• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.13-13
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• 1999

본 논문에서는 해석영역의 형상변화, 즉 로켓노즐 내열재의 삭마로 인해 야기된 경계 면의 이동을 고려하면서 2차원 비정상 비등방성 재료의 열전달 문제를 해석할 수 있는 수치해석에 대해 기술하였다. 수치해석 알고리즘은 유한요소법이며 열해석시 경계면 이동으로 인한 격자계의 절점 좌표점이 계산과정 동안에 이동하는 변형 가능한 유한요소격자(transformable finite-element grid)를 사용하였다. 본 수치해석기법의 타당성 입증을 위해 극심한 열하중이 부여된 조건하에서 엄밀해가 존재하는 비정상 축대칭문제 및 고체로켓 노즐내열재에 대해 열해석을 수행하였으며, 그 결과 수치해는 엄밀해 또는 실험치와 잘 일치함을 보이었다. 여러 가지 복합재로 구성된 내삽노즐 또는 외삽노즐에 대해서도 안정된 수치해를 얻을 수 있었다. 아울러 노즐목삽입재로 탄소-탄소 복합재를 적용한 고체추진기관 내삽노즐을 해석모델로 택하여 열전달 해석을 수행하고 해석결과를 분석하였다. 노즐의 표면산화반응에 대한 열반응상수, 즉 Arrhenius 형태로 표시된 식에서 pre-exponential factor 및 activation energy 변화가 탄소-탄소 복합재 및 탄소-페놀릭 복합재의 삭마량에 미치는 영향에 대해서 고찰하였다.

• Composites Research
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• v.30 no.6
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• pp.410-415
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• 2017

This paper predicted deformation due to thermal residual stress in composites using finite element analysis. Temperature cycle, Model shape, Laminate angle, Stacking sequence, chemical shrinkage of resin, and thermal expansion are affect composite deformation. Compare the results of the analytical model with the actual model of the same shape. This paper suggests that the analytical results can be applied to actual Model.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11b
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• pp.684-687
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• 2010

본 논문은 복합사이클 발전플랜트의 폐열회수 보일러 최적운전 및 최적설계에 대한 새로운 접근 방법을 도출하기 위해 폐열회수 보일러에서 발생되는 증기로 증기터빈을 구동하는 하부사이클 효율을 검토하였다. 열역학 제1법칙 해석을 통해 하부사이클 에너지 평형을 검토하였고, 열역학 제2법칙을 통해 엑서지 평형을 검토하였다. 하부사이클 효율이 최대가 되는 폐열회수 보일러를 설계하기 위해서는 열역학 제1법칙을 해석할 경우 하부사이클 전체를 해석하여야 함을 알 수 있다. 하지만, 열역학 제2법칙을 통한 엑서지 해석을 행할 경우 하부사이클 효율이 최대가 되는 증발온도와 폐여회수 보일러에서 소모되는 엑서지가 최소가 되는 점이 일치함을 알 수 있었다. 따라서 본 논문을 통해 폐열회수 보일러에서 소모되는 엑서지 해석을 통해 하부사이클 효율이 최대가 되는 폐열회수 보일러 최적화가 가능함을 알 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.1
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• pp.56-64
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• 2002

Thermally induced vibration response of composite thin-walled beams is investigated in this paper. The flexible spacecraft appendages modeled as thin-walled beam incorporates a number of nonclassical effects of transverse shear, primary and secondary warping, rotary inertia and anisotropy of constitute materials. Thermally induced vibration responds characteristics of a composite thin walled beam exhibiting the circumferantially uniform system(CUS) configuration are exploited in connection with the structural flapwise bending lagwise bending coupling resulting from directioal properties of fiber reinforced composite materials and ply stacking sequence. A coupled thermal structure gradient is investigated.

• Journal of KIISE
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• v.44 no.4
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• pp.411-416
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• 2017

The spectral radiance received by an infrared (IR) sensor is mainly influenced by the surface temperature of the target itself. Therefore, the precise temperature prediction is important for generating an IR target image. In this paper, we implement the combined three-dimensional surface temperature prediction module against target attitudes, environments and properties of a material for generating a realistic IR signal. In order to verify the calculated surface temperature, we are using the well-known IR signature analysis software, OKTAL-SE and compare the result with that. In addition, IR signal modeling is performed using the result of the surface temperature through coupling with OKTAL-SE.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.1
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• pp.11-19
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• 2001

기능경사재(FGM)는 구성 물질의 체적분율(volume fraction)이 복합재 전체에 걸쳐 연속적 그리고 기능적으로 분포되어 있어, 기존의 이종물질 접합식(bi-material-type) 복합재보다 현저히 우수한 열기계적 특성을 가진다. 하지만, 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 거동은 체적분율의 분포형태와 경사층이 차지하는 상대두께비에 따라 절대적으로 좌우된다. 본 연구는 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성의 이들 두 설계인자에 대한 파라메트릭 FEM해석을 다룬 것이다. 열-탄소성 이론과 유한요소 근사화에 따라 연구용 2차원 FEM 프로그램을 개발하고, 대표적인 3층 구조의 2차원 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성을 설계변수의 다양한 조합에 따라 분석하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.47 no.6
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• pp.414-421
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• 2019

In this paper, thermomechanical coupled analysis of carbon/phenolic composites structures in reentry environment was performed. The interface of thermomechanical coupled analysis was constructed using commercial software. The governing equations of temperature and displacement fields were considered to simulate change of physical behavior due to pyrolysis and ablation effects. The results of thermomechanical coupled analysis were compared with the results of ablation test using arc-heated wind tunnel. Also, the structural stability of reentry capsule was analyzed using the analysis interface. The excellent ablation characteristics and thermal protection effects of the carbon/phenolic composites were confirmed and the constructed analysis interface can be effectively used to perform thermal protection system design.

• Composites Research
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• v.36 no.2
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• pp.117-125
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• 2023

This paper proposes a new finite element formulation based on enhanced first-order shear deformation theory including the transverse normal strain effect via the mixed formulation (EFSDTM-TN) for the effective thermo-mechanical analysis of laminated composite structures. The main objective of the EFSDTM-TN is to provide an accurate and efficient solution in describing the thermo-mechanical behavior of laminated composite structures by systematically establishing the relationship between two independent fields (displacement and transverse stress fields) via the mixed formulation. Another key feature is to consider the thermal strain effect without additional unknown variables by introducing a refined transverse displacement field. In the finite element formulation, an eight-node isoparametric plate element is newly developed to implement the advantage of the EFSDTM-TN. Numerical solutions for the thermo-mechanical behavior of laminated composite structures are compared with those available in the open literature to demonstrate the numerical performance of the proposed finite element model.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.41 no.8
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• pp.597-604
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• 2013

A coupled thermomechanical analysis of composite structures in pyrolysis and ablation environments is performed. The pyrolysis and ablation models include the effects of mass loss, pore gas diffusion, endothermic reaction energy, surface recession, etc. The thermal and structural analysis interface is based upon a staggered coupling algorithm by using a commercial finite element code. The characteristics of the proposed method are investigated through numerical experiments with carbon/phenolic composites. The numerical studies are carried out to examine the surface recession rate by chemical and mechanical ablation. In addition, the effects of shrinkage or intumescence during the pyrolysis process are shown.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.7 no.4
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• pp.477-482
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• 1983

섬광법의 응용범위를 증대하기 위하여 시편 저, 후면에서 복사와 대류 열손실이 있고, 전면에 임 의 열원이 가해지는 3층 복합재료의 열확산 방정식을 Green 함수를 도입하여 해석하였다. 본 해 석결과는 고체 재료를 1층 재료로 표면처리를 실시한 얇은 층 또는 코오팅 재료를 2층재료로, 용 기내에 들어있는 액체나 기체를 3층 재료로 하여 저온으로부터 고온에 이르기까지 광범위한 온 도에 걸쳐 열확산 계수를 구하는데 응용될 수 있다.