• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.49-55
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• 2021

The Cable in Conduit Conductor (CICC) configurations are designed, tested and realized to make high field superconducting (SC) magnets. The evolution of CICC design makes it challenging to forecast thermo-hydraulic behavior. A common objective of thermo-hydraulic studies is to obtain the most reliable predictive correlation for friction factor in CICC geometries and to reduce the dependency on the experiment. So far, only the void fraction and Reynolds number have been considered in the predictive correlations in an explicit way. In the present paper, the CICC twisting pattern dependency, called tortuosity (τ), on the pressure drop prediction, has been assessed through a numerical simulation approach. The CICC twisting pattern with 6+1 petals (solid conductor in the present study) with different twisting pitches is mimicked in the numerical simulation for the range 100 ≤ Re ≤10000 and 1 < τ < 1.08 and a correlation for friction factor, f, has been proposed as a function of Re and τ.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권9호
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• pp.17-27
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• 2015

벤더엘리먼트가 장착된 삼축압축시험장비를 이용하여 모래에 대한 일련의 압밀배수시험을 수행하였다. 상대밀도 및 유효구속응력 조건을 달리하여 각각의 조건별 응력-변형률 관계를 측정하였으며, 압밀이 종료된 시점에서의 전단파 속도를 측정함으로써 전단파 속도와 간극비, 유효응력, 그리고 전단강도와의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과, 미소변형률에서의 전단파 속도로부터 계산된 최대전단탄성계수와 파괴 시의 축응력과 압밀 시의 구속응력의 합으로 정의되는 유효수직응력간에는 고유한 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 도출된 전단탄성계수와 유효수직응력간의 상관관계는 유효구속응력을 정규화시킴으로써 정확도를 향상시켰다. 본 연구를 통해 제시된 상관관계를 통해 전단강도 및 내부 마찰각을 예측하였을 시, 실제 실내 시험을 통해 산출된 내부 마찰각을 정확하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 미소변형률에서의 전단파 속도를 기반으로 신뢰성 높은 파괴 시 전단강도, 나아가 내부 마찰각까지 예측이 가능하다는 것을 의미하며 기존 SPT-N value와 경험식을 통해 내부 마찰각을 예측하여 설계에 적용하는 방식의 불확실성을 개선해 줄 수 있는 매우 유용한 방법이라고 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제25권8호
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• pp.370-375
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• 2015

In this study, to confirm the effect of alloying elements on the phase transformation and conditions of the friction stir process, we processed two materials, SS400 and SM45C steels, by a friction stir process (FSP) under various conditions. We analyzed the mechanical properties and microstructure of the friction stir processed zone of SS400 and SM45C steels processed under 400RPM - 100mm/min conditions. We detected no macro (tunnel defect) or micro (void, micro crack) defects in the specimens. The grain refinement in the specimens occurred by dynamic recrystallization and stirring. The microstructure at the friction stir processed zone of the SS400 specimen consisted of an ${\alpha}$-phase. On the other hand, the microstructure at the friction stir processed zone of the SM45 specimen consisted of an ${\alpha}$-phase, $Fe_3C$ and martensite due to a high cooling rate and high carbon content. Furthermore, the hardness and impact absorption energy of the friction stir processed zone were higher than those of base metals. The hardness and impact absorption energy of FSPed SM45C were higher than that of FSPed SS400. Our results confirmed the effect of alloying elements on the phase transformation and mechanical properties of the friction stir processed zone.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권1호
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• pp.9-18
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• 2013

이상 횡 유동은 응축기, 증발기와 원자로 증기발생기와 같은 쉘과 튜브의 열 교환기에서 볼 수 있다. 이상 유동장에 놓인 구조물에 작용하는 수동력을 이해하기 위해서는 이상유동의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 이상 유동의 유동특성과 유동변수를 소개하고 관군에서의 압력손실과 실린더에 작용하는 압력분포에 의한 수동력을 평가하기 위한 실험을 수행하였다, 실험부 입구에서 이상유동은 혼합되었으며 실험은 횡 방향 이상 유동장에 놓인 정규 삼각형 배열을 갖는 관군을 사용하여 수행하였다. 관군에서의 흐름방향 압력손실을 측정하여 이상유동의 마찰승수를 계산하고 이론적 결과와 비교하였다. 또한 특정 실린더에 작용하는 원주 방향 압력 분포의 측정결과와 이상유동의 기초이론에 근거하여 압력손실계수의 분포 및 항력계수에 미치는 체적건도와 단위면적당 질량유량의 효과를 평가하였다. 튜브 표면에 작용하는 측정된 압력을 수치해석방법으로 적분하여 항력계수를 계산하였다. 작은 질량 유량의 경우에 측정된 마찰 승수는 기존의 이론 결과와 잘 일치하며 압력분포에 의한 항력계수에 작용하는 기공률의 영향은 기존의 실험결과와 정성적으로 유사한 경향을 보이고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.7-13
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• 2019

본 연구에서는 이종경량재료의 마찰교반용접을 모사할 수 있는 유한요소 해석모델을 개발하고, 이를 통해 기초분석과 실용적 적용 가능성에 대해 고찰하였다. Coupled Eulerian Lagrangian 에 기반한 유한요소모델을 구성하였으며, 해석 모델은 외연적 시간적분을 이용하여 열-온도, 변위-응력 물리계로 이루어진 다중 물리계를 복합적으로 계산하며, 용접툴 표면과 피용접 재료 간 마찰, 극심한 소성변형으로 인한 열에너지 발생, 그리고, 밑면을 통한 열에너지 소산 등 열발생원과 열전달 메카니즘이 모두 고려되었다. Al6061T6와 AZ61 판재의 맞대기용접을 고려하였으며, 주요 용접변수인 용접 속도와 용접툴 회전속도를 변화시킨 세 가지 조건에 대해 해석을 실시하였다. 각 해석은 피용접물의 온도분포, 결함의 분포, 소성변형률 분포가 출력이 가능하였다. 구축한 모델을 이용한 해석 결과 알루미늄보다는 마그네슘부에서 더 높은 온도가 발생하였으며, 회전속도가 커질수록 최대 온도가 증가하기보다는 알루미늄쪽으로 높은 온도가 분산되어 가는 경향을 보였다. 또한, 회전속도가 커질수록 피용접물 재료가 위로 올라오는 플래시 결함의 경향 예측이 가능하였으나, 툴 주변 결함 형성예측은 메시가 세밀하지 못하여 정확한 결과를 산출하기에는 부족하다고 볼 수 있다. 본 모델은 마찰교반용접 중 발생 가능한 여러 물리계의 여러 물리적 현상을 실제에 가깝게 반영하고 있으며, 실험적으로 밝히기 어려운 기초 분석에 응용될 수 있으나, 1달이 넘는 해석소요시간을 감안하면 실용적으로 최적의 용접조건 도출에 응용되기는 어렵다고 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제2권4호
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• pp.53-59
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• 1998

기-액 2상유동장에서 유동양식은 압력강하, 보이드율분포, 유동장의 기하학적 형상과 밀접한 관계가 있다. 한편 원유수송, 비등이 발생하는 유동, 펌프에서 발생하는 케비테션 현상, 그리고 화학 반응로와 같은 상변화 장치 등의 2상유동에서 고분자물질에 의한 저항감소 현상의 적용이 가능할 것으로 예상된다. 그러나 2상유동장에서 고분자물질에 의한 저항감소에 관한 연구는 매우 미비하다. 그래서 본 연구는 2상유동장에 합성고분자물질(A611p)에 의한 저항감 소율을 실험을 통하여 계측 및 분석하였다. 본 연구에서는 고분자물질의 농도를 증가시킬수록 국부보이드율의 최고치가 관의 중심에서 관의 벽쪽으로 이동하며 2상유동의 유동양식이 변화됨을 규명하였다. 그래서 저항감소율과 유동양식과 밀접한 관계가 있음을 예측할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권4호
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• pp.461-472
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• 2023

A box scale affects the shear behavior of soils in the direct shear test. The purpose of this study is to investigate the scale effect on the shear behavior of dilative granular materials by testing specimens of different heights placed in a type C shear box. Experimental tests were performed on specimens composed of glass beads with different heights and equal initial void ratios. Results showed that the peak friction and dilation angles linearly increased with the specimen height; however, the residual friction angle remained relatively constant. Similarly, the shear stiffness increased with the specimen height, rapidly reaching its peak state. Height does not have a significant effect on the total volume changes; nevertheless, a high aspect ratio can be assumed to result in global and homogeneous failure. The results and interpretations may be used as reference for recommending shear box scale in direct shear tests.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권6호
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• pp.315-319
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• 2020

In various fields, several studies based on carbon nanotubes (CNTs) have been conducted. The results of previous studies, wherein CNT coatings have been incorporated as solid lubricants, demonstrate that the friction and wear characteristics of CNT coatings can be improved through the absorption/dispersion of the contact pressure by controlling the stiffness of the nanomesh structure comprising CNT strands. In this study, the friction and wear characteristics of the following are compared: CNT coating formed by spin coating of CNT solution, compressed CNT coating, and compressed/heated CNT coating (wherein CNT strands are squeezed through compression and/or heating). It is observed that the friction coefficient of the CNT coating having the largest number of voids between the CNT strands is significantly lower than those of the compressed CNT coating and the compressed/heated CNT coating. The wear tracks of the compressed CNT coating and the compressed/heated CNT coating indicate that some parts become torn or adhere into a lump. However, in the case of the CNT coating, a smooth wear surface is formed by rubbing. Furthermore, as the void space between the squeezed and adhered CNT strands decreases, the resistance to structural deformation increases, thereby resulting in an increased frictional force and a wear pattern that becomes torn or forms a lump. Hence, the results obtained from this study corroborate that the friction and wear characteristics of CNT coatings can be enhanced through the absorption/dispersion of the contact pressure by controlling the stiffness of the nanomesh structure of CNT coatings.

• Journal of Welding and Joining
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• 제29권5호
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• pp.82-89
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• 2011

The effect of welding condition on tensile properties of KS5J32 Al Alloy was investigated under various welding conditions. The 1.6 mm thick KS5J32 alloy sheets were joined by friction stir welding (FSW) technique with butt joint. The tool rotation speeds were 1000, 1250 and 1500 rpm, and the welding speeds were varied within the range from 100 to 600 mm/min. Voids mainly occurred at the advancing side of the tool probe, when the tool rotation speed was low, due to insufficient materials flow. When the weld pitch exceeded 0.4 mm/rev, voids were observed under all welding conditions and the area of voids increased with increasing weld pitch. For void-free specimens, fracture always occurred at base materials. However voids affected the location of fractures, base metal or welded zone, when the voids existed within the welds.

• 한국분무공학회지
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• 제1권3호
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• pp.20-28
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• 1996

It is well known that drag reduction in single phase liquid flow is affected by polymer material, molecular weight, polymer concentration, pipe diameter, and flow velocity. Drag reduction in two phase flow can be applied to the transport of crude oil, phase change system such as chemical reactor, pool and boiling flow, and to present cavitation which occurs in pump impellers. But the research of drag reduction in two phase flow is not sufficient. The purpose of the present work is to evaluate the drag reduction by measuring pressure drop, void fraction whether polymer is added in the horizontal two phase system or not. Experiment has been conducted in a test section with 24 m of the inner diameter and 1,500 mm of the length. The used polymer materials are two kinds of polyacrylamide[PAAM] and co-polymer[A611P]. The polymer concentration was varied with 50, 100 and 200 ppm under the same experimental conditions. Experimental results were shown that the drag is higher reduced by co-polymer rather than polyanylamide.