• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2014.04a
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• pp.216-216
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• 2014

과거 유체 유발 진동(FIV : Fluid Induced Vibration)은 배관계 설계 하중에 고려되지 않은 설계 하중이었다. 하지만, 원자력 발전소 또는 화력 발전소의 배관형상이 복잡하고 고온수가 배관 내부에서 유동하는 배관계에서 육안으로 관측이 가능한 배관진동이 발생하였다. 이에 배관 진동에 대하여 원인 분석과 배관 구조 건전성 평가에 관심을 가지게 되었다. 배관 진동은 배관 형상에 따라 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동이 하나의 원인이며, 고온수가 유동하는 배관일수록 압력 변동에 대한 배관 진동이 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동을 불규칙 수력하중이라고 한다. 본 연구에서는 배관 내부에서 난류 유동으로 발생하는 불규칙 수력하중을 유동해석을 이용하여 PSD(Power Spectral Density)로 산출하고, PSD 하중을 이용하여 불규칙 구조 응답 해석을 수행하여 배관계 응력 분포에 대하여 연구하였다. 배관 내부 난류 유동에 대한 불규칙 수력하중은 DES 난류 모델을 사용하여 시간에 대한 배관 내부 표면의 유체 속도를 유동 해석으로 산출하였으며, 유체 속도를 동압으로 계산한 후 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 PSD 하중으로 산출하였다. 그리고 불규칙 구조 응답 해석에서 배관 내부 유체 영향에 대한 진동 감쇠를 표현하기 위하여 유체 질량을 산출하고, 배관 구조 해석 모델 표면에 질량을 입력하는 방법으로 배관 고유진동수 및 불규칙 구조 응답 해석을 수행하였다.

• Nuclear industry
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• v.16 no.8 s.162
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• pp.68-77
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• 1996

한전 전력연구원은 최근 월성 원자력 1호기 주증기관 배관 설비의 안전성 및 운전 신뢰도를 크게 향상시킬 `배관진동 해석기술`을 개발하였다. 이 기술은 소음진동연구팀이 연구에 착수한지 2년만에 성공한 것으로, 10년 이상 진동 문제로 어려움을 겪고 있는 월성 원자력 1호기 주증기 배관의 유체 유동, 구조물의 동적$\cdot$정적 특성을 규명, 진동 감쇠 장치를 설치하게 됨으로써 배관의 최대 진동값이 허용 기준치 이하로 줄어들어 시스템 신뢰성 및 원전 설비의 안전성을 크게 높인 것으로 평가되고 있다. 전력연구원은 앞으로 이 기술을 월성 1호기 나머지 2개 라인 및 타 발전소에까지 적용시켜 대형 배관 구조물의 해석 기술을 선진국 수준으로 향상시킬 계획이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.215-220
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• 1996

원자력발전소의 주증기관은 증기발생기와 터빈을 연결하는 주요 계통으로서 여기서 발생하는 배관진동은 주요기기의 연결부, 밸브, 배관지지물과 건물 등에 복합적인 반복하중을 가하여 관련 지지물 및 구조물에 열화현상을 발생시켜 발전소의 안전운전에 심각한 영향을 초래할 가능성을 항상 내포하고 있다. 그럼에도 불구하고 배관진동 대책은 대부분 지지물을 추가로 설치하여 진동준위만 낮추고 있는 실정이다. 따라서 구체적인 배관진동의 예측, 측정 및 평가, 감쇠방안에 이르는 종합적이고 체계적인 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 지지물의 열화현상 및 부분적인 파손으로 진동준위가 높아진 것으로 추정되는 원자력발전소 주증기관의 진동특성 및 요인을 분석하여 진동감쇠 방안을 도출하고 검증함으로써 배관 및 주변 구조물의 건전성을 확보하고 설비의 신뢰성을 확보하고자 하였다. 이를 위하여 주증기관을 모델링하여 해석하였으며, 발전소의 기동 및 정상운전시의 진동준위를 측정하였다. 또한 발전소의 정진기간중 일부 배관계에 대한 실험적 모우드 해석을 수행하였다. 여러가지 진동감쇠 방안을 검토하여 탄성지지 및 에너지 흡수효과를 동시에 발휘할 수 있는 특수 지지물(WEAR$_{TM}$)을 설치하는 방안을 도출하였으며, 현장에 설치한 후 배관의 진동상태를 확인함으로서 효과적인 방안임을 검증하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.41 no.6
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• pp.680-690
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• 2022

Vibrations in the pipe system trigger fatigue-related issues and lead to fatal other problems caused by pipe damage. There are numerous studies to analyze and reduce the cause of pipe vibration, among which a small number of studies are being conducted on pipe vibration reduction using friction supports. The study of friction supports, however, focused only on predicting and evaluating the performance of the friction supports and seldomly considered the design perspective of the install location of the supports. Therefore, this study intends to suggest the optimization process for finding the best installation region of friction support to attenuate the vibration of entire piping system. The optimal position of the friction support is predicted only by linear analysis to guarantee optimization efficiency in the design process. The designed friction support location is verified by time domain analysis.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.43 no.1
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• pp.112-121
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• 2024

The pipping system is widely used in many industries as equipment for transporting fluids over long distances. In high-pressure pipe, as the speed of the fluid increases, a loud noise is generated. Therefore, various studies have been conducted to reduce pipe noise. In this paper, a pipe noise analysis was developed to predict and quantitatively assess the flow-induced vibration and acoustic-induced vibration due to valve flow in high-temperature and high-pressure. To do this, a high-fidelity fluid analysis technique was developed for predicting internal flow in the pipe with valve. In additional, the contribution of compressible/incompressible pressure by frequency band was evaluated using the wavenumber-frequency analysis. To predict a low/middle frequency pipe noise, the vibroacoustic analysis method was developed based on Finite Element Method (FEM). And the pipe noise prediction method for the middle/high frequency was developed based on Statistical Energy Analysis (SEA).

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2014.10a
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• pp.485-485
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• 2014

배관 가동시 여러 지점에서 가속도를 측정, 이를 이용하여 배관의 어느 부위에 stress가 많이 걸리는지 해석적으로 확인하기 위한 연구이다. 먼저, 배관 설계시 사용된 CEASER II의 정보를 기반으로 해석 모델을 만들었다. 해석 모델을 바탕으로 측정 포인트를 산정한 후, 가동 중인 배관의 가속도를 측정하였다. 측정된 가속도 data를 OMA(Operational Modal Analysis) method를 이용하여 Mode shape 및 Frequency를 추출한 후 이를 바탕으로 배관의 FE 모델을 Updating 하였다. Updating 된 배관 FE 모델에 측정된 가속도 data가 나오도록 Force를 가해 배관에 걸리는 stress를 계산하였다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.12 no.1
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• pp.47-56
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• 2018

In this paper, the structural analysis of the Geostationary Korea Multi-Purpose Satellite-2 (GEO-KOMPSAT-2) tubing system is discussed, and the structural integrity of the tubing system is assessed by comparative analysis with the results of overseas partner AIRBUS. Securing structural reliability of the tubing system is a very important key element of the propulsion system of the GEO-KOMPSAT-2 satellite. Therefore, FE modeling of the propulsion tubing was carried out directly using the CAE program, and structural analysis was performed to evaluate the stress state under launch conditions. Hoop stress, axial stress, bending stress, and torsion stress were calculated according to diverse load conditions by using pressure stress analysis, thruster alignment analysis, sine qualification load analysis, and random qualification load analysis. From the results, the Margin of Safety (MoS) of the tubing system is evaluated, and we can verify the structural integrity of the tubing system when subjected to various launch loads.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2022.10a
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• pp.303-304
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• 2022

파이프는 기계, 전자, 전기, 플랜트 등 많은 산업 분야에서 응용기기로 널리 사용되고 있으며, 소방, 화학 등 안전 관련 분야에서도 널리 사용되고 있다. 제품의 다양화에 따라 배관 분야에서도 기술의 중요성이 높아지고 있다. 특히 기존 동관을 스테인리스강으로 변경하는 경우 구조해석이나 유동 해석을 통해 안전성과 유동특성을 평가할 필요가 있다. 자체 개발한 일체형 인서트형 커넥터인 6.35 소켓 모델의 유동 안전성은 CFD 해석을 이용하여 유동유발진동(FIV)평가 과정의 4단계를 통해 진행하였다. 배관계 벽면에 작용하는 압력변동의 진폭은 3,780Pa이하의 수준으로 형성되며, 이는 냉매 배관의 운전압력이나 설계응력과 비교했을 때 매우 작은 수준의 압력으로, 난류에 의한 진동이 배관의 구조안전성에 미치는 영향은 미미한 수준인 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2000.06a
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• pp.1192-1197
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• 2000

Piping systems of the power generating stations have been generally protected by hydraulic and mechanical snubbers which can allow large displacements arising from temperature change while those can reduce or absorb stresses due to vibrations. However these snubbers require amounts of budget for maintenance or replacement because of the leakage, lubrication and finally short life cycle. Recently the snubbers consisted of wire rope have been proved to reduce vibrations of piping systems. While the wire rope snubbers are free of maintenance such as leakage and lubrication, imported price are so high. Now it is necessary to design, manufacture and certificate these wire rope snubbers.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.43 no.1
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• pp.122-130
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• 2024

Vibration of compressor in the air-conditioner outdoor unit have known to be main noise source radiated from outdoor unit. However, as the operating speed of compressor increase, the relative contribution of flow induced vibration and noise is also increase. In this paper, the numerical method was established to predict fluid-borne noise from compressor discharging pipe of air-conditioner outdoor unit. In this step, numerical result was compared to experimental one to verify numerical method. Additionally, the effects of pressure pulsation of compressor and compressor vibration into radiated noise were investigated in frequency domain. It was confirmed that the compressor vibration contributed to the low frequency band, while the pressure pulsation dose to the high frequency band.