• Tribology and Lubricants
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• 제31권4호
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• pp.148-156
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• 2015

In the study, a design process for ensuring optimal clearance in a fuel injection pump(FIP) is suggested. Structure analysis and hydrodynamic lubrication analysis are performed to determine the optimal clearance. The FIP is simulated using Hypermesh, Abaqus 6.12 to evaluate the reduction of clearance when the maximum supply pressure is applied. The reduction in clearance is caused by the difference in the deformations between the barrel and plunger. When the deformation of the plunger is larger than that of the barrel, a reduction in clearance at the head part occurs. On the other hand, the maximum clearance reduction equals the maximum deformation in the stem part, because the deformation of barrel does not occur in this region. The clearance of FIP should be designed to be larger than maximum reduction of clearance in order to avoid contact between the plunger and barrel. In addition, the two-dimensional Reynolds equation is used to evaluate lubrication characteristics with variations of viscosity, clearance and nozzle for a laminar, incompressible, unsteady state flow. The equation is discretized using the finite difference method. The lubrication characteristics of FIP are investigated by comparing film parameter, which is the ratio of the minimum film thickness and surface roughness. The optimal clearance of FIP is to be designed by considering the maximum reduction in clearance, lubrication characteristics, machining limits and tolerance of clearance.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.501-504
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• 2008

도막을 통한 이산화탄소의 확산과 수산화칼슘과의 반응을 고려한 콘크리트 탄산화 모델을 구축하여, 촉진 탄산화 실험을 통해 모델의 타당성을 확인하였다. 일련의 실험과 모델화, 수치해석을 통해 아래와 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 확산 투과 이론에 근거한 도막의 평가값을 비정상 확산-반응 탄산화 해석의 입력조건으로 이용함으로써 도막의 중성화 억제효과를 높은 정확도로 예측할 수 있었다. 2) 확산-반응 탄산화모델과 실험결과의 감도해석을 통해 수산화칼슘 확산계수는 1e-12($m^2/s$)에서, 탄산화반응 속도는 5e-5($m^3/mol/s$)에서 높은 상관성을 나타내었다.

• Wind and Structures
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• 제18권2호
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• pp.155-180
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• 2014

The safety of road vehicles on the ground in crosswind has been investigated for many years. One of the most important fundamentals in the safety analysis is aerodynamic characteristics of a vehicle in crosswind. The most common way to study the aerodynamic characteristics of a vehicle in crosswind is wind tunnel tests to measure the aerodynamic coefficients and/or pressure coefficients of the vehicle. Due to the complexity of wind tunnel test equipment and procedure, the features of flow field around the vehicle are seldom explored in a wind tunnel, particularly for the vehicle moving on the ground. As a complementary to wind tunnel tests, the numerical method using computational fluid dynamics (CFD) can be employed as an effective tool to explore the aerodynamic characteristics of as well as flow features around the vehicle. This study explores crosswind effects on a high-sided lorry on the ground with and without movement through CFD simulations together with wind tunnel tests. Firstly, the aerodynamic forces on a stationary lorry model are measured in a wind tunnel, and the results are compared with the previous measurement results. The CFD with unsteady RANS method is then employed to simulate wind flow around and wind pressures on the stationary lorry. The numerical aerodynamic forces are compared with the wind tunnel test results. Furthermore, the same CFD method is extended to investigate the moving vehicle on the ground in crosswind. The results show that the CFD results match with wind tunnel test results and the current way using aerodynamic coefficients from a stationary vehicle in crosswind is acceptable. The CFD simulation can provide more insights on flow field and pressure distribution which are difficult to be obtained by wind tunnel tests.

• 플랜트 저널
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• 제15권4호
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• pp.36-42
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• 2019

최근 환경 규제 정책 강화에 따른 입지 제약발생으로 발전소 부지가 높아지고 냉각수 관로의 길이가 증가되어 냉각수 계통 내 수격현상이 심화된다. 이는 발전소 안정성에 심각한 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 수두가 높은 1,000 MW급 대용량 석탄화력발전소 냉각수계통에 대한 안정성을 확보하고자 비정상상태 1차원 해석 상용 소프트웨어인 LIQT 7.2을 사용하여 과도현상을 분석하고, 수격현상을 저감하기 위해 수격방지장치를 개별 및 조합 적용하여 성능특성에 대한 효과를 예측하였다. 수격방지 장치를 설치하지 않고 펌프가 불시 정지되었을 경우 발생하는 냉각수 서지압력은 펌프 출구 측에서 가장 크게 나타났다. 이러한 냉각수계통의 서지압력을 저감시키는 가장 효과적이고 간단한 방법은 펌프 보호를 위해 필수적 장치인 유압구동역류방지밸브에 진공파괴밸브를 조합한 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1070_1071
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• 2009

Recently, small hydropower attracts attention because of its clean, renewable and abundant energy resources to develop. Therefore, a cross-flow hydraulic turbine is proposed for small hydropower development in this study. The turbine‘s simple structure and high possibility of applying to the sites of relatively low effective head and large flow rate can be advantages for the introduction of the small hydropower development. The purpose of this study is not only to investigate the effects of air layer in the turbine chamber on the performance and internal flow of the cross-flow turbine, but also to suggest a newly developed air supply method. CFD analysis for the performance and internal flow of the turbine is conducted by an unsteady state calculation using a two-phase flow model in order to embody the air layer effect on the turbine performance effectively. The result shows that air layer effect on the performance of the turbine is considerable. The air layer located in the turbine runner passage plays the role of preventing a shock loss in the runner axis and suppressing a recirculation flow in the runner. The location of air suction hole on the chamber wall is very important factor for the performance improvement. Moreover, the ratio between air from suction pipe and water from turbine inlet is also significant factor of the turbine performance.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권6호
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• pp.641-654
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• 2017

The KVLCC2 and its modified hull form were investigated in regular head waves using Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes (URANS) methods. The modified KVLCC2 (named KWP-bow KVLCC2) is designed for reducing wave reflection from the bow. Firstly, the original KVLCC2 is studied for verification of the present code and methodology and the computed time history of total resistance and 2DOF motions (heave and pitch) for the selected two wave length conditions are directly compared with the results obtained from KRISO towing tank experiment under the identical condition. The predicted added resistance, heave and pitch motion RAOs show relatively good agreement with the experimental results. Secondly, the comparison of performance in waves between KVLCC2 and KWP-bow KVLCC2 is carried out. We confirmed that newly designed hull form shows better performances in all the range of wave length conditions through both the computation and the experiment. The present URANS method can capture the difference of performance in waves of the two hull forms without any special treatment for short wave length conditions. It can be identified that KWP-bow KVLCC2 gives about 8% of energy saving in sea state 5 condition.

• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.9-18
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• 2016

일반적으로 다단 축류압축기는 부분 부하 조건에서 충분한 운전영역을 확보하기 위해 가변안내깃을 이용한다. 본 연구에서의 해석대상인 다단 축류압축기는 입구에서의 안내깃과 함께 1단과 2단 정익을 가변안내깃으로 하여 운전영역을 확보한다. 따라서 본 연구에서는 정격회전수의 70%와 90% 회전수 조건에서의 가변안내깃의 설치각이 다단 축류압축기의 성능에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 다단 축류압축기의 성능은 3차원 정상상태 및 비정상상태 수치해석을 이용하여 확보하였다. 각 해석기법을 통해 확보한 결과를 비교하였으며 내부유동장의 특성을 파악하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.1-8
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• 2001

본 연구는 한국가스공사에서 운영중인 천연가스 공급관리소의 가스히터를 대상으로 겨울철 히터 가동 중단시, 가스히터 내부의 열전달 매체액 (Bath Water)이 빙점에 도달하는 시간을 계산하여 보수주기에 대한 결정 및 동파 취약 부위에 대한 영향을 판단하기 위해 가스히터의 체적을 고려한 비선형 3차원 전산모사를 수행하였다. 이용된 시뮬레이터는 미국 FLUENT사의 FLUENT V 5.0으로서 열유체 유동해석 범용 Code이다. 본 문제는 열전도에 관한 문제로 에너지 방정식을 푸는 방식으로 진행되지만 가스히터의 체적을 고려한 3차원 계산을 수행하기 위해 현장의 가스히터 형상 및 축적을 거의 유사하게 모델링하였고 표면에서 공기에 의한 대류 (Convection)문제와 단열재 사이의 전달 (Conduction)문제, 히터내부 액체의 자연대류 (Natural Convection) 그리고 배관을 통한 열손실의 문제를 고려한 복합적인 열전달 현상을 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권1호
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• pp.105-118
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• 2023

The present work is an attempt to develop a simple and accurate finite element formulation for the assessment of thermal shock/thermally induced vibrations in pretwisted and tapered functionally graded material thin (FGM) blades obtained from Voigt and local representative volume elements (LRVE) homogenization models, based on neutral surface approach. The neutral surface of the FGM blade does not coincide with its mid-surface. A finite element model (FEM) is developed using first-order shear deformation theory (FSDT) and the FGM turbine blade is modelled according to the shallow shell theory. The top and the bottom layers of the FGM blade are made of pure ceramic and pure metal, respectively and temperature-dependent material properties are functionally graded in the thickness direction, the position of the neutral surface also depends on the temperature. The material properties are estimated according to two different homogenization models viz., Voigt or LRVE. The top layer of the FGM blade is subjected to high temperature and the bottom surface is either thermally insulated or kept at room temperature. The solution of the nonlinear profile of the temperature in the thickness direction is obtained from the Fourier law of heat conduction in the unsteady state. The results obtained from the present FEM are compared with the benchmark examples. Next, the effect of angle of twist, intensity of thermal shock, variable chord and span and volume fraction index on the transient response due to thermal shock obtained from the two homogenization models viz., Voigt and LRVE scheme is investigated. It is shown that there can be a significant difference in the transient response calculated by the two homogenization models for a particular set of material and geometric parameters.

• 한국가스학회지
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• 제7권4호
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• pp.44-52
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• 2003

본 논문은 원자력발전소 방화벽에 설치된 케이블관통부 충전시스템(CPFS: Cable penetration fire stop) 안에서 일어나는 동적 열전달 현상을 수식화하고, 새로운 혼합알고리즘을 이용해서 수치적으로 계산하여, 3차원 그래픽으로 나타내는 작업에 관한 연구이다. CPFS 내에서의 열전도 현상을 주어진 초기조건과 경계조건하에서 포물선 편미분방정식(Parabolic PDE)으로 수식화하였다. 계산을 단순화하기 위하여 전체 열 흐름을 z-축직선상에서의 일어나는 열전도 성분과 x-y-좌표 평면상에서 일어나는 열전도 성분으로 나누었다. z-축과 평행한 직선상에서 일어나는 열전도를 나타내는 PDE는 연속과완화법(SOR: Sequential over-relaxation)을 이용하여 유한불연속 점들에 대한 연립상미분방정식(ODE)으로 만들어서 풀었고, x-y-좌표 평면상에서 일어나는 열전도에 관한 PDE는 Galerkin 유한요소법(FEM: Finite element method)을 적용하여 ODE로 전환해서 풀었다. 여기서 시간과 공간의 함수인 온도는 각 직선상의 점들과 각 평면상의 요소절점들에 대해서 일정한 시간간격으로 초기온도와 경계온도를 업데이트하여 번갈아 가며 계산한다. 이러한 일련의 계산결과를 바탕으로 CPFS시스템 내에서의 온도분포의 동적인 변화를 계산해 낼 수 있었다. 결론적으로 관통하는 케이블이 CPFS시스템의 온도분포에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 시뮬레이션 결과는 CPFS내의 온도분포를 쉽게 이해할 수 있도록 3차원 그래픽으로 나타냈으며, 관통하는 케이블이 방화시스템의 온도분포에 매우 중요한 영향을 끼친다는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 계산결과를 실험결과와 직접 비교함으로써, 개발된 모델과 계산 알고리즘의 정당성을 보였다.