• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.41-46
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• 2015

Recently, the development of the HTS power cable is actively promoted. As the length of HTS power cable increases, there have been many efforts to develop large capacity cryocooler. Among the various cryocooler, the Brayton refrigerator is the most competitive for HTS power cable. The Brayton refrigerator is composed of recuperative heat exchangers, a compressor, and a cryogenic turbo expander. In these components, the cryogenic turbo expander is a part to decrease the temperature and it is the most significant component that is closely related with overall system efficiency. It rotates with high speed using a high-pressure helium or neon gas at cryogenic temperature. This paper describes the design of a 10 kW class Brayton refrigeration cycle and the cryogenic turbo expander. Flow and structural analysis are performed for the rotating impeller and nozzle to verify the efficiency and the design performance.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권3호
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• pp.17-21
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• 2004

테이프래핑 구조물은 유도무기의 노즐 구조에 많이 사용되고 있는데 주로 주자직 복합재료를 띠모양으로 이은 다음 이를 맨드럴에 경사각을 가지게 감는 방법으로 제작된다. 적층된 구조물은 고압의 오토클레이브나 하이드로 클레이브에서 성형된다. 테이프래핑 구조물은 적층 형태가 일방향 복합재료의 경우와는 다르며, 제작 시 주어진 경사각을 고려한 해석이 필요하다. 본 연구에서는 테이프래핑 구조물에 대한 해석 기법을 고찰하였다. 먼저 4점 굽힘 실험에 대한 유한요소 해석 결과와 실험 결과를 비교함으로써 테이프래핑 구조물의 모델링 기법의 타당성을 검증하였다. 4점 굽힘 실험의 파단 하중과 이방성 파단 판정식의 결과를 비교함으로써 최적의 이방성 파단 판정식을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권2호
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• pp.165-170
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• 2014

Reproducibility of injection molding machines are studied at the study of this time. We applied computer aided engineering program so it could generate clamping force, about 1,500 kN, to the nozzle center part of flex link in tie-bar and at this time, we made sure condition of stress distribution and transformation quantity in flex link. The result of computer aided engineering transformation quantity was confirmed that transformation of top area was 247~257 kN and bottom areas was 273~279 kN and also was confirmed that the stresses are distributed in a range of 57~750 $N/mm^2$ from top to the bottom of the surface. This time we could confirm the condition of transformation quantity and stress distribution by enforcing the previously used structure analysis of flex link. And we utilized the reference data to establish important point of section for non destructive test overhaul.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.699-705
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• 2011

고기동 유도탄은 짧은 시간에 큰 추력을 필요로 하는 발사체이다. 유도탄의 비행에 필요한 추력을 얻기 위하여 고체 연료를 폭발적으로 연소시키면 고온, 고압의 연소 가스가 발생되고, 이 연소 가스를 초음속 노즐을 통하여 팽창시킴으로서 큰 추력을 얻게 된다. 로켓 모터의 작동 시간은 수초 미만에 지나지 않으나 큰 추력을 내기 위해 고온 고압의 연소 가스가 이용됨으로 평창 과정 중 시스템 부품의 파손 혹은 노즐목 부근에서 삭마현상이 발생되기도 한다. 즉, 탄의 정확한 제어를 위해서는 연소 가스와 벽면과의 열전달에 따른 열응력과 유동장 내의 압력의 변화에 따른 구조체 응력이 동시에 고려된 정확한 응력해석이 선행되어야만 한다. 본 논문에서는 예비 설계된 추력 발생장치에 고온 고압의 연소 가스가 유동할 때 모터의 작동시간에 따른 구조체의 안전성을 응력과 재료의 용융온도의 측면으로부터 구명하였다.

• 소성∙가공
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• 제27권4호
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• pp.236-243
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• 2018

A multi-point forming die (MPFD), which has been used for producing curved plates, is capable of forming various curved plates with just one MPFD. However, in real industries, an MPFD is difficult to be adopted since the structural properties, punch strength, elastic recovery correction and dimensional accuracy become problems. In order to overcome these problems, the hot multi-point forming die (HMPFD) was proposed in this study. This HMPFD commonly provide more less spring-back and forming load than conventional MPFD. Nevertheless, this process is very difficult to form the curved plate, because the final curved shape of the plate depends on many process variables such as the punch/nozzle arrangement (height and distance), the radius of punch, contact conditions between plate and punch. In this study, the forming characteristics of HMPFD and conventional MPFD are compared with each other through the finite element analysis.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.927-933
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• 2016

고체 추진 기관에서 로켓 노즐은 고온 연소가스에 노출된다. 따라서 고온에서 기능을 발휘할 수 있는 적절한 재료의 선택이 중요하다. 탄소 섬유 강화 실리콘 카바이드 복합재(C/SiC)가 로켓 노즉목에 적용을 위해 연구되어 왔다. 그러나 전형적인 구조 재료들과 비교할 때 C/SiC 복합재는 준취성 거동을 가지고 고온에서 산화의 영향으로 인해 강도와 인성 관점에서 상대적으로 취약한 점이 있다. 그러므로 실제 적용을 위해 C/SiC 복합재의 열, 기계적인 특성을 평가하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 액화 실리콘 용침(LSI) 공정을 통해 만들어진 C/SiC 복합재의 고온에서의 파괴 거동을 조사하는 실험적인 방법을 설명한다. 특히 온도와 하중, 산화 조건 그리고 탄소 섬유의 방향을 주요 변수로 설정하여 파괴 특성을 조사하였다. 파단면 분석은 SEM 촬영을 통하여 수행하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권4호
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• pp.325-329
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• 2011

Floating, production, storage and offloading (FPSO) is a production facility that refines and saves the drilled crude oil from a drilling facility in the ocean. The flare system in the FPSO is a major part of the pressure relieving system for hydrocarbon processing plants. The flare system consists of a number of pipes and complicated connection systems. Decision of pipe support types is important since the load on the support and the stress in the pipe are influenced by the pipe support type. In this study, we optimally determined the pipe support types that minimized the support cost while satisfying the design constraints on maximum support load, maximum nozzle load and maximum pipe stress ratio. Performance indices included in the design constraints for a specified design were evaluated by pipe structural analysis using CAESAR II. Since pipe support types were all discrete design variables, an evolutionary algorithm (EA) was used as an optimizer. We successfully obtained the optimal solution that reduced the support cost by 27.2% compared to the initial support cost while all the design requirements were satisfied.

• 한국추진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-37
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• 2015

본 연구는 케로신 연료를 사용하는 액체로켓엔진에서 발생할 수 있는 연소불안정으로 인하여 파괴될 수 있는 연소기의 손상을 수치적으로 모사하는 해석 모델의 기초연구이다. 연소불안정으로부터 야기 될 수 있는 케로신의 데토네이션은 1단계 아레니우스 식의 화학 반응식을 이용하였고, 구조체는 Johnson-Cook 강성모델을 활용하여 데토네이션으로 인한 금속관의 소성 변형을 모델링하였다. 금속관의 소성 변형에 의해 변화하는 유동장과 구조체의 스트레스를 노즐 형상과 관의 두께변화에 따라 해석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4093-4099
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• 2014

본 논문에서는 200 kW급 마이크로 가스 터빈 시스템의 연소기집합체의 열-구조 연성 해석을 수행하였다. 일반적인 연소기집합체는 라이너, 내외 케이스, 버너와 노즐링 등으로 구성되어 있으며, 본 연구에서 개발된 유한요소모델은 연소기집합체 내 다양한 부품들의 다른 열팽창을 보상하기 위해 부품간의 이격과 마찰 요소들이 존재하므로 비선형 간극 및 마찰 요소 등을 포함하고 있다. 본 연구를 통해 연소기집합체의 외부 경계지지조건이 높은 온도구배로 인한 응력 에 가장 큰 영향을 주는 인자라는 것을 밝혀냈으며, 과도한 응력이나 변형을 방지하기 위한 적절한 외부 경계지지조건을 찾기 위하여 외부 경계지역에 탄성 지지조건을 가상하여 적절한 경계조건을 도출하여 설계에 사용될 수 있도록 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1091-1097
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• 2015

흑연은 우수한 열특성을 지니기 때문에 로켓 노즐목 재료로 많이 이용된다. 하지만 흑연은 소성영역을 동반하지 않으며 파괴되는 준취성 특성을 보이므로 일반구조재료와 비교해 보았을 때, 강도 관점에서 상대적으로 취약하며, $450^{\circ}C$ 이상에서 산화가 발생한다. 따라서 흑연 재료의 실구조체 적용을 위하여 이 재료에 대한 기계적 열적 특성 평가가 요구된다. 본 논문에서는 ATJ 계열 흑연의 고온파단특성에 대한 실험적인 연구를 수행하였다. 특히, 온도와 하중, 그리고 산화조건을 변수로 두어 강도 및 파단특성에 대한 상관관계를 연구하였다. 이를 위하여 ASTM 규정을 준수하여 상온, 500, $1,000^{\circ}C$에서 일축 압축 및 인장시험을 수행하였으며, 파단면은 SEM 촬영을 통하여 분석하였다.