used to calculate the size of supporting structure in future are calculated specially. It is found that the initial shock wave of normal type is re-established its type from an oblique one having the same strength of the initial shock wave at the 4 times hydraulic diameters of downstream from the branch point of each unit. Finally, it is turned out that the maximum force acting on the pipe wall becomes in order of the T-junction, 108$^{\circ}$ elbow and branch in magnitude, respectively.
TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) module is representative commercial product of FPD(Flat Panel Display). Thickness of TFT-LCD module is very thin. It is adopted for major display unit for IT devices such as Cellular Phone, Camcorder, Digital camera and etc. Due to the harsh user environment of mobile IT devices, it requires complicated structure and tight assembly. And user requirements for the mechanical functionalities of TFT-LCD module become more strict. However, TFT-LCD module is normally weak to high level transient mechanical shock. Since it uses thin crystallized panel. Therefore, anti-shock performance is classified as one of the most important design specifications. Traditionally, the product reliability against mechanical shock is confirmed by empirical method in the design-prototype-drop/impact testredesign paradigm. The method is time-consuming and expensive process. It lacks scientific insight and quantitative evaluation. In this article, a systematic design evaluation of TFT-LCD module for mobile IT devices is presented with combinations of FEA and testing to support the optimal shock proof display design procedure.
본 연구는 달착륙선의 착륙장치 개발 연구로써 자기효과를 이용한 충격흡수장치를 제안한다. 충격흡수장치는 금속튜브와 피스톤 로드(piston rod), 피스톤 로드를 따라 가진되는 영구자석으로 구성되며 금속튜브와 영구자석사이에 존재하는 자기력과 상대운동에 의해 발생되는 와전류 효과 등의 자기효과를 이용하여 충격에너지를 분산 및 소산시킨다. 또한 자석을 같은 극을 마주보게 배치함으로써 코일 스프링과 유사한 충격흡수 효과를 얻을 수 있다. 이 장치는 구조가 단순하고 오일이나 가스의 사용이 불필요하므로 우주공간에서 사용이 용이하다. 자기 효과를 이용한 충격흡수장치의 감쇠와 스프링 특성을 전자기학 이론과 유한요소해석을 통하여 관찰하고 장치를 설계, 제작하여 실험을 수행한 결과와 비교분석하였다.
본 연구에서는 2단으로 구성된 달착륙선 충격 흡수 장치에 대한 최적화를 수행하였다. 충격 흡수 장치의 복잡한 충격거동을 모사하기 위해 1차원 구성방정식 모델을 제안하였으며, 이와 함께 상용해석 소프트웨어인 ABAQUS를 활용하여 최적화를 위한 2차 다항회귀 메타모델을 구성하였다. 구성된 메타모델을 순차적 근사 최적설계 기법에 적용하여 2단 충격 흡수 장치의 최적화를 수행하였으며, 이를 통해 허니컴 구조를 이용한 충격 흡수장치의 셀크기와 포일 두께를 변화시킴에 따라 달착륙선의 월면 착륙 시 충격하중을 크게 저감시킬 수 있음을 확인하였다.
Boltzmann 방정식의 비선형 해법으로서 cumulant 모멘트 방법을 연구하였으며, Maxwell 분자모형 단원자분자 기체계의 정상충격파 문제에 대하여 적용하였다. 모멘트 방정식의 해는 Maxwell-Ikenberry-Truesdell(MIT) 반복법을 사용하였다. 원래의 MIT 반복법은 초기값을 평형분포함수로부터 구하지만, 본 연구에서는 반복계산의 초기값을 Mott-Smith의 두방식(bimodal)함수로부터 구하였다. 모멘트 계산은 2차 반복단계까지 수행하였으며, 강한 충격파에 대한 밀도, 온도, stress, heat flux 등의 윤곽과 충격파의 두께, 그리고 마하수 1.4 미만의 약한 충격파의 두께를 계산하였다. 1차 반복계산에서 충격파 윤곽에 대한 간단한 형태의 해석적 표현을 얻었으며, 이로부터 도출한 약한 충격파 두께에 대한 극한법칙은 Navier-Stokes 이론과 정확히 일치한다. 2차 반복계산에 의한 결과는 강한 충격파의 윤곽곡선 및 충격파 두께가 Monte Carlo 문헌값과 정량적으로 일치함을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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