• 제목/요약/키워드: Static Pressure Distribution

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회전하는 타이어의 동특성을 고려한 진동에너지 하베스터 성능 예측 (Performance Prediction of Vibration Energy Harvester considering the Dynamic Characteristics of Rotating Tires)

  • 나혜중
    • 한국기계가공학회지
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    • 제19권10호
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    • pp.87-97
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    • 2020
  • In general, tires require various sensors and power supply devices, such as batteries, to obtain information such as pressure, temperature, acceleration, and the friction coefficient between the tire and the road in real time. However, these sensors have a size limitation because they are mounted on a tire, and their batteries have limited usability due to short replacement cycles, leading to additional replacement costs. Therefore, vibration energy harvesting technology, which converts the dynamic strain energy generated from the tire into electrical energy and then stores the energy in a power supply, is advantageous. In this study, the output voltage and power generated from piezoelectric elements are predicted through finite element analysis under static state and transient state conditions, taking into account the dynamic characteristics of tires. First, the tire and piezoelectric elements are created as a finite element model and then the natural frequency and mode shapes are identified through modal analysis. Next, in the static state, with the piezoelectric element attached to the inside of the tire, the voltage distribution at the contact surface between the tire and the road is examined. Lastly, in the transient state, with the tire rotating at the speeds of 30 km/h and 50 km/h, the output voltage and power characteristics of the piezoelectric elements attached to four locations inside the tire are evaluated.

코닝 조합이 물결 프로파일이 가공된 미케니컬 페이스 실의 작동 성능에 미치는 영향 (Effect of Coning Combinations on Working Performances of Wavy Mechanical Face Seal)

  • 김동욱;진성식;김준호;김경웅
    • Tribology and Lubricants
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    • 제28권2호
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    • pp.70-80
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    • 2012
  • Non-contact type mechanical face seals installed in mechanical systems prevent leakage of working fluid using thin working fluid film between stator and rotor. For that purpose, various kinds of surface profiles, grooves and conings have been applied on seal surfaces of stator and rotor to generate hydrodynamic and hydrostatic pressure. The thickness distribution of working fluid film is one of important factors which affect the working performances of mechanical face seal, and it is strongly affected by the surface height profiles of stator and rotor. Therefore, appropriate design of surface height profiles of stator and rotor is necessary to optimize the working performances and life of mechanical face seal. In this study, numerical analysis using finite volume method was conducted to estimate the working performances of wavy mechanical face seals which have 36 coning combinations. As results, minimum thickness of working fluid film, leakage volume of working fluid and friction torque in static equilibrium condition of mechanical face seal, and stiffness of working fluid film were obtained. The results show that the working performances of mechanical face seal were affected by the coning combinations which can change the thickness distribution of working fluid film and pressure distribution in sealing region of mechanical face seal.

2次元 亂流 Stepped Wall Jet 의 流動特性 (Flow Characteristics of Two-Dimensional Turbulent Stepped Wall Jet)

  • 부정숙;김경천;박진호;강창수
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.732-742
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    • 1985
  • 본 논문에서는 이 2차원 재부착분류(본문에서는 stepped wall jet라 명명함) 유동장을 재부착상류 부분, 재부착점 근방, 재부착 이후의 재발전 벽면분류 지역의 세 영역으로 구분하여 재부착 길이, 평균속도, 벽면정압을 측정하고 on-line에 의한 디지 틀 데이터 처리기법을 이용하여 난류강도, 레이놀즈 전단응력, 속도의 3승적(triple velocity product), integral length scale, Taylor's microscale 등을 실험적으로 구 하여 재부착 상류 부분에서는 자유분류와 비교하고, 재부착 이후에서는 2차원 벽면분 류와 비교하기로 한다.그리하여 초기 교란을 받는 분류가 벽면에 재부착하여 2차원 벽면분류로 재발전되어 가는 과정에 있어서의 평균 유동장과 급격한 변화를 갖는 난류 특성을 상세히 조사하여, 보다 일반적으로 적용될 수 있는 난류모델을 개발함에 있어 서 실험적인 자료를 제공하고자 한다. Fig. 1은 본 실험의 유동장에 대한 개약도를 보여주고 있다.

중력식(重力式) 고정해양구물(固定海洋構物)에 작용(作用)하는 파랑하중(波浪荷重)에 관한 연구(硏究) (Wave Load on Fixed Offshore Gravity Platform)

  • 김철;편종근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.87-95
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    • 1988
  • 극지(極地) 해역(海域)의 경우(境遇) 극심(極甚)한 환경(環境) 조건(條件)으로 인(因)하여 육중(肉重)한 중력식(重力式) 해양구조물(海洋構造物)이 제안(提案)되고 있는데 이와 같이 구조물(構造物)의 특성(特性)길이가 입사파(入射波)의 파장(波長)에 비(比)하여 무시(無視)할 수 없을 정도(程度)이면 선형(線形) 회절(廻折) 이론(理論)을 적용(適用)하여 구조물(構造物)에 작용(作用)하는 전(全) 파력(波力)을 계산(計算)하여 왔다. 그러나 구조해석(構造解析)과의 연계(連繫)를 고려(考慮)하면 수심별(水深別) 파력(波力)의 분포(分布)와 파랑압력(波浪壓力)의 분포(分布)가 요구(要求)되어지므로 기개발(旣開發)된 연직(鉛直) 축대칭(軸對稱) 물체(物體)에 작용(作用)하는 전파력계산(全波力計算) 프로그램을 일부(一部) 수정(修正)하였다. 압력(壓力)의 경우(境遇) 고정(固定) 원통(圓筒)에 대한 MacCamy-Fuchs의 해석적(解析的) 해(解)와 비교(比較)해본 결과(結果) Green함수(凾數)의 Fourier Mode, l값은 해석해(解析解)를 계산(計算)할 경우(境遇)는 6을 사용(使用)하고 수식해(數植解)를 계산(計算)할 경우(境遇)에는 5로 하여 계산(計算)하면 충분(充分)한 정확도(正確度)를 얻을 수 있었다. 이렇게 구한 파랑하중(波浪荷重) 자료(資料)들은 구조물(構造物)의 응사(凝似) 정적해석(靜的解析), 동적해석(動的解析) 및 피로해석시(疲勞解析時)에 사용(使用)되어 질 것이다.

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불안정 지지면을 적용한 테라테이먼트 하지복합운동이 안굽이 무릎 하지 변형자의 무릎과 족저압에 미치는 영향 (Effect of Theratainment Low Extremity Complex Exercise using Unstable Surface on Knee and Plantar Pressure in Patient with Genu Varum)

  • 김기도;허명
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제14권8호
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    • pp.337-344
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    • 2020
  • 본 연구는 불안정 지지면을 적용한 테라테이먼트 하지복합운동이 안굽이 무릎 하지 변형자의 무릎과 족저압에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 안굽이 무릎 2등급 남녀 25명을 대상으로 안정 지지면 운동 그룹(SEG)과 불안정 지지면 운동그룹(UEG)으로 나누어 연구를 진행하였다. 하지복합운동 프로그램은 탄력밴드를 이용한 하지운동과 스쿼트 운동으로 구성하였으며, 총 5주간, 주 4회 40분 실시하였다. 무릎의 구조적 변화를 관찰하기 위해 무릎사이 간격과 Q-각을 측정하였으며, 정적 족저압을 평가하였다. 무릎사이 간격과 Q-각 측정 결과 각 집단에서 모두 실험 전에 비해 실험 후 무릎 사이 간격은 감소하고 Q-각은 증가되었음을 알 수 있었으며, 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<.05). 실험 후 집단 간 비교 검사 결과, 무릎사이 간격 차이에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<.05). 정적 족저압 평가 결과 각 집단에서 모두 실험 전에 비해 실험 후 양쪽 발의 앞쪽 비율(FFR)은 감소하고, 뒤쪽 비율(RFR)은 증가하였다. 안정 지지면 운동그룹의 왼쪽 발 앞쪽 비율(FFR)을 제외하고 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<.05). 이상의 결과를 통해 하지복합운동이 안굽이 무릎 하지 변형자의 무릎 구조 교정 및 정적 족저압 개선에 효과적이며, 불안정 지지면은 하지복합운동의 효과를 증가 시킬 수 있는 좋은 조건임을 알 수 있었다.

구리-크롬 합금의 조성비에 따른 동적실험 및 진공 인터럽터 충격특성에의 적용 (Dynamic Material Test of Sinter-Forged Cu-Cr Alloy and Application to the Impact Characteristics of Vacuum Interrupter)

  • 송정한;임지호;허훈
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.447-452
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    • 2004
  • Vacuum interrupters in order to be used in various switch-gear components such as circuit breakers, distribution switches, contactors, etc. spread the arc uniformly over the surface of the contacts. The electrodes of vacuum interrupters are made of sinter-forged Cu-Cr materials for good electrical and mechanical characteristics. Since the closing velocity is 1-2m/s and impact deformation of the electrode depends on the strain rate at that velocity, the dynamic behavior of the sinter-forged Cu-Cr is a key to investigate the impact characteristics of the electrodes. The dynamic response of the material at intermediate strain rate is obtained from the high speed tensile test machine test and at the high strain rate is obtained from the split Hopkinson pressure bar test. Experimental results from both quasi-static and dynamic compressive tests are interpolated to construct the Johnson-Cook model as the constitutive relation that should be applied to simulation of the dynamic behavior of the electrodes. The impact characteristics of a vacuum interrupter are investigated with computer simulations by changing the amount of chromium content.

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초음속 유동장 내의 공동을 이용한 연료/공기 혼합에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Fuel/Air Mixing using the Cavity in the Supersonic Flow)

  • 김채형;정은주;정인석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.64-71
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    • 2005
  • 효과적인 초음속 연소를 위해 연료와 공기의 빠른 혼합이 필요하며, 혼합 향상을 위해 연료분사 방식에 대한 여러 연구들이 수행되어 왔다. 본 연구에서는 길이-깊이 비가 4.8, 후면 경사각이 $22.5^{\circ}$인 개방형 공동 모델을 사용하였으며, 마하수 1.92에서 운동량비에 따른 분사구 주변의 유동 특성 및 연소실 내 압력 분포를 슐리렌 가시화와 압력 측정을 사용하여 파악하였다. 운동량비는 연료의 침투거리와 분사지역의 유동에 큰 영향을 끼친다.

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후류가 익렬 유동에 미치는 영향에 대한 실험적 연구 (Study of the Effects of Wakes on Cascade Flow)

  • 김형주;조강래;주원구
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.561-567
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    • 2000
  • This paper is concerned with the viscous interaction between rotor and stator. The viscous interaction is caused by wakes from upstream blades. The rotor cascade in the experiment was composed with five blades, and cylinders were placed to make the stator wakes and their locations were about 50 percent upstream of blade chord. The locations of cylinders were varied in the direction of cascade axis with 0, 12.5, 25, 50, and 75 percent of pitch length. The static pressure distributions on the blade surfaces and the velocity distributions in the cascade flow were measured. From the experimental result it was found that the value of velocity defect by a cylinder wake might vary depending on the wake position within the cascade but the value at the cascade exit approached to some constant value regardless of the difference of wake locus. The momentum defect at the downstream from the cascade and the pressure distribution on the blade surfaces showed that the wake flowing near the blade surfaces caused the decrease of lift and the increase of drag regardless of the disappearance of flow separation.

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An Analysis of Dynamic Behavior of Fluid Dynamic Bearing for Hard Disk Drive Spindle Motor

  • Song, Young-Han;Yoo, Jin-Gyoo;Rhim, Yoon-Chul
    • KSTLE International Journal
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    • 제4권1호
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    • pp.18-26
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    • 2003
  • Recently, fluid dynamic bearings (EDBs) have important applications in miniature rotating machines such as those found in the computer information storage industry, due to their outstanding low acoustic noise and NRRO (Non-Repeatable Run Out) characteristics. This research investigates the dynamic behavior of fluid dynamic bearings composed of hydrodynamic herringbone groove journal and spiral groove thrust bearing. The five degrees of freedom of FDB are considered to describe the real motion of a general rotor bearing system. The Reynolds equation and five nonlinear equations of motion for the dynamic behavior are solved simultaneously, The incompressible Reynolds equation is solved by using the finite element method (FEM) in order to calculate the pressure distribution in a fluid film and the five equations of motion by using the Runge-Kutta method. The reaction forces and moments are obtained by integrating the pressure along the fluid film. Numerical results are validated by comparing with the previously published experimental and numerical results. As a result the dynamic behavior of FDB spindle such as orbit, floating height, and angular orbit is investigated by considering the conical motion under the static and dynamic load conditions.

초대형 콘테이너선의 축계정렬 계산 사례 소개 (The Introduction of Shaft Alignment Calculation for very Large Container Vessel)

  • 강동춘;박건우;김경호
    • 대한조선학회 특별논문집
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    • 대한조선학회 2005년도 특별논문집
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    • pp.138-143
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    • 2005
  • Recently, it is much more required to approach the accurate shaft alignment analysis according to the tendency of active showing in large container vessel and that of the heavy weight of propeller in connection with it. Shaft alignment calculation lies upon how the pressure apply on bearings properly in operation of main engine and how the stress of shaft puts within that of limit of bearing material and how the movement of shaft is prospected owing to propeller forces and moments. Therefore, we have conducted the shaft alignment calculation of very large container vessel considering the deformation of hull structure and the propeller forces and moments and the static and dynamic condition of shaft. The calculation results show the pressure distribution of aft bush and the movement of shaft in bearing. The shaft alignment calculation helps the stable application of shaft alignment, which was proved in sea trial.

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