• 제목/요약/키워드: Thermo Behavior

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연소 불안정 예측을 위한 열음향 해석 모델 - Part 2 : 비선형 안정성 해석 (Thermoacoustic Analysis Model for Combustion Instability Prediction - Part 2 : Nonlinear Instability Analysis)

  • 김대식;김규태
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.41-47
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    • 2012
  • 연소 불안정 현상을 완전하게 이해하기 위해서는 천이 과정과 한계 진폭과 같은 비선형 거동에 대한 예측이 매우 중요하다. 가스터빈 희박 예혼합 연소기에서 이러한 비선형 거동은 화염의 비선형 동특성에 크게 의존하게 된다. 본 연구에서는 기존에 선형 해석으로부터 비선형 열음향 해석으로 확장하기 위해서 화염 묘사 함수를 통한 시스템 안정성 해석 기법이 소개되었다. 이를 위하여, 주파수 뿐만 아니라 속도 진폭에 따른 열발생율의 변동 특성이 실험 결과로부터 모델링되었다. 현재 해석 조건에서 비선형 모델링 결과, 주어진 연소기 길이에서 속도 진폭이 불안정 주파수에 미치는 영향은 미비하였으나, 성장률에는 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 다양한 조건에서 비선형 모델의 검증과 한계 진폭의 예측 결과에 대한 실험 결과와의 비교가 요구된다.

화염묘사함수 모델링 결과를 이용한 한계 진폭 예측 (Limit Cycle Amplitude Prediction Using Results of Flame Describing Function Modeling)

  • 김지환;김진아;김대식
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.46-53
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    • 2016
  • 희박 예혼합 가스터빈의 연소 불안정 현상을 이해하기 위해서는, 선형 과정에 의하여 얻어지는 고유주파수 및 초기 성장률뿐만 아니라, 연소기 비선형 특성에 의존하는 한계진폭의 예측이 필요하다. 특히 현재의 연구에서는 비선형 거동에 의한 한계 진폭을 예측하기 위해서 유동 섭동과 열발생의 비율이 주파수와 속도 진폭을 정의할 수 있는 화염묘사함수를 적용하였다. 본 연구에서는 화염묘사함수를 얻기 위하여 CFD 기법이 적용되었으며, 이를 통하여 비선형 열음향 해석으로부터 불안정 한계 진폭을 예측할 수 있었다.

IDENTIFICATION OF TWO-DIMENSIONAL VOID PROFILE IN A LARGE SLAB GEOMETRY USING AN IMPEDANCE MEASUREMENT METHOD

  • Euh, D.J.;Kim, S.;Kim, B.D.;Park, W.M.;Kim, K.D.;Bae, J.H.;Lee, J.Y.;Yun, B.J.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제45권5호
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    • pp.613-624
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    • 2013
  • Multi-dimensional two-phase phenomena occur in many industrial applications, particularly in a nuclear reactor during steady operation or a transient period. Appropriate modeling of complicated behavior induced by a multi-dimensional flow is important for the reactor safety analysis results. SPACE, a safety analysis code for thermal hydraulic systems which is currently being developed, was designed to have the capacity of multi-dimensional two-phase thermo-dynamic phenomena induced in the various phases of a nuclear system. To validate the performance of SPACE, a two-dimensional two-phase flow test was performed with slab geometry of the test section having a scale of $1.43m{\times}1.43m{\times}0.11m$. The test section has three inlet and three outlet nozzles on the bottom and top gap walls, respectively, and two outlet nozzles installed directly on the surface of the slab. Various kinds of two-dimensional air/water flows were simulated by selecting combinations of the inlet and outlet nozzles. In this study, two-dimensional two-phase void fraction profiles were quantified by measuring the local gap impedance at 225 points. The flow conditions cover various flow regimes by controlling the flow rate at the inlet boundary. For each selected inlet and outlet nozzle combination, the water flow rate ranged from 2 to 20 kg/s, and the air flow rate ranged from 2.0 to 20 g/s, which corresponds to 0.4 to 4 m/s and 0.2 to 2.3 m/s of the superficial liquid and gas velocities based on the inlet port area, respectively.

Reliable Anisotropic Conductive Adhesives Flip Chip on Organic Substrates For High Frequency Applications

  • Paik, Kyung-Wook;Yim, Myung-Jin;Kwon, Woon-Seong
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 Proceedings of 6th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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    • pp.35-43
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    • 2001
  • Flip chip assembly on organic substrates using ACAs have received much attentions due to many advantages such as easier processing, good electrical performance, lower cost, and low temperature processing compatible with organic substrates. ACAs are generally composed of epoxy polymer resin and small amount of conductive fillers (less than 10 wt.%). As a result, ACAs have almost the same CTE values as an epoxy material itself which are higher than conventional underfill materials which contains lots of fillers. Therefore, it is necessary to lower the CTE value of ACAs to obtain more reliable flip chip assembly on organic substrates using ACAs. To modify the ACA composite materials with some amount of conductive fillers, non-conductive fillers were incorporated into ACAs. In this paper, we investigated the effect of fillers on the thermo-mechanical properties of modified ACA composite materials and the reliability of flip chip assembly on organic substrates using modified ACA composite materials. Contact resistance changes were measured during reliability tests such as thermal cycling, high humidity and temperature, and high temperature at dry condition. It was observed that reliability results were significantly affected by CTEs of ACA materials especially at the thermal cycling test. Results showed that flip chip assembly using modified ACA composites with lower CTEs and higher modulus by loading non-conducting fillers exhibited better contact resistance behavior than conventional ACAs without non-conducting fillers. Microwave model and high-frequency measurement of the ACF flip-chip interconnection was investigated using a microwave network analysis. ACF flip chip interconnection has only below 0.1nH, and very stable up to 13 GHz. Over the 13 GHz, there was significant loss because of epoxy capacitance of ACF. However, the addition of $SiO_2filler$ to the ACF lowered the dielectric constant of the ACF materials resulting in an increase of resonance frequency up to 15 GHz. Our results indicate that the electrical performance of ACF combined with electroless Wi/Au bump interconnection is comparable to that of solder joint.

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고강도 극후판 EH36-TMCP강 EGW용접부의 역학적 거동 및 파괴인성 $K_{IC}$에 관한 해석 (Analysis of Mechanical Behavior and Fracture Toughness $K_{IC}$ on EGW Welded Joints for High Strength EH36-TMCP Ultra Thick Plate)

  • 방희선;방한서;주성민
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.565-572
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    • 2009
  • 본 연구에서는 EGW공정 적용에 따른 고강도 극후판 EH36-TMCP강 용접부의 역학적 거동 및 파괴인성 $K_{IC}$ 특성을 고찰하기 위해 먼저 자체 개발한 열분포, 열탄소성 프로그램을 이용한 유한요소해석을 통하여 용접부의 역학적 거동(용접잔류응력, 소성변형율 등의 크기, 분포, 발생기구)을 규명하였다. 그리고 이때 얻어진 잔류응력을 초기응력으로 하여 상용프로그램 ANSYS에서 노치가공으로 인한 응력 재분포 특성 및 잔류응력과 외력의 복합하중에 대한 파괴인성 KIC를 계산하였다. 균열이 존재하는 EGW용접부의 파괴기준$K_{IC}$를 살펴보면, 중첩된 경우가 순수 외부하중(굽힘하중)만 작용하는 경우 보다 파괴 인성치가 다소 감소하는 경향을 보였다. a/W가 작을 경우 중첩의 경우가 순수 외부하중(굽힘하중)만의 경우보다 파괴인성치 차이가 크나, a/W가 증가함에 따라 그 차이가 점차 없어지는 것으로 나타났다.

기능경사 소재 등가 물성치 예측을 위한 균질화 기법의 특성분석을 위한 수치해석 (Numerical Analysis for the Characteristic Investigation of Homogenization Techniques Used for Equivalent Material Properties of Functionally Graded Material)

  • 조진래;최주형;신대섭
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.13-20
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    • 2008
  • 기능경사 소재(FGM)에는 서로 다른 두 가지 구성입자들이 혼합되어 있는 경사층(graded layer)이 삽입되어, 소재 전 영역에 걸쳐 구성입자의 체적분율이 연속적이고 기능적으로 변화하도록 되어있다. 이러한 이상(dual-phase) 입자복합재의 열 기계적 거동을 해석함에 있어 필수적인 경사층의 물성치는 전통적으로 균질화 기법을 이용하여 예측되었다. 하지만, 이러한 균질화 기법은 구성입자의 형태, 분산구조 등과 같은 상세 형상을 반영하지 못하지 때문에 복합재의 총체적인 등가 물성치 예측에만 국한 되어왔다. 이러한 맥락에서 본 연구에서는 경사층을 미시역학적으로 이산화 모델링하고, 다양한 체적분율과 외부 하중조건에 대해 유한요소해석을 실시하여 이러한 균질화 기법들의 특성을 분석하였다.

단롤주조법에 의한 Ti-Nb-Cr 합금의 제조와 수소화 특성 평가 (Evaluation of Hydrogenation Properties on Ti-Nb-Cr Alloys by Single-Roll Melt Spinning)

  • 김경일;홍태환
    • 대한금속재료학회지
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    • 제47권7호
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    • pp.433-439
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    • 2009
  • Ti and Ti based hydrogen storage alloys have been thought to be the third generation of alloys with a high hydrogen capacity, which makes it difficult to handle because of high reactivity. In order to solve the problem, the activation of a wide range of hysteresis of hydriding/dehydriding and without degradation of hydrogen capacity due to the hydriding/dehydriding cycle have to be improved in order to be aplied. Ti-Cr alloys have a high capacity about 0.8 wt.% in an ambient atmosphere. When the Ti-Cr alloys are added to Nb and Ta elements, they formed a laves phase in the alloy system. The Nb element was expected to make easy diffuse hydrogen in the Ti-Cr storage alloy, which was a catalytic element. In this study, the Ti-Nb-Cr ternary alloy was prepared by melt spinning. As-received specimens were characterized using XRD (X-ray Diffraction), SEM (Scanning Electron Microscopy) with EDX (Energy Dispersive X-ray) and TG/DSC (Thermo Gravimetric Analysis/Differential Scanning Calorimetry). In order to examine hydrogenation behavior, the PCI (Pressure-Composition-Isotherm) was performed at 293, 323, 373 and 423 K.

피로실험 및 균열진전 해석을 통한 용접부의 피로수명 예측에 관한 연구 (A Study on Fatigue Life Prediction of Welded Joints Through Fatigue Test and Crack Propagation Analysis)

  • 전유철;김유일;강중규;한종만
    • 대한조선학회논문집
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    • 제38권3호
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    • pp.93-106
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    • 2001
  • 선체 구조에서 피로 손상을 받기 쉬운 용접 부위인 T형 이음부(T-joint) 및 호퍼 너클 이음부(hopper knuckle joint) 모델의 피로실험 및 선형탄성 파괴역학을 이용한 피로균열 진전해석을 수행하였다. 집중 응력(hot spot stress)을 적용하여 정의된 균열 개시수명(균열 깊이 1mm)을 기준으로 하는 통합된 S-N선도를 작성하였으며, 잔류응력을 고려한 피로균열 진전해석을 통하여 피로균열 진전수명을 정확히 예측할 수 있었다. 또한, 임의의 형상을 가지는 용접 이음부(weld joint)의 피로균열 진전수명에 대한 정량화의 가능성을 확인하였다.

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POWER UPRATES IN NUCLEAR POWER PLANTS: INTERNATIONAL EXPERIENCES AND APPROACHES FOR IMPLEMENTATION

  • Kang, Ki-Sig
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제40권4호
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    • pp.255-268
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    • 2008
  • The greater demand for electricity and the available capacity within safety margins in some operating NPPs are prompting nuclear utilities to request license modification to enable operation at a higher power level, beyond their original license provisions. Such plant modifications require an in-depth safety analysis to evaluate the possible safety impact. The analysis must consider the thermo hydraulic, radiological and structural aspects, and the plant behavior, while taking into account the capability of the structures, systems and components, and the reactor protection and safeguard systems set points. The purpose of this paper is to introduce international experiences and approaches for implementation of power uprates related to the reactor thermal power of nuclear power plants. The paper is intended to give the reader a general overview of the major processes, work products, issues, challenges, events, and experiences in the power uprates program. The process of increasing the licensed power level of a nuclear power plants is called a power uprate. One way of increasing the thermal output from a reactor is to increase the amount of fissile material in use. It is also possible to increase the core power by increasing the performance of the high power bundles. Safety margins can be maintained by either using fuels with a higher performance, or through the use of improved methods of analysis to demonstrate that the required margins are retained even at the higher power levels. The paper will review all types of power uprates, from small to large, and across various reactor types, including light and heavy water, pressurized, and boiling water reactors. Generally, however, the content of the report focuses on power uprates of the stretch and extended type. The International Atomic Energy Agency (IAEA) is developing a technical guideline on power uprates and side effects of power uprates in nuclear power plants.

섬아연석 억제제인 황산아연과 잔세이트의 상호 작용에 관한 연구 (Study on the Interaction between Depressants Zinc Sulfate and Xanthate on the Flotation of Sphalerite)

  • 김민규;유광석
    • 자원리싸이클링
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    • 제29권6호
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    • pp.98-103
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    • 2020
  • 섬아연석(Sphalerite, ZnS)을 대상으로 억제제 황산아연(zinc sulfate, ZnSO4)과 포수제인 포타슘 부틸 잔세이트(potassium butyl xanthate(KBX), C5H9KOS2)과의 상호 작용 및 이에 따른 섬아연석의 억제 거동을 규명하고자 섬아연석 부유 선별 실험을 진행했다. 실험 결과, 억제제인 황산아연 첨가량이 일정 농도 이상에서는 KBX의 첨가로 섬아연석의 오히려 억제 효과가 떨어졌다. 할리몬드 튜브(Hallimond Tube) 부유선별 실험을 통해 얻어진 정광과 맥석을 대상으로 주사형 전자현미경/X선 분광분석(Scanning electron microscope/energy dispersive spectroscopy, SEM-EDS: TM3000, Tabletop Microscope, HITACH)과 푸리에 변환 적외선분광법(Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR: NICOLET 6700, Thermo SCIENTIFIC)로 분석한 결과 정광에서는 비정질의 Zn-butyl xanthate(Zn-BX)가 생성되어 광물 입자에 흡착되어 있는 것을 확인 했다. 이러한 생성물은 용액 내 첨가된 황산아연의 용해에 따른 잔류 Zn 이온과 KBX 이온이 반응하여 생성되었다. 즉, 용액의 [Zn+]·[BX] 용해도 곱이 3.71×10-11 이상에서 Zn-butyl xanthate이 생성되며, 이로 인해 섬아연석 억제에 부정적인 영향을 끼치는 것으로 나타났다.