• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.36-43
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• 2018

연소 중 고온, 고압, 고속의 연소가스가 작용하는 노즐조립체는 다양한 부품(목삽입재/내열재/구조체)이 접촉/접착의 형태로 조립되며, 유동(경계층 유동장)-열(기계/화학적 삭마, 숯 등 열반응, 열전달)-구조(마찰, 접촉, 접착, 동적거동 및 열응력)적 복합하중이 내부에 작용하며 복잡한 거동을 보이기 때문에 정확한 구조적 안전성을 계산하는데 한계가 있다. 본 연구는 연소시험 후 목삽입재 깨짐 현상이 발생한 노즐조립체에 대해 연소시간 중 열-구조적 거동분석을 해석적으로 수행하였다. 연소시간 중 시간별/위치별로 유동해석에서 계산된 내부압력과, 열반응을 고려한 열해석(Thermal Surface Reaction & Ablation Analysis)에서 계산된 노즐 표면의 삭마량 및 대류열전달계수가 구조해석의 경계/하중조건으로 부여된 후 열-변형 해석이 수행되는 연동해석(Co-simulation)기법을 사용하였다. 특히 구조해석 시각 부품별 경계면의 접착/접촉/마찰조건을 달리하며 연소시험 시 계측된 변형률값과 비교하여 가장 유사한 연소 중 거동분석 조건을 도출하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권6호
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• pp.17-23
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• 2009

정확한 추력 및 비추력 특성을 파악하기 위하여 액체로켓엔진용 연소기에 추가적으로 임시 노즐확장부를 장착함에 있어, 그 열/구조적 건전성을 파악하였다. 이 열/구조적 건전성은 재질 및 차폐막(TBC)의 두께 효과를 살펴봄으로써 검토하였다. TBC가 없는 경우에는 열/구조적 건전성을 유지할 수 없음을 파악할 수 있었다. TBC의 두께에 따라서 노즐확장부 벽면에서의 최대온도는 많이 감소하였다. 노즐확장부를 steel로 제작하는 경우에는 TBC를 적용해야만 연소시험동안 확장부의 열/구조적 건전성이 보장될 것으로 예상된다.

• 에너지공학
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• 제11권4호
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• pp.350-358
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• 2002

The present work determined the flame structure characteristics of coal syngas combusted inside swirl burners with various nozzle types. Fuel nozzle types are largely classified into two groups of axial and tangential. Experiments were carried out for investigating the effects of fuel nozzle geometry, fuel composition ratio, heating rate, excess air, and degree of swirl on the turbulent diffusion flame structure. To determine the characteristics of the flame structure, axial type fuel nozzle diameter of laboratory-scale combustor is varied to 1.23, 1.96, and 2.95 ㎜ and the direction of tangential type nozzles are varied to radial, clockwise, and counter-clockwise. The comparison of the experimental results was performed to understand functional parameters relating the flame structure. Data analysis showed that the vertical straight flame height generally decreased with increasing swirl number and decreasing axial type nozzle diameter. Flame height established with tangential type nozzle is 3 times shorter than that with vertical type. The flame structures among the 3 different tangential fuel nozzles relatively showed no particular difference. By increasing the heating rate, the width of flame increased generally in both vertical and tangential flame. Within the present experimental parameters of the investigation, flame structure is mainly depends on the nozzle type of the combustor. The visually investigated flame lengths are confirmed through the analysis of temperature profile of each flame.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.565-569
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• 2011

고체추진기관의 연소 환경에서 노즐 조립체의 온도, 삭마두께를 고려한 2차원 축대칭 열구조 해석을 하였다. 복합재료의 내부 열반응은 Arrhenius 모델을 이용하였으며, 표면 삭마반응은 Zvyagin 이론을 사용하였다. 표면 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 상용해석 코드에서 활용되는 Rezoning-remeshing 기법을 사용하였다. 형상이 복잡한 부품으로 이루어진 2차원 축대칭 노즐 조립체에 적용된 방법은 향후 3차원 FEM 열구조 해석에 활용을 목표로 발전될 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.245-252
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• 2016

상부 탑재형 노내계측기(TM-ICI) 개발은 원자로하부헤드 대신 원자로상부헤드로 계측기를 삽입함으로써 중대사고 위험을 줄이기 위해 진행 중이다. 이 개발 과제의 일환으로, NUREG/CR-6909와 Code Case N-761의 두 방법에 따라 TM-ICI 노즐에 대한 환경피로평가가 수행되었다. TM-ICI 노즐은 level A, level B 및 시험 조건에서의 과도조건에 따른 하중을 받는데 이에 대해 피로평가를 해야 한다. 원자로냉각재환경이 고려된 TM-ICI 노즐의 누적사용계수는 1이하로 평가되었고, 이는 ASME Code 허용기준을 만족한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.157-163
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• 2018

본 연구는 기존에 사용되어 지고 있는 타설 노즐 내부에 블레이드를 설치함으로써 타설 시 시멘트 복합체에 혼입된 섬유의 방향성을 제어하고 동시에 분포도를 향상시키고자 하였다. 블레이드 변수 최적화를 위하여 시멘트계 매트릭스 재료의 유동과 혼입된 섬유의 운동, 노즐간의 상호작용을 고려한 다중물리계 유한요소해석을 수행하였다. 사용되는 섬유길이를 변수로 하여 블레이드의 간격, 길이, 위치를 결정하였다. 내부 블레이드 간격이 섬유길이의 약 1.2~2.4배, 블레이드 길이는 섬유길이의 약 4~8배, 설치 위치는 시멘트 복합체가 도출되는 입구에서부터 섬유길이의 14배 이하일 때 섬유 방향각이 약 $15^{\circ}$이하로 제어되었다. 또한, 본 연구에서 제시된 블레이드형 노즐은 기존의 섬유보강 시멘트 복합체 타설장비와 타설관을 그대로 사용하면서, 탈 부착식으로 제작될 수 있어 사용성과 편의성을 동시에 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권11호
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• pp.2638-2651
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• 2020

Nozzle corner cracks present at the intersection of reactor pressure vessels (RPVs) and inlet or outlet nozzles have been a persistent problem for a number of years. The fracture analysis of such nozzle corner cracks is very important and critical for the efficient design and assessment of the structural integrity of RPVs. This paper aims to perform an engineering critical assessment of RPVs with nozzle corner cracks subjected to several transients accompanied by pressurized thermal shocks. The critical crack size of the RPV model with nozzle corner cracks under transient loading is evaluated on failure assessment curve. In particular, the influence of cladding on the crack initiation of nozzle corner crack under thermal transients is studied. The influence of primary internal pressure and secondary thermal stress on the stress field at nozzle corner and SIF at crack front is analyzed. Finally, the influence of different crack size and crack shape on the final critical crack size is analyzed.

• Journal of Welding and Joining
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• 제24권2호
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• pp.48-56
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• 2006

The fatigue strength of the welds is affected by such factors as the weld geometry, microstructures, tensile properties and residual stresses caused by fabrication. It is very important to evaluate the structural integrity of the welds in nuclear power plant because the weldment undergoes the most of damage and failure mechanisms. In this study, the fatigue assessments for a reactor vessel outlet nozzle with the weldment to the piping system are performed considering the welding residual stresses as well as the effect of local brittle zone in the vicinity of the weld fusion line. The analytical approaches employed are the microstructure and mechanical properties prediction by semi-analytical method, the thermal and stress analysis including the welding residual stress analysis by finite element method, the fatigue life assessment by following the ASME Code rules. The calculated results of cumulative usage factors(CUF) are compared for cases of the elastic and elasto-plastic analysis, and with or without residual stress and local brittle zone effects, respectively. Finally, the fatigue life of reactor vessel outlet nozzle weld is slightly affected by the local brittle zone and welding residual stresses.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.493-493
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• 2009

Recently, small vertical axis wind turbine attracts attention because of its clean, renewable and abundant energy resources to develop. Therefore, a cross-flow type wind turbine is proposed for small wind turbine development in this study because the turbine has relatively simple structure and high possibility of applying to small wind turbine. The purpose of this study is to investigate the effect of the turbine‘s structural configuration on the performance and internal flow characteristics of the cross-flow turbine model using CFD analysis. The results show that guide nozzle should be adopted to improve the performance of the turbine. Optimization of the nozzle shape will be key-importance for the high performance of the turbine.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.56-63
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• 2021

The feedwater ring is an assembly in steam generator internal piping, which distributes feedwater into the secondary side of the steam generator. It consists of an assembly of carbon steel piping, pipe fittings and J-nozzles which are inserted into the top of the feedwater ring and welded to the diameter of the ring. The feedwater ring at the attachment region of the J-nozzle may be susceptible to flow accelerated corrosion (FAC) due to flow turbulence which increases local fluid velocities. If a J-nozzle becomes a loose part, it can cause damage to tubing near the tube sheet. In this paper, the structural stress analysis for a wall thinned feedwater ring and integrity evaluations under assumed loading conditions are carried out in compliance with ASME B&PV SecIII, NB-3200.