• 해양환경안전학회지
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• 제23권1호
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• pp.104-111
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• 2017

본 연구는 원심펌프 내부 유동장 특성에 대한 시뮬레이션 및 시각화에 중점을 둔다. 3D 수치해석은 Reynolds Average Navier-stock 코드를 k-${\varepsilon}$ 표준 2차방정식 난류 모델로 처리하여 수행하였다. 시뮬레이션은 흡입측, 임펠러, 토출측 영역에서 조도로 인한 마찰 손실과 임펠러 웨어링에서 체적 손실을 포함한다. 해석과 실험사이의 성능곡선 비교결과 최대 5 %의 작은 차이를 보이며 동일한 추세를 나타냈다. 최고 효율점에서 속도 벡터는 고르게 나타났지만 비 설계점에서는 현저한 변화가 나타났고, 텅 부근의 임펠러 유로토출부에서 강력한 재순환 영역이 나타났다. 비교적 일정한 압력분포가 텅 부근임에도 불구하고 임펠러 주위에 관찰되었다. 볼류트 내에서 기하학적으로 인해 형성된 나선형 와류가 이 영역에서 유동장이 상대적으로 난류이고 불안정하다는 것을 증명하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권6호
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• pp.142-151
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• 2013

This study develops an automation system for metallic mold design that is applicable in forging non-axial symmetric parts. The metallic mold design program is used to design the metallic mold using two-dimensional axial symmetric metallic molds and to predict the stress concentration using finite element analyses. Then, the program redesigns the metallic mold using variables such as the optimal split diameter, maximum allowable inner pressure, fit tolerance, and stress distribution, which are calculated using the metallic mold design program. When the involute spur gear is forged, stress concentration occurs on the tooth root bounded at the symmetric surface. The SCM4 material is suitable for metallic molds because the stress is less than the yield strength of the insert and it acts on the tooth root regardless of the inner pressure. The metallic mold for forging non-axial symmetric parts can be designed through adjusting the magnitude of the contact pressure. The program developed in this study can be applied to metallic mold designs in involute spur gears of forging, which is an ordinary non-axial symmetric part.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1065-1072
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• 2014

본 연구에서는 양흡입 원심블로어의 성능향상을 위하여 임펠러 스플리터의 형상 최적화 연구를 수행하였다. 두 개의 스플리터 형상 설계 변수(스플리터 코드 및 피치)를 선정하여 블로어 성능 및 내부 유동장 특성을 평가하였다. 수치해석에 의한 블로어 성능은 설계유량 조건에서 실험결과와 최대 4 % 이내로 잘 일치하였다. 스플리터 형상 최적화를 통하여 설계조건에서의 블로어 효율 및 압력은 기준 블로어 보다 3.65 % 및 1.14 % 각각 향상되었다. 스플리터 최적설계로 임펠러 날개 부압면의 유동박리를 억제시켜 익간 저속 유동에 의한 압력손실을 줄임으로써 블로어 전체의 성능이 향상되었다. 익간 내부유동 균일화는 임펠러 출구속도 분포에도 영향을 주어 볼류트케이싱 출구압력도 향상되었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권4호
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• pp.28-33
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• 2023

본 연구에서는 전산유동해석을 통해 송풍기에서 공급되는 공기가 덕트 배관과 원탄 선별망을 통과하며 발생하는 유동 편향을 분석하였다. 공기 유동의 유동 편향은 송풍기 볼류트 형상과 유로의 형상 특성으로부터 대부분 발생하며, 유로 내부의 정류망이나 출구의 원탄 선별망은 강력한 압력 손실을 발생시켜 유동 편향을 감쇠하는 효과를 초래한다. 전산유동해석은 ANSYS CFX 2022 R2를 사용하였으며, 정류망과 원탄 선별망은 작은 구멍 다수가 일정하게 분포되어있는 타공판 형상이기 때문에 실제 모델링을 통한 해석은 불가능하다. 따라서 Porous Loss Model을 적용하였다. 유동 편향의 평가는 전산유동해석 결과의 원탄 선별망 Porous Loss Model의 출구 면에 대한 속도 분포를 대상으로 분석하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.56-62
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• 2019

본 논문은 규정 유량, 양정, 회전수 및 비속도가 각각 0.7 ㎥/min, 8 m, 1750 rpm, 182 m, ㎥/min, rpm인 원심펌프의 운전시 펌프의 회전수와 유량의 변화가 펌프의 운전특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 실험에 사용된 펌프는 안내깃이 없고 외주에 바로 접하여 와류실이 있는 볼류트 펌프를 회전수 1350 rpm에서 1750 rpm까지 100 rpm씩의 회전수 변화 5단계에 따른 H-Q특성, L-Q특성, 𝜂-Q특성 등의 관계와 무차원 성능 특성인 양정계수, 동력계수, 효율 등의 특성을 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 회전수의 증가에 따라 펌프 성능의 변화정도를 추정할 수 있고, 펌프의 최대효율은 1450 rpm일 때 유량 0.165 ㎥/min, 양정 4.73 m에서 약 52%, 최대 회전수인 1750 rpm일 때 유량 0.183 ㎥/min, 양정 6.72 m에서 약 50%의 효율이 나타난다. 또한 양정 대 유량의 성능 특성 곡선상에서 등효율 곡선은 펌프의 상사법칙에 따른 원점을 지나는 2차식의 곡선으로 나타나지 않고 타원형으로 변형되어 나타난다. 마지막으로 유량계수가 증가함에 따라 동력계수는 증가하고 양정계수는 감소하며, 유량계수가 0.08일 때 최대효율 52% 되는 것을 통해 유량변화가 운전특성에 미치는 영향을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.723-729
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• 2019

터보과급기는 엔진에 장착하여 연비를 개선하는 효과적인 장치로 디젤엔진과 가솔린엔진 모두에서 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 승용차용 가솔린엔진에 사용되는 트윈스크롤 터보과급기에서 발생하는 맥동유동의 질량유량을 측정하였다. 자체 설계 제작한 맥동유동장치를 사용하여 맥동이 있는 비정상상태에서 유동의 질량유량을 측정하였고, 맥동이 없는 정상상태의 질량유량과 비교 분석하였다. 맥동유동장치는 회전하는 상판과 고정된 하판을 사용하여 변하는 엔진의 배기밸브 유효면적을 반영하였다. 맥동이 있는 비정상상태 질량유량을 측정하기 위하여 차압식 압력계를이용한 오리피스 유량계를 사용하였다. 이때 기체의 온도와 절대압력을 측정하여 기체 밀도 변화를 고려하였다. 터보과급기의 저속 성능을 분석하기 위하여 압축공기를 사용하여 터보과급기 회전속도 60,000rpm에서 100,000rpm의 범위에서 측정을 수행하였다. 비정상상태의 질량유량은 정상상태와 비교하여 크게 다른 결과를 보였다. 정상상태 질량유량 계수는 터빈 팽창비가 증가함에서 따라 증가하지만, 비정상상태 질량유량 계수는 정상상태 값 주변의 히스테리시스 루프를 형성하며 변화량은 정상유동 기준 최대 5.0배이다. 이것은 맥동유동에 의하여 터빈 볼류트 공간에서 충진과 방출이 일어나기 때문이다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
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• pp.21-29
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• 2005

30 MW의 연구용 원자로인 하나로는 1995년 2월 초임계에 도달한 이후, 정상적으로 가동하고 있다. 가동 후 약 10년이 경과하여 1차 냉각펌프를 분해 점검하기 위해 펌프에 대한 화학제염이 2004년에 수행되었다. 제염을 수행하기 이전에 4개의 point를 설정하여 방사선량율 및 표면오염도를 측정하였고, 최종제염이 수행된 이후 같은 point에 대하여 방사선량율 및 표면오염도를 재측정 하였다. 펌프 외부는 노출되어 있어 쉽게 제염할 수 있으나 케이싱 내부에는 2중 볼류트가 있어 접근이 용이하지 않았다. 이를 제염하기 위하여 제염장치를 개발하였다. 이 장치는 일정 농도의 제염제 (DX-300)를 케이싱 내부에 담아 밀폐시킨 후 펌프의 임펠러를 저속으로 회전함으로서 제염제가 순환된다. 제염제의 유화작용에 의해 표면의 입자성 방사선 물질이 이완되고, 화학 작용에 의해 부식력과 용해성으로 표면 오염이 제거된다. 이 장치를 이용하여 하나로 1차 냉각펌프의 케이싱 내부를 제염하였다. 그 결과 1차 냉각펌프의 케이싱 내부는 반출허용표면오염도 이하로 낮출 수 있어 성공적으로 제염할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1005-1011
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• 2016

기어소음의 근본적인 원인은 전달오차로 인해 발생하게 된다. 전달오차는 기어가 맞물릴 때 발생하는데 크게 정적전달오차와 동적전달오차가 있다. 이러한 오차들은 기어 이빨의 처짐 또는 치면 마찰에 의해 발생하고 이 요인들이 원인이 되어 기어 시스템에 진동이 발생하게 된다. 그리고 이 진동이 기어의 축으로 이동하게 되어 축을 떠받치고 있는 베어링에 전달되고 베어링에 전달된 가진은 최종적으로 기어의 케이싱으로 이동하게 되어 소음을 방출하게 된다. 본 논문에서는 이러한 전달오차에 의해 발생하는 최대 굽힘응력을 가지는 롤각을 찾기 위한 응력해석을 수행되었다. 본 논문에서는 이론적 바탕으로 설계되어 인볼류트 곡선을 가진 기어와 수정된 치형을 가진 기어의 전달오차에 대한 해석을 진행하였다. 또한, 급작스러운 작동이나 큰 백래쉬로 인해 발생하는 충격강도에 대한 영향을 알아보기 위해 유한요소해석을 통해 각각 정적 최대굽힘응력과 동적 최대굽힘응력의 결과를 이용하여 충격인자 값을 예측해 보았다.