• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.363-368
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• 2016

본 연구에서는 수치해석을 통하여 반복하중으로 인해 곡관에 형성되는 피로균열에 대한 분석을 수행하였다. 곡관의 수치해석 모델을 개발하였으며, 균열 형성 시점과 형성 과정에 기초하여 수치해석 모델을 검증하였다. 요소에 erosion 기능을 적용하여 피로균열을 표현하고 형성 시점을 추정하고자 하였으며, 두께방향으로 다수의 요소를 배치하여 균열의 형성 과정 또한 모사하고자 하였다. 100 mm 변위에 대한 실험결과와 비교하여 균열의 형성 시점 및 형상이 잘 일치하는 것을 확인하였으며, 추가적인 다른 변위에 대한 균열의 형성 시점 또한 예측하였다. 본 모델을 사용하여 다양한 형태의 하중에 대해 해석을 수행한다면 곡관의 형상 및 특성에 따른 하중과 균열 형성시점의 관계를 예측할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.979-990
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• 2016

본 연구는 변형률 기반 설계를 위해 개발된 X80 라인파이프의 인장 변형성능을 검증하기 위해 금속의 비선형 거동을 해석할 수 있는 대표적 경험적인 모델인 GTN (Gurson-Tvergaard-Needleman) 모델을 이용한 비선형 유한요소 해석기법을 제시한다. GTN 모델은 재하과정중 금속 내부에서 발생하는 공극의 생성, 성장, 합체에 대한 모델링을 통해 재료의 손상거동을 묘사하는데, 본 연구에서는 GTN 모델에 대한 사용자 정의 재료모델을 작성하고 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에 연동시켜 강재의 비선형 손상거동을 해석하였다. 비선형 손상해석을 위한 모재와 용접용 재료의 재료상수는 원형봉과 전두께 시편에 대한 인장시험 결과를 수치모사하여 결정하였으며, 결정된 재료상수를 이용하여 SENT (Single Edge Notch Tension) 시험과 CWPT (Curved Wide Plate Test)를 수치모사하였다. 수치해석 결과로부터 인장 변형성능을 산정하고 이를 시험결과 및 기존의 경험공식과 비교한 결과 본 연구에서 개발한 수치기법이 X80 라인파이프 부재의 인장 변형성능을 신뢰도 높게 평가하는 것을 확인하였으며, 결과적으로 변형률 기반 설계에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권8호
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• pp.511-517
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• 2016

3차원의 협착 혈관모델을 3D 프린터를 이용하여 제작하였다. 협착부는 관의 중심축에 대하여 대칭인 형태이며, 협착부가 0도인 직관과 10도로 굽어진 관인 두 가지 모델에 대하여 실험을 수행하였다. 협착모델 내부 속도장을 매질에 대한 왜곡 없이 측정하기 위하여 굴절률일치법을 이용하였다. 정량펌프를 사용하여 발생된 맥동유동은 펌프의 회전속도로 세 가지의 속도조건을 조절하였다. 비정상상태의 속도장은 time-resolved PIV 기법을 이용하여 측정되었다. 주기적인 와류의 생성과 이동은 관 내 최대속도 영역과 관련 있으며, 와류의 크기와 위치 및 대칭성은 레이놀즈수와 관의 기하학적 구조에 영향을 받음을 알 수 있었다. 곡선관에서는 협착부 하류에 재순환 영역이 관찰되며, 이는 혈류역학적 관점에서 혈전의 형성과 침착 가능성을 설명해준다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.26-32
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• 2015

This paper describes performance evaluation of design parameters, air velocity inside a pipeline and pressure along a pipeline, using experimental measurements in an automated vacuum waste collection system. Automatic robot having six cameras is introduced to analyze the internal pipeline conditions whether waste accumulates at the bottom of the pipeline or not. Throughout the experimental measurements of the pipeline having the various shapes, it is found that pressure and internal air velocity linearly increase along the pipeline from a waste inlet to a waste collection station while air density decreases due to the air compression effect with high pressure. Although air velocity inside the pipeline at a waste inlet keeps design velocity range between 20 m/s and 30 m/s, it is noted that air velocity near the waste collection station exceeds maximum design velocity of 30 m/s. Pressure increase per unit length is changed from 17.6 Pa/m to 18.9 Pa/m, which depends on the air velocity inside the pipeline. From the investigation inside the pipeline with CCTV loaded on an automated robot, waste accumulated at the bottom of the pipeline is mainly found at the downstream of a circular curved pipe, an inclined pipe and a bended pipe.

• 설비공학논문집
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• 제28권8호
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• pp.337-342
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• 2016

A marine SCR System is emerging as an alternative to comply with NOx Tier III Emission standards, a restriction on greenhouse gas from vessels implemented by the International Maritime Organization. The system is greatly affected by the uniformity of the fluid flowing into the catalyst, so the performance of the catalyst of an SCR system needs to be guaranteed. This study conducted research on a mixed evaporator of an SCR system, which is one of the factors affecting the uniformity of the fluid. When the angle of the mixed evaporator is set to $90^{\circ}$, the fluid uniformity is at its highest at 83%, under the condition that the length of the mixed evaporator be 3.5 D. When the length was 3.5 D and less, the fluid uniformity had a tendency to improve relative to the case without a bent pipe. However, a longer mixed evaporator results in a more perfect liquidity development in the pipe with a liquidity distribution similar to the case where no curved pipe is formed in front of the catalyst. A lower angle for the mixed evaporator results in a lower flow uniformity, and a longer length of the mixed evaporator results in a lower difference in the flow uniformity caused by the angle. The flow uniformity can be improved by 6% with a mixed evaporator, which confirmed that all factors applied to an SCR system have a close relationship with the efficiency.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.26-34
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• 2008

This study presents an aerodynamic design and an experimental performance test of a turbo air compressor consisted of mixed-flow impeller and curved diffuser for the PEM fuel cell vehicle application. Many studies compare the efficiency, cost or noise level of high-pressure and low-pressure operation of PEM fuel cell systems. Pressure ratio 2.2:1 is considered as design target The goal of compressor design is to enlarge the flow margin of compressor from surge to choke mass flow rate to cover the operational envelope of FCV. Large-scale rig test is performed to evaluate the compressor performance and to compare the effects of compressor exit pipe volume to stall or surge characteristics. The results show that the mixed-flow compressor designed has large flow margin, and the flow margin of compressor configuration with small exit volume is larger than that with large exit volume.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권7호
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• pp.956-965
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• 1998

Hot-wire measurement of the longitudinal and radial velocity components and Reynolds stresses are reported for developing turbulent flow in a strongly curved 180 deg. pipe and its tangents. Slanted wire is rotated to 6 directions and the voltage outputs of them are combined to obtain the mean velocities and Reynolds stresses. Significant double maxima in the longitudinal velocity component appear in the bend. V-profiles reveal the development of a strong secondary flow. This secondary flow is induced by the transverse pressure gradient set up between the outer(r$\sub$o/) and inner(r$\sub$i/) wall region of the bend. Another second cross-stream flow develops after .theta.=135 deg. and its direction is opposed to that of main second flow.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.73-81
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• 2013

이 연구에서는 열 수송관로 직선부에서 마찰계수의 증가를 통해 관로의 최소 설치길이를 감소시켜, 현장 시공 시 매설깊이의 증가를 억제하고, 충분한 마찰력을 제공함으로써 신축이음관의 설치를 줄여 효율적인 시공이 가능토록 함과 동시에, 곡선부에서는 마찰계수의 감소를 통해 신축흡수재의 수명 연장을 도모하여 열 수송관로의 유지관리의 효율성을 향상시키고자 하는 목적으로, 현재 주로 사용되고 있는 되메움재인 강모래보다 큰 내부마찰각을 가진 되메움재와 작은 내부마찰각을 가진 되메움재를 개발하였다. 곡관부에 타이어 분말 혼합 되메움재를 사용할 경우, 관경이 커질수록 신축흡수재에 가해지는 마찰력의 감소 경향은 증가하고 있는 것으로 나타났고, 관경 900mm에서의 마찰력은 약 38% 감소를 보였다. 강모래+fly-ash 혼합 되메움재를 사용할 경우, fly-ash 혼합비 1.5%에서 최소 설치길이의 감소효과는 약 30%, fly-ash 혼합비 3%에서 최소 설치길이의 감소효과는 약 50%로 나타나고 있어, 열 수송관로의 효율적인 시공 및 유지관리가 가능할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.789-795
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• 2010

본 논문은 자벌레 이동장치의 전, 후반부에 각각 여섯 개의 다리로 이루어진 고정장치를 사용하여 인체 내에서 원활하게 이동할 수 있는 대장내시경로봇을 제안하였다. 또한, 관탐사용 이동장치로 기 개발된 하나의 공압선을 이용한 자벌레 이동방식을 적용하여 공압선과 이동환경 사이의 마찰을 줄여주어 이동 성능을 높여주었다. 이동 성능을 평가하기 위하여 로봇을 직경 15mm, 길이 110~250mm 의 크기로 설계 및 제작 후, 아크릴 관과 죽은 돼지의 창자에서 이동실험을 수행하였다. 실험을 통하여 로봇은 곡관의 반경이 25mm 이상이면 이동이 가능함을 알 수 있었고, 직관의 경우 수평관에서 33mm/s, 수직관에서 12.1mm/s 의 이동 속도를 보여주었다. 결론적으로 하나의 공압선을 이용하여 구동되고 양단에 다리로 구성된 고정장치를 장착한 제안된 로봇은 대장내시경 로봇으로써 신뢰성이 높은 이동성능을 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.191-195
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• 2020

부식된 관로의 상태를 평가하기 위해서 수행하는 직접평가 중 인장 실험을 수행하였다. 부식된 관로에서 절삭 가공하여 인장 시편을 취득하면, 관로의 관경에 따라 곡률이 변화하고 실제 평평한 시편의 거동과 달라질 수 있어 이를 확인하기 위한 연구를 수행하였다. 시편의 전 영역이 평평한 경우, 곡률이 있는 경우 그리고 시편에 곡률이 존재하면서 그립 부분만 평평하게 가공한 경우에 대해서 부식이 없는 경우와 부식이 존재하는 경우(두께 대비 25, 50 %의 단일 부식)로 나누어 해석을 진행하였다. 부식이 존재하게 되면 응력 집중이 단면 감소부에서 확실하게 나타나 그립의 가공 여부가 시편의 인장거동에 영향을 거의 주지 않는다는 것을 해석을 통해 확인하였다. 또한 실제 부식이 있는 시편에 대하여 3D 스캔을 진행하고 이를 반영한 해석 모델을 만들어 실험 결과와 비교 분석하였다.