• 대한기계학회논문집B
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• 제30권9호
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• pp.873-881
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• 2006

The present study investigates the pressure drop characteristics in rotating two-pass ducts. The duct has an aspect ratio (W/H) of 0.5 and a hydraulic diameter $(D_h)$ of 26.67mm. Rib turbulators are attached crossly in the four different arrangements on the leading and trailing surfaces of the test ducts. The ribs have a rectangular cross section of $2mm(e){\times}3mm(w)$ and an attack angle of $70^{\circ}C$. The pitch-to-rib height ratio (pie) is 7.5, and the rib height-to-hydraulic diameter ratio $(e/D_h)$ is 0.075. The results show that the highest pressure drop among each region appears in the turning region for the stationary case, but appears in the upstream region of the second pass for the rotating case. Effects of cross rib arrangements are almost the same in the first pass for the stationary and rotating cases. In the second pass, however, heat transfer and pressure drop are high for the cases with cross NN or PP type ribs in the stationary ducts. In the rotating ducts, they are high for the cases with cross NP or PP type ribs.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권9호
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• pp.882-890
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• 2006

The present study investigates the pressure drop characteristics in rotating two-pass ducts. The duct has an aspect ratio (W/H) of 0.5 and a hydraulic diameter $(D_h)$ of 26.67mm. Rib turbulators are attached parallel in the four different arrangements on the leading and trailing surfaces of the test ducts. The ribs have a rectangular cross section of $2m(e){\times}3mm(w)$ and an attack angle of $70^{\circ}C$. The pitch-to-rib height ratio (p/e) is 7.5, and the rib height-to-hydraulic diameter ratio $(e/D_h)$ is 0.075. The results show that the highest pressure drop among each region appears in the turning region for the stationary case, but appears in the upstream region of the second pass for the rotating case. Effects of parallel rib arrangements are almost the same in the first pass for the stationary and rotating cases. In the second pass, however, heat transfer and pressure drop are high for the cases with parallel NN or PP type ribs in the stationary ducts. In the rotating ducts, they are high for the cases with parallel NN or PN type ribs.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권6호
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• pp.710-717
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• 2007

This paper presents plastic limit loads and approximate J-integral estimates for circumferential part-through surface crack at the interface between elbows and pipes. Based on finite element limit analyses using elastic-perfectly plastic materials, plastic limit moments under in-plane bending are obtained and it is found that they are similar those for circumferential part-through surface cracks in the center of elbow. Based on present FE results, closed-form limit load solutions are proposed. Welds are not explicitly considered and all materials are assumed to be homogeneous. And the method to estimate the elastic-plastic J-integral for circumferential part-through surface cracks at the interface between elbows and straight pipes is proposed based on the reference stress approach, which was compared with corresponding solutions fur straight pipes.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.405-413
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• 2001

The present study investigates convective heat/mass transfer and flow characteristics inside a rotating two-pass rectangular duct. A naphthalene sublimation technique is employed to determine the detailed local heat transfer coefficients using the heat and mass transfer analogy. The objective of this study is to determine the effects of turning geometry with rotation for 0.0$\leq$Ro$\leq$0.24. The results reveal that the sharp-turn corner has the larger pressure drop and lower heat transfer in the post-turn region than those of the round-turn corner. The strong secondary flow enhances heat transfer for the round-turn corner. Coriolis force induced by the rotation pushes the high momentum core flow toward the trailing wall in the first passage with radially outward flow and toward the leading wall in the second passage with radially inward flow. Consequently, the high heat transfer rates are generated on the trailing surface and the leading surface in the first and second passage, respectively. However, the strong secondary flow due to the turning dominates the flow pattern in the second passage, thus the heat transfer differences between the leading and trailing surfaces are small with the rotation.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.647-657
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• 2012

원자력 배관 시스템은 엄격한 설계기준에 따라 제작 되었음에도 불구하고, 장기 사용에 따라 발생하는 감육 및 균열에 의한 파손 사례가 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 스테인리스강 배관 시험체의 단조하중 및 반복하중 재하실험을 실시하여 국부 감육과 균열의 손상유무 및 0%, 35%, 75%의 손상정도가 배관의 파괴거동에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 본 실험에서는 실제 원자력 발전소에서 사용되고 있는 직경 3인치 TP316 스테인리스강 엘보우와 직관 배관을 대상으로 하여, 인위적으로 곡관부와 용접부에 0%, 35%, 75%의 국부적인 감육과 균열을 도입하고 20MPa의 내압을 가한 후 재하실험을 실시하였다. 그 결과, 국부 감육 및 균열의 손상정도가 파괴모드, 최대하중, 반복회수 및 에너지흡수율에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 그리고 휨 모멘트를 이용하여 ASME의 결함 허용기준을 평가하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.151-154
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• 2011

$NO_x$ 제어 기술로는 크게 연소 전 탈질, 연소 개선 및 연소 후 탈질 기술로 구분할 수 있으며, 연소 후 탈질 기술에 속하는 SCR은 촉매를 사용하여 $NO_x$를 환원하는 대표적인 배연탈질기술이다. SCR의 $NO_x$ 저감 성능은 촉매 요인(촉매 구성물질, 형태, 공간속도 등)과 배가스의 온도, 유속 분포, 공정 운전 조건 등의 다양한 인자에 의해 좌우되는데 특히, 촉매층으로 유입되는 유동의 균일도는 가장 중요한 요소가 된다. 유동이 균일하지 않을 경우 촉매 전단에 편류가 발생하게 될 것이며 일정 촉매만 사용하게 되어 촉매 사용주기 감소 및 SCR 성능 저하를 초래할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법을 이용하여 설계 초기의 SCR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 기류 균일도 여부를 확인하고, SCR 내 유동 균일도를 최적화시키기 위한 설계를 목적으로 설치하는 가이드 베인과 배플, 다공판이 반응기 내부 유동 및 촉매층의 기류 균일도에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 그 결과, 유동 개선을 위해 인입 덕트 곡관부에 가이드 베인을 설치하여 처리가스를 적절하게 배분시키고, 반응기 상단에 3단 배플을 설치한 결과 반응기 내부 유동의 편류 개선에 매우 효과적임을 알 수 있었다. 또한 다공판을 예비 촉매층 하단부 위치에 추가로 설치함에 따라 유동을 한번 더 완충시킬 수 있어 기류 균일도가 매우 양호해짐을 알 수 있었다.

• 융합정보논문지
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• 제12권3호
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• pp.141-150
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• 2022

원형단면 U-밴드 튜브에서 층류인 나노유체(물/Al2O3)의 유동 및 열적 특성을 수치적으로 연구하였다. 이 연구에서는 U-밴드 내부유동에서 Reynolds 수와 고체 체적분율의 영향이 유동장, 열전달 및 압력강하에 미치는 영향을 연구했다. 원형곡관에 대한 이전에 발표된 실험 결과와 본 수치해석의 결과가 잘 일치함을 보여 해석방법의 타당성이 있음을 확인하였다. Reynolds 수 뿐만 아니라 나노입자의 고체 체적분율을 증가시키면 열전달계수도 증가함을 보였다. 또한 곡관에서 형성되는 2차 유동은 평균 열전달계수를 높이는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 압력강하 곡선은 나노입자 농도가 증가함에 따라 크게 증가함을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.136-141
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• 1993

진공챔버,위생튜브등 정밀한 내면을 필요로 하는 경우 표면거칠기를 향상시키기 위한 방법으로 전해가공 및 수작업을 하는 경우가 대부분인데 이는 가공비가 비씨고 다듬질 시간이 많이 걸리는 등 매우 비경제적이다. 더구나 길이가 긴 관이나 구부러진 관의 내면은 기계적으로 다듬질이 매우 어렵다. 그러나 최근에 개발된 전자기장을 이용한 자력 연마가공법은 기존의 기계적인 가공법과는 달리 실제 가공을 행하는 공구부와 ㅣㅇ를 구동하는 구동부 사이에 공극을 허용하기 때문에 이를 이용하여 회전이 불가능한 곡관의 내면다듬질을 가능하게 하였다. 지금까지 연구들은 단순히 전자석 및 전원으로 이루어진 수동가공 시스템으로서 가공공정 자체의 특성파악에 집중되어 왔으나 자력연마법의 장점중의 하나인 다듬질 공정의 자동화 가능성을 실현시키기 위해서는 공정의 제어가 필요하다. 본 연구에서는 이를 실현시키기 위한 기초연구로서 컴퓨터구동 회전자력연마가공 시스템을 개발하고 그 기본특성을 알아보기 위해 유한요소법을 이용하여 원형 요오크 및 여섯개의 자극에 대해 자력선의 분포를 알아보았다. 또한 이로부터 가공영역의 자속밀도를 계산하고 다듬질 가공을 가능케 하기위한 회전자화의 발생방법에 대해 고찰하였다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.45-52
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• 2015

Even though a lot of efforts have been devoted to evaluate welding residual stress characteristics of nuclear components, from the view point of accuracy, there are still some arguments in application of engineering estimation schemes. In this paper, three-dimensional finite element analyses (FEA) were carried out to predict residual stress distributions in butt welds of a typical surge line piping. Mesh optimization was conducted and subsequent analysis results such as the axial and hoop stress components along the weld center line and inner wall. Moreover, alternative evaluation was conducted by using three representative equations and their results were compared to those of FEA. Thereby, key parameters affecting to temperature profiles and residual stress distributions were derived as well as an optimum engineering estimation scheme was recommended.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.107-110
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• 2009

터보펌프방식 액체로켓엔진 개발의 일환으로 터보펌프 출구로부터 연소기와 가스발생기의 산화제 밸브에 이르는 액체산소 고압 배관부 기술개발모델(TDM)에 대한 기본설계를 수행하였다. 액체산소 고압 배관부는 직관, 곡관, 벨로우즈, 분기구, 오리피스, 플랜지 및 단열재로 구성되어 있다. 작동 환경, 무게, 제작성을 고려하여 소재를 선정하였다. 요구 유량과 차압 조건을 고려하여 유동해석을 통해 각 구성품의 크기와 위치를 선정하였다. 작동 온도와 최대 예상 작동 압력을 고려하여 각 구성품에 대한 기본 설계를 수행하였으며 구조해석을 통해 안전율을 평가하였다.