• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권5호
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• pp.1890-1901
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• 2022

We have assessed the applicability of the thermal-hydraulic system analysis code, SPACE, to a small modular reactor called SMART. For the assessment, the experimental data from a scale-down integral-test facility, SMART-ITL, were used. It was conformed that the SPACE code unrealistically calculates the safety injection flow rate through the CMT and SIT during a small-break loss-of-coolant experiment. This unrealistic behavior was due to the overprediction of interfacial heat transfer at the steam-water interface in a vertically stratified flow in the tanks. In this study, a special thermal-hydraulic component model has been developed to realistically calculate the interfacial heat transfer when a strong non-equilibrium two-phase flow is formed in the CMT or SIT. Additionally, we developed a special heat structure model, which analytically calculates the heat transfer from the hot steam to the cold tank wall. The combination of two models for the tank are called the special component model. We assessed it using the SMART-ITL passive safety injection system (PSIS) test data. The results showed that the special component model well predicts the transient behaviors of the CMT and SIT.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권6호
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• pp.563-570
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• 2015

In this paper, Finite Element Analysis (FEA) for gear heat treatment using simultaneous dual frequency (SDF) induction heating is conducted. To do this, thermal-electromagnetic coupled FE model is built. A two dimensional FE model of gear and heater is introduced to reduce computation time. For more time-efficient analysis, harmonic analysis for electromagnetic model is adopted and transient analysis model, for heat transfer model. Through the coupled analysis, it can be found that the proposed FE model can solve for SDF induction heating of gear and heat treatment parameters can also be determined.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권4호
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• pp.526-533
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• 2005

Reliability problem in inkjet printhead, one of MEMS devices, is also very important. To eject an ink drop, the temperature of heater must be high so that ink contacting with surface reaches above $280^{o}C$ on the instant. Its heater is embedded in the thin multi-layer in which several materials are deposited. MEMS processes are the main sources of residual stresses development. Residual stress is one of the factors reducing the reliability of MEMS devices. We measured residual stresses of single layers that consist of multilayer. FE analysis is performed using design of experiment(DOE). Transient analysis for heat transfer is performed to get a temperature distribution. And then static analysis is performed with the temperature distribution obtained by heat transfer analysis and the measured residual stresses to get a stress distribution in the structure. Although the residual stress is bigger than thermal stress, thermal stress is more influential on fatigue life.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.515-516
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• 2007

• 에너지공학
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• 제12권1호
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• pp.11-16
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• 2003

지상 정적 상태에 있는 항공기내 연료온도의 변화가 유한차분식에 의하여 해석되었다. 수정 Dufort-Frankel 기법의 explicit 방법에 의해 수치계산이 수행되었다. 항공기는 지상 정적상태에서 1% hot day 대기조건에 따른 태양의 복사 및 바람의 속도와 함께 반복되는 일일주기의 공기온도에 노출되어 있다고 가정되었다. 항공기는 난류유동장내에 있는 것으로 가정되었다. 항공기 표면과 외부대기사이의 열전달을 계산하기 위하여 Eckert에 의해 제안된 평판위의 난류 열전달계수가 사용되었다. 본 해석에 사용된 지배방정식은 연료에 대한 에너지방정식이다. 본 해석으로부터, 주익탱크의 연료온도가 다른 탱크들 가운데 가장 높게 나타났으며 온도변화율 또한 가장 크게 나타났다. 본 온도해석에 대한 결과는 여러 비행임무에 있어서 항공기내의 연료온도 변화 해석을 위한 초기치로서 사용될 수 있다. 또한, 본 해석방법은 항공기 열에너지 관리시스템의 해석 및 설계에 사용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권10호
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• pp.2418-2425
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• 1993

A two-dimensional transient heat transfer model for reactive gas assisted laser cutting process with a moving Gaussian heat source is developed using a numerical finite difference technique. The kerf width, melting front shape and temperature distribution were calculated by using the boundary-fitted coordinate system to handle the ejection of workpiece material and heat input from reaction and evaporation. An analytical solution for cutting front movement was adopted and numerical simulation was performed to calculate the temperature distribution and melting front thickness. To calculate the moving velocity of cutting front, the normal distribution of the cutting gas velocity was used. The kerf width was revealed to be dependent on the cutting velocity, laser power and cutting gas velocity.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.334-339
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• 2003

The welding residual stress has on important effect on welding deformation, fatigue fracture, buckling strength, brittle fracture, etc. For the purpose of relaxation of welding residual stress, post welding heat treatment is widely used. In this paper, residual stresses were calculated by two dimensional thermal elasto-plastic analysis using finite element method. Heat transfer analysis are performed by transient analysis. Also structure analysis are carried out by of thermal-mechanical coupled analysis. Numerical analysis are used by ANSYS 5.7.

• 한국추진공학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-16
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• 2005

제트베인은 로켓추진기관의 발사초기 자세제어와 조정 안정성의 확보를 위해 로켓노즐 출구부에 장착되어지며, 발사 수초 후까지 연소가스와의 접촉으로 인해 구동부를 가열시키고, 그 자체도 화학적 혹은 기계적으로 삭마된다. 본 연구는 제트베인의 열해석을 위한 기초연구로서 균일 초음속 유동장내에 위치한 단일 제트베인으로의 열전달 특성 해석을 수행하여 보았다. 경계층 적분법과 유한차분법의 연립해석이 이루어 졌으며, 벽근방에서 도출된 경계조건을 바탕으로 베인 내부의 비정상 열전도 해석도 수행되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권6호
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• pp.683-688
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• 2012

The structural integrity of mechanical components during several transients should be assured in the design stage. This requires a fatigue analysis including thermal and stress analyses. As an example, this study performs a fatigue analysis of the reactor pressure vessel of SMART during arbitrary transients. Using heat transfer coefficients determined based on the operating environments, a transient thermal analysis is performed and the results are applied to a finite element model along with the pressure to calculate the stresses. The total stress intensity range and cumulative fatigue usage factor are investigated to determine the adequacy of the design.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권3호
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• pp.70-75
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• 2024

본 연구에서는 단열재 두께에 따른 소형발사체 공통격벽 추진제 탱크의 단열 성능을 분석하였다. 단일 파트로 이루어진 공통격벽 추진제 탱크는 탱크 연결부가 불필요하여 추진제 탱크의 경량화 설계가 가능하다. 그러나 산화제와 연료의 온도차로 인한 열전달에 의하여 추진제의 손실과 점화 지연 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 산화제 탱크와 연료 탱크를 구분하는 공통격벽 구조의 단열 성능 확인이 필수적이다. 본 연구에서는 기화 질량(boil- off mass)을 이용한 단열 성능 분석을 위하여 단열재 두께가 50, 55, 60, 65, 70 mm인 추진제 탱크에 대해 과도 열전달 해석을 수행하였다. 이어서 추진제 탱크의 1단 비행시간 동안 발생하는 산화제의 기화 질량을 도출하였다. 그 결과, 단열재 두께가 증가할수록 기화 질량이 감소하여 단열 성능이 향상되었다.