• Structural Engineering and Mechanics
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• 제46권6호
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• pp.827-842
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• 2013

In this paper, the wave propagation in generalized thermo elastic plate immersed in fluid is studied based on the Lord-Shulman (LS) and Green-Lindsay (GL) generalized two dimensional theory of thermo elasticity. Two displacement potential functions are introduced to uncouple the equations of motion. The frequency equations that include the interaction between the plate and fluid are obtained by the perfect-slip boundary conditions using the Bessel function solutions. The numerical calculations are carried out for the material Zinc and the computed non-dimensional frequency, phase velocity and attenuation coefficient are plotted as the dispersion curves for the plate with thermally insulated and isothermal boundaries. The wave characteristics are found to be more stable and realistic in the presence of thermal relaxation times and the fluid interaction.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권1호
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• pp.20-30
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• 2023

In this paper, the Energy Flow Finite Element Analysis (EFFEA) was performed to predict the acoustic and vibrational responses of complicated plate structures considering improved Fluid-Structure Interaction (FSI). For this, a new power transfer relationship was derived at the area junction where two different fluids are in contact on both sides of the plate. In order to increase the reliability of EFFEA of complicated plate structures immersed in a high-density fluid, the corrected flexural wavenumber and group velocity considering fluid-loading effect were derived. As the specific acoustic impedance of the fluid in contact with the plate increases, the flexural wavenumber of the plate increases. As a result, the flexural group velocity is reduced, and the spatial damping effect of the flexural energy density is increased. Additionally, for the EFFEA of arbitary-shaped built-up structures, the energy flow finite element formulation for the acoustic tetrahedral element was newly performed. Finally, for validation of the derived theory and developed software, numerical applications of complicated plate structures submerged in seawater or air were successfully performed.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제5권1호
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• pp.13-26
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• 2012

In this paper, the wave propagation in a generalized thermo elastic plate embedded in an elastic medium (Winkler model) is studied based on the Lord-Schulman (LS) and Green-Lindsay (GL) generalized two dimensional theory of thermo elasticity. Two displacement potential functions are introduced to uncouple the equations of motion. The frequency equations that include the interaction between the plate and foundation are obtained by the traction free boundary conditions using the Bessel function solutions. The numerical calculations are carried out for the material Zinc and the computed non-dimensional frequency and attenuation coefficient are plotted as the dispersion curves for the plate with thermally insulated and isothermal boundaries. The wave characteristics are found to be more stable and realistic in the presence of thermal relaxation times and the foundation parameter. A comparison of the results for the case with no thermal effects shows well agreement with those by the membrane theory.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제4권4호
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• pp.146-162
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• 2018

The unsteady problem of a rigid body impact onto a floating plate is studied. Both the plate and the water are at rest before impact. The plate motion is caused by the impact force transmitted to the plate through an elastic layer with viscous damping on the top of the plate. The hydrodynamic force is calculated by using the second-order model of plate impact by Iafrati and Korobkin (2011). The present study is concerned with the deceleration experienced by a rigid body during its collision with a floating object. The problem is studied also by a fully-nonlinear computational-fluid-dynamics method. The elastic layer is treated with a moving body-fitted grid, the impacting body with an immersed boundary method, and a discrete-element method is used for the contact-force model. The presence of the elastic layer between the impacting bod- ies may lead to multiple bouncing of them, if the bodies are relatively light, before their interaction is settled and they continue to penetrate together into the water. The present study is motivated by ship slamming in icy waters, and by the effect of ice conditions on conventional free-fall lifeboats.

• 소음진동
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• 제7권3호
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• pp.449-455
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• 1997

A theoretical study is presented for the prediction of the scattering of obliquely incident plane acoustic wave by transversely isotropic cylindrical shells immersed in water. In dorder to illustrate the vailidity of the theory backscattering form functions are compared with the existing results for degenerated problems: the catterings by isotropic shell and transversely isotropic solid cylinder. The unidirectional fiber reinforced boron-aluminum composites are selected as a model of transversely isotropic materials having potential applications in practice. From the resonant scattering analysis of the partial backscattering form functions, the dispersion curves for fluid-borne Stoneley wave, guided wave along the shell, and the lowest three Lamb type waves can be found. The Lamb type dispersions are compared with those of the flat plate. The variation of anisotropy significantly affects the properties of circumferential waves. From these results, it can be possible to identify parametrically the material properties of anisotropic cylindrical targets.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2625-2630
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• 2008

Horseshoe vortices are formed at the junction of an object immersed in fluid-flow and endwall plate as a result of three-dimensional boundary layer separation. This study shows preliminary results of the kinematics of such horseshoe vortices around a circular cylinder with a cavity (slot) placed upstream to disturb the primary separation line. Through the cavity, no mass flow addition (blowing) or reduction (suction) is applied. The upstream cavity weakens the adverse pressure gradient before the cavity. With the upstream cavity, a single vortex is found to form immediately upstream of the cylinder whereas a typical two vortex system is observed in the absence of the cavity. Furthermore, the strength of the single vortex tends to be reduced, resulting from the interaction with the separated flow convecting directly towards the leading edge of the cylinder.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권3호
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• pp.301-316
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• 1995

아래를 향한 가열 수평 평판이 있는 수조에서의 자연대류 현상을 규명하기 위한 실험적, 해석적인 연구를 수행하였다. 이는 압력용기 하부에 용융물이 있을때 캐비티내에서의 열수력현상을 규명하기 위한 간단화된 모델에 관한 연구이다. 압력 용기는 하부에 가열평판이 부착된 직육면체 단열 상자로 모의하고 이 상자는 물이 차 있는 수조에 설치된다. 냉각기는 정상상태의 유동 조건을 만들기 위해 상자와 수조사이의 U자 형태의 유동 영역에 설치된다. 실제 압력용기 하부에서는 다상 유동이 발생할 확율이 크나본 연구는 복잡한 다상 유동의 열수력 현상을 규명하기 위한 첫 단계 시도로서 단상유체를 사용한 실험 및 해석 연구이다. 본 연구에서는 가열 평판 아래에서의 자연대류현상특성을 더욱 잘 이해하기 위해 LDV와 열전대를 사용하여 속도와 온도를 측정하였다. 또한 입자가 부상된 유동장을 사진 찍어 유동을 가시화 하였다. 실험결과는 다음과 같다. 유체는 가열판과 냉각기가 작동할 때 매우 효과적으로 전 유동장에 걸쳐 순환한다. 가열판 하부에서 유동이 정체된 영역이 있고 매우 얇은 열 경계층을 갖는 두드러진 온도의 성층현상이 관찰되었다. FLUTAN Code를 이용한 해석은 속도를 합리 적으로 예측할 수 있다는 결과를 보여 주었다.

• 청정기술
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• 제10권2호
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• pp.89-100
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• 2004

도장부스 수조 내에 부유되는 도장 슬러지의 효율적인 분리를 위한 수조 형상 및 skimmer 설치에 대한 설계를 최적화하였다. VOF 모델을 사용하여 수조 내 도장 슬러지-물-공기 혼합물의 유동형태에 대한 해석을 수행하였고, 해석된 결과를 바탕으로, 수조 내 물로부터 효과적인 슬러지 분리를 위한 도장 부스 수조 내 흡입관, 격판 및 슬러지 유입구의 설치에 대한 최적 설계 기준을 제시하였다. 더 나아가, skimmer 가 수조 내 물에 잠기는 설치조건에 대한 최적화를 통하여 슬러지 흡입 시 공기 혼입 및 압력손실을 최소화 하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권5호
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• pp.1392-1396
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• 1999

우유의 저온살균시 품질손상의 원인이 되는 fouling발생을 극소화시키면서 균을 사멸시키기 위하여 마이크로파를 이용한 우유의 살균에 대한 연구를 시도하였다. 이에따라 연속식 마이크로파 HTST 시스템을 설계 제작한 후, 우유를 HTST$(72^{circ}C$, 15초)법으로 살균하되 열수만을 이용한 경우(MP0)와 마이크로파로 온도를 올린 후 열수에서 holding한 경우(MP1)와 마이크로파만을 활용한 경우(MP2)의 세가지로 구분하여 미생물의 사멸효과를 총생균수, 대장균수, 저온성세균수 및 phosphatase 활성으로 구분하여 비교해 보았다. 총균수와 저온성 세균수의 경우 세가지 HTST살균법 모두 살균후 초기균수의 3 log 정도 감소하는 살균효과를 보여주었다. 살균방법별 살균효과는 MP0>MP2>MP1의 순서를 보였고 유의차(p<0.05)도 있는 것으로 나타났으나 원유의 초기미생물수와 함께 통계처리할 경우는 살균방법 사이의 유의차는 보이지 않았다. 대장균과 phosphatase activity의 경우 세가지 HTST 살균법 모두 살균후 우유의 배양실험에서 대장균 집락이 확인되지 않거나 살균후 음성(negative)인 것으로 나타나 살균방법 사이의 살균효과에 차이가 없음을 확인시켜주었다. 따라서 마이크로파 단독처리(MP2) 또는 마이크로파로 승온시킨 후 원하는 온도에서 holding하는 병용법(MP1)을 활용할 경우 통상적 HTST법에서 문제가 되는 fouling을 방지하면서 거의 대등한 살균효과를 얻을 수 있을 것으로 예상하였다 얻어진 연구결과를 토대로 우유 및 타 액상식품의 살균에도 확대 적용할 수 있으리라 기대된다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권5호
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• pp.1196-1202
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• 1999

마이크로파를 이용한 두유의 HTST저온살균시 미생물의 사멸효과와 이화학적 성분 변화를 상법과 비교하고자 하였다. 이때 HTST($90^{\circ}C$, 21초)법으로 살균하되 열수만을 이용한 경우(MP0)와 마이크로파로 온도를 올린 후 열수에서 holding한 경우(MP1)와 마이크로파만을 활용한 경우(MP2)의 세가지 경우로 구분하여 살균전후 변화를 비교해 보았다. 총균수의 경우 세가지 HTST살균법 모두 살균후 초기수의 4 log정도 감소하는 살균효과를 보여주었고 살균효과는 MP0>MP1>MP2의 순서를 보였다. 대장균과 저온성세균 및 phosphatase activity의 경우 세가지 HTST살균법 모두 살균후 우유의 배양실험에서 집락이 확인되지 않거나 살균후 음성(negative)인 것으로 나타났다. 세가지 살균방법 모두 80%이상의 trypsin 잔존율을 보여 trypsin inhibitor가 효과적으로 불활성화되었음을 알 수 있었으며 불활성화 효과는 MP0>MP1>MP2의 순서를 보였다. 두유의 pH와 적정산도, 점도 및 비타민 $B_2$의 경우 살균전후 큰 차이가 관찰되지 않았으며 살균방법별로도 차이가 없었다. 이로부터 마이크로파로 승온시킨 후 holding하는 병용법(MP1)이나 마이크로파 단독처리(MP2)를 활용할 경우 통상적 HTST방법(MP0)보다 우수하거나 대등한 살균효과 및 이화학적 품질보존효과가 있을 것으로 생각되었다. 이러한 연구결과는 다른 액상식품의 살균연구에도 확대 적용할 수 있으리라 기대된다.