• Title/Summary/Keyword: 내부경계조건

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Development of the coating materials consisting of Zr-Al-Cu for nano structured coating and investigation of their friction behavior (Zr-Al-Cu계 나노구조 코팅재 설계개발 및 윤활마찰거동 조사)

  • Sin, Seung-Yong;Mun, Gyeong-Il;Seon, Ju-Hyeon
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2014.11a
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    • pp.17-18
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    • 2014
  • 최근 자동차 성능 및 연비향상을 위해서 엔진의 고출력화 및 소형화 경향이 뚜렷해지고 있으며, 이로 인해 엔진내부의 부품이 받는 환경은 더욱 가혹해 지고 있다. 즉, 자동차 엔진 구동부품은 금속간의 접촉가능성이 매우 높은 경계윤활조건에 놓이게 되며, 또한 배기가스 규제로 인한 첨가제를 최소화 하려는 경향에 따라 경계윤활 환경에서 더욱 심한 마모문제에 직면할 것으로 예상되어 내구성 및 내마모성이 높은 코팅기술에 대한 요구가 더욱 증가하고 있다. 본 연구에서는 Zr기지의 비정질 형성능을 갖는 합금계를 이용하여 아르곤 및 질소분위기에서 스퍼터링 함으로써 고경도의 ZrN상과 엔진오일과 반응하여 저마찰 트라이보 필름을 형성시킬 수 있는 금소계 원소가 Tissue phase로 존재하는 질화물 나노박막합성기술을 개발한 후 자동차 구동부품인 벨브트레인계 및 피스톤링/라이너 부품에 적용하여 마찰특성을 평가하였다.

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An Experimental Study of Improving Fire Performance with Steel-fibers for Internally Anchored Square Composite Columns (내화성능 개선을 위한 강섬유 보강 내부 앵커형 각형강관 합성기둥의 실험연구)

  • Kim, Sun Hee;Yom, Kong Soo;Kim, Yong Hwan;Choi, Sung Mo
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.26 no.6
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    • pp.499-509
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    • 2014
  • This study focuses on mixing steel fiber in the concrete to improve the ductility and toughness of the columns. The purpose of the study is to evaluate the load capacity and deformation capacity associated with the amount of steel fiber and loading condition and to analyze the interplay between the steel fiber reinforced concrete and the welding built-up square tube in terms of structure and fire resistance performance. Reinforcement of concrete with steel fiber(Vf=0.375%), when cross-section shape and boundary condition (load ratio) remained unchanged, improved fire resistance performance by 1.1~1.3 times. It is deemed that the area resisting thermal load increased and fire resistance performance was improved since the concrete reinforced with steel fiber restrained cracking. In addition, the fact that the cross-sections of the concrete were barely damaged indicates that load share capacity was greatly improved.

Measuring Convective Heat Transfer Coefficient of Nanofluids Considering Effect of Film Temperature Change over Heated Fine Wire (막온도 변화를 고려한 가는 열선주위 나노유체의 대류열전달계수 측정 실험)

  • Lee, Shinpyo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.37 no.8
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    • pp.725-732
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    • 2013
  • This study examined the convective heat transfer characteristics of nanofluids flowing over a heated fine wire. Convective heat transfer coefficients were measured for four different nano-engine-oil samples under three different temperature boundary conditions, i.e., both or either variation of wire and fluid temperature and constant film temperature. Experimental investigations that the increase in the convective heat transfer coefficients of nanofluids in the internal pipe flow often exceeded the increase in thermal conductivity were recently published; however, the current study did not confirm these results. Analyzing the behavior of the convective heat transfer coefficient under various temperature conditions was a useful tool to explain the relation between the thermal conductivity and the boundary layer thickness of nanofluids.

Creep Behavior of a PZT Wafer Under Tensile Stress: Experiments and Modeling (인장하중을 받을 때 PZT 웨이퍼의 크립 거동: 실험과 모델링)

  • Kim, Sang-Joo;Lee, Chang-Hoan
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.34 no.1
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    • pp.61-65
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    • 2010
  • A commercially available soft PZT wafer that is poled in thickness direction is subjected to longitudinal tensile stress loading in both short and open-circuit conditions. Variations of electric displacement in thickness direction and in-plane strains are measured over time during the loading. Different material responses in the two electrical boundary conditions are explained by the effects of piezoelectrically produced internal electric field on linear material moduli and domain switching mechanisms. Finally, a free energy model of normal distribution is introduced to explain the observed creep behavior, and its predictions are compared with experimental observations.

Transition Prediction of compressible Axi-symmetric Boundary Layer on Sharp Cone by using Linear Stability Theory (선형 안정성 이론을 이용한 압축성 축 대칭 원뿔 경계층의 천이지점 예측)

  • Park, Dong-Hoon;Park, Seung-O
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.36 no.5
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    • pp.407-419
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    • 2008
  • In this study, the transition Reynolds number of compressible axi-symmetric sharp cone boundary layer is predicted by using a linear stability theory and the -method. The compressible linear stability equation for sharp cone boundary layer was derived from the governing equations on the body-intrinsic axi-symmetric coordinate system. The numerical analysis code for the stability equation was developed based on a second-order accurate finite-difference method. Stability characteristics and amplification rate of two-dimensional second mode disturbance for the sharp cone boundary layer were calculated from the analysis code and the numerical code was validated by comparing the results with experimental data. Transition prediction was performed by application of the -method with N=10. From comparison with wind tunnel experiments and flight tests data, capability of the transition prediction of this study is confirmed for the sharp cone boundary layers which have an edge Mach number between 4 and 8. In addition, effect of wall cooling on the stability of disturbance in the boundary layer and transition position is investigated.

Unsteady Flow Analysis in the Youngsan River Using Explicit and Implicit Finite Difference Methods (양해법과 음해법을 이용한 영산강에서의 부정류해석)

  • Choi, Sung-Uk;Yeo, Woon-Kwang;Choo, Cheol;Kim, Chang-Wan;O, Yu-Chang
    • Water for future
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    • v.24 no.4
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    • pp.49-58
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    • 1991
  • Flood routing in the Youngsan River was performed for the flood event of July, 1989 by two finite difference methods. The Saint Venant eq., a kind of hyperbolic partial differential equation is employed as governing equation and the explicit scheme (Leap Frog) and implicit scheme (Preissmann) are used to discretize the GE. As for the external boundary conditions, discharge and tidal elevation are upstream and downstream BC, respectively and estuary dam is included in internal BC. Lateral inflows and upstream discharges are the hourly results from storage function method, At Naju station, a Relatively upstream points in this river, the outputs are interpreted as good ones by comparing two numerical results of FDMs with the observed data and the calibrated results by storage function method. and two computational results are compared at the other sites, from middle stream and downstream points, and thus are considered reliable. Therefore, we can conclude from this research that these numerical models are adaptable in simulating and forecasting the flood in natural channels in Korea as well as existing hydrologic models. And the study about optimal gate control at the flood time is expected as further study using these models.

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Geometric Nonlinear F.E. Analysis of Plane Frames Including Effects of the Internal Hinge (내부(內部)힌지효과(效果)를 고려(考慮)한 평면(平面) 뼈대구조(構造)의 기하학적(幾何學的)인 비선형(非線型) 유한요소해석(有限要素解析))

  • Kim, Moon Young
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.14 no.1
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    • pp.93-103
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    • 1994
  • Two beam/column elements are developed in order to analyze the geometric nonlinear plane irames including the effects of internal hinge and transverse shear deformation. In the case of the first element (finite segment method), tangent stiffness matrix is derived by directly integrating the equilibrium equations whereas in the case of the second element (finite element method) elastic and goemetric stiffness matrices are calculated by using the hermitian polynomials including the effects of internal hinge and shear deformation as the shape function. Numerical results are presented for the selected test problems which demonstrate that both elements represent reliable and highly accurate tools.

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Study on Thermal Insulation Design and Heat Flow Analysis of Spacecraft Shipping Container (위성 운송용 컨테이너의 단열 설계와 열 유동 해석에 관한 연구)

  • Park, Sang-Rae;Lee, Choon-Woo;Kim, Jin-Taek
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.14 no.1
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    • pp.8-15
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    • 2020
  • In this paper, we propose a container wall and its boundary layer insulation design method that can maintain the temperature inside the spacecraft shipping container constantly under the condition that the heat or the external temperature changes severely to safely transport the satellite to the launch site. We will examine if the temperature inside the satellite shipping container is kept constant through the heat flow analysis and the satellite heat transfer analysis for the external environment of the satellite shipping container. Through the flow analysis inside the container, the flow distribution around the satellite in the container is analyzed, and the auxiliary fan, air conditioning system and special grill guide structure design for improving and optimizing heat flow performance are proposed.

Study on Sediments' Release for Water Characteristics in Agricultural Reservoirs (농업용저수지의 수질 특성에 따른 퇴적물의 용출 영향 연구)

  • Lee, Jin Kyung;Choi, Sun Hwa;Lee, Seung Heon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.499-499
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    • 2016
  • 본 연구는 오염된 농업용 저수지에 대하여 수층에 따른 수질 변화 특성을 조사하고, 저수지 저부의 퇴적물에 대한 용출 실험을 통해 수층별 수질 특성이 퇴적물의 용출에 미치는 영향을 분석하고자 수행되었다. 연구 대상 저수지의 선정은 설치년도 1960년대를 기준으로 이전과 이후로 분류하였으며, 주요 오염원을 축산계와 생활계 오염원으로 분류하여 각 다른 특성을 가진 저수지를 선정하여 조사하였다. 내부 오염 부하량이 수체에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시한 용출량 실험 결과, 호기 조건에서 축산계오염원 저수지의 T-P가 미미하게 용출이 일어난 것을 제외하고는 생활계, 축산계오염원 저수지에서 용출이 일어나지 않았다. 반면에 혐기 조건의 경우에는 생활계오염원 보다는 축산계오염원 저수지에서, 1960년대 이후 설치된 저수지에서 보다는 1960년대 이전에 설치된 저수지에서 용출이 크게 일어나는 것으로 조사 되었다. 혐기 조건에서 T-N의 경우 생활계오염원과 1960년대 이후 설치된 저수지에서는 용출이 일어나지 않았으나, 그 외의 항목에서는 모두 용출이 일어나는 것으로 분석되었다. 특히 혐기조건에서는 모든 연구대상 저수지에서 T-P의 용출이 크게 일어나는 것으로 조사되었는데, 이는 부영양화의 주요 영향인자로 작용할 수 있으므로 저수지 저부의 혐기조건이 형성되는 것을 제어?관리해야 할 필요성이 있다고 하겠다. 연구 저수지에 대한 현장 조사 결과, 가뭄의 영향으로 수위가 평년에 비해 상당히 낮았으며, 저수량의 부족으로 저수지 주변의 바닥이 드러나거나 유출이 없는 등의 특징을 보였다. 수심이 낮은 5~7월의 조사 시기에는 표층의 DO 농도가 높음에도 저층부의 DO 농도는 1.2~2.2 mg/L를 나타내 약혐기조건이 형성됨을 확인하였다. 또한 현장측정기(HYDROLAB_Quanta)를 이용한 DO측정시, 저층부 퇴적물의 재부유를 막기 위해 저층경계면에서 30~50cm 윗부분을 측정했다는 점에서 저층부 바닥면의 DO 농도가 더 낮을 수 있다고 추정할 수 있다. 이는 이 시기에 퇴적층에 존재하는 오염물질의 용출이 충분히 일어날 수 있으며, 이후 8~11월에 수계 내 환란 및 순환에 의해 오염물질이 수중으로 이동하게 되고, 수질을 악화시키는 원인으로 작용할 수 있음을 추론할 수 있다. 이와 같이 퇴적되어 있던 오염물질이 계속적으로 용출 및 순환을 해마다 반복한다면 해당 저수지는 장기간 수질 오염 저수지가 될 수밖에 없을 것이다. 따라서 이러한 내부오염부하가 크다고 판단되는 저수지에 대하여 오염퇴적물의 관리가 필요하다고 하겠다.

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An Evaluation on Water Quality Variations according to Weir Operation using Multi-dimensional Public Domain Models (다차원 수리·수질모형을 통한 하천의 이상상황 대응 모의)

  • Kim, Sung Hoon;Lee, Sang-Wook;Kim, Yeon-su;Noh, Joonwoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.102-102
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    • 2017
  • 갈수시 하천의 수질문제는 다양한 요인에 의해 발생하고 제어된다. 수질 그 자체는 상류나 지류의 점오염원과 비점오염원의 증가 또는 예상치 못한 추가적인 오염원의 유출에 직접 영향을 받으며, 조류 등의 발생도 영향인자인 수온 및 일사량 또는 바람에 의존적이다. 최근 수년간은 특히 빈번한 가뭄조건의 발생으로 인하여 갈수기의 강우 및 유출량이 저조하여 상대적으로 하천의 조류발생이 다수 발견되고 보고된 바 있다. 이와 같은 수질의 이상상태를 일시적으로라도 제어하기 위한 방편으로 유량의 증가, 인위적인 하천 수위의 변동 및 유속 변동 등이 고려될 수 있으며, 이를 위해서는 상류의 댐과 하천의 다기능보 등의 조절을 탄력적으로 수행하여야 한다. 이와 같은 시설물 운영효과는 수질문제의 원인을 근본적으로 해결하는 것은 아니지만, 이의 일시적인 효과를 극대화하기 위해서는 기존의 수리 수질 모델링이 이상 수질 발생시의 방제 및 사후분석 등을 중심으로 이루어진 부분을 넘어서, 사전 설정된 조건에 의한 예측모의와 가이드라인의 연계방식이 효과적일 것이다. 본 연구는 수질 이상이 빈번히 발생되었던 낙동강의 칠곡 하류 하천을 중심으로 2차원 CE-QUAL-W2 모형과 EFDC모형을 병행 모의하여 다기능보 인근의 표층과 저층의 수온(밀도) 성층화 및 이의 해소와 관련된 수리모의 및 수질인자에 대한 영향을 분석하였다. 수리모형 구축의 적정성은 현장의 실측 수온과 모의결과 비교를 통해 확인하였으며, 구축된 수리 수질 모델을 이용하여 추가방류량 3~23백만$m^3$ 규모에서 발생하는 수리적인 수층혼합 현상과 일시적으로 저감가능한 수질개선 효과가 의미있는 수준으로 나타날 수 있음을 예측하였다. 또한, 다기능보의 수문방류 모의시에 개방조건을 0.3~3.5m로 달리하여 방류기간 중 총방류량이 유사하더라도 최대방류량 또는 유속이 충분치 않은 경우에는 혼합효과가 급격히 감소함을 알 수 있었다. 연구에서 밝혀진 조건들을 향후 보다 효과적으로 수치모의하기 위한 방안으로서 EFDC모형의 내부경계조건을 다기능보의 문비조건(RSG, Lift 등)에 맞게 조정하는 방법을 제안하고 그 적용성을 검토한 뒤 모형을 부분 수정하여 제시하였다.

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