• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.32 no.8
• /
• pp.91-100
• /
• 2004

A Green's function approach is adopted for analyzing the thermoelastic deformations and stresses of a plate made of functionally graded materials(FGMs). The solution to the 3-dimensional unsteady temperature is obtained by using the laminate theory. The fundamental equations for thermoelastic problems are derived in terms of out-plane deformation and in-plane force, separately. The thermoelastic deformation and the stress distributions due to the bending and in-plane forces are analyzed by using a Green's function based on the Galerkin method. The eigenfunctions of the Galerkin Green's function for the thermoelastic deformation and the stress distributions are approximated in terms of a series of admissible functions that satisfy the homogeneous boundary conditions of the rectangular plate. Numerical analysis for a simply supported plate is carried out and effects of material properties on unsteady thermoclastic behaviors are discussed.

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

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.150-150
• /
• 2017

기후변화로 인하여 극한 홍수와 극한 가뭄 발생이 증가할 것으로 전망하고 있어 이에 대한 위험이 대두되고 있는 실정이다. 홍수 및 가뭄 수문시계열의 빈도해석시에 일반적으로 활용되는 정상성 빈도해석기법은 수문자료의 정상성을 기반으로 한 빈도해석이 대부분이기 때문에 기후변화 및 수문자료의 비정상성을 반영한 새로운 빈도해석 기법이 요구되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 5개의 대표 관측지점(서울, 포항, 추풍령, 여수, 광주)를 선별하고 1976년부터 2015년까지 일강우자료를 활용하여 기상학적 가뭄지수인 SPI(Standardized Precipitation Index)를 산정하였다. 산정한 SPI의 경향성을 Mann-Kendall 분석을 하였으며, 정상성 및 비정상성 빈도해석을 위하여 최적확률분포로 선정된 GEV 분포 적용하였다. 본 연구에서는 가뭄빈도해석을 위하여 SPI를 입력자료로 활용하였으며, 산정된 SPI의 비정상성을 반영한 비정상성 빈도해석의 경우 Bayesian 모형을 기반으로 한 MCMC(Markov Chain Monte Carlo) 모의를 이용하여 극치분포의 사후분포 매개변수를 추정하였다. 추정 값을 바탕으로 하여 가뭄의 관측소별 빈도해석을 실시하였고 재현기간별-지속기간별 가뭄심도를 추정하여 관측소별 가뭄심도-지속기간-빈도(SDF,Severity-Duration-Frequency) 곡선을 유도하였다. 본 연구를 통하여 정상성과 비정상성 빈도해석 결과의 비교연구를 수행하였으며 기후변화에 따른 비정상 시계열로 구성된 가뭄빈도해석에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 1998.04a
• /
• pp.29-29
• /
• 1998

고체 추진제 연소불안정에 관한 해석은 준-정상 1차원 해석인 QSHOD(Quasi-Steady Homogcneous One-Dimension)에 의하여 단순화된 지배방정식을 이용하여 응축영역을 해석하는 것이 일반적이다. 이때 외부교란에 대한 기체영역과 표면반응 영역의 응답은 화학반응이 발생하지 않는 고체영역의 응답에 비하여 매우 빠르므로 준-정상적인 거동을 한다. 본 연구에서는 복사열전달에 의한 열속(heat flux)이 고체 추진제의 표면에 존재하며 이 중의 일부가 고체영역에서 흡수될 때 표면에서의 선형교란을 고려한 ZN(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 이용하여 연소불안정 현상을 이론적으로 해석하여 연소불안정 현상을 설명할 수 있는 연소 응답함수를 구하였다. 본 연구에서 얻어진 응답함수를 해석함으로써, Zebrowski등$^{(5)}$ 에 의하여 얻어진 복사열 교란에 대한 응답함수가 과소 평가된 응답특성을 나타내고 있음을 알았다. 또한 응답함수의 고유불안정성을 판별하는 민감계수 r과 k의 영역의 해석으로부터 SOn등$^{(6)}$ 에 의하여 밝혀진 안정 경계선의 안정한 영역보다 본 연구에서 구한 안정 경계영역이 줄어드는 경향을 보여주고 있다. 이것은 (6)에서 과소 평가된 복사열전달의 영향을 수정한 결과 때문이다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.30 no.6
• /
• pp.495-500
• /
• 2017

In the boundary layer of supersonic or hypersonic vehicles, there is the conversion from kinetic energy to thermal energy, called aerodynamic heating. Aerodynamic heating has to be considered to design supersonic vehicles, because it induces severe heat flux to surface. Transient heat transfer analysis with CFD is used to predict thermal response of vehicles, however transient heat transfer analysis needs excessive computing powers. Loosely coupled method is widely used for evaluating thermal response, however it needs to be revised for overestimated heat flux. In this research, quasi-transient method, which is combined loosely coupled method and conjugate heat transfer analysis, is proposed for evaluating thermal response with efficiency and reliability. Defining reference time of splitting flight scenario for transient simulation is important on accuracy of quasi-transient method, however there is no algorithm to determine. Therefore the research suggests the algorithm with various flow conditions to define reference time. Supersonic flow field of blunt body with constant acceleration is calculated to evaluate quasi-transient method. Temperature difference between transient and quasi-transient method is about 11.4%, and calculation time reduces 28 times for using quasi-transient method.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.159-168
• /
• 1997

본 연구는 Moss형 LNG선박의 방열구조에서 LNG탱크에 침입하는 열량과 선체의 온도분포를 예측하고, 운항 중 LNG탱크를 Cooling down(예냉)하는 경우 발생하는 비정상상태에서 LNG탱크에 발생하는 국부적인 열응력을 검토할 수 있는 비정상 온도분포해석과 LNG증발량을 검토하였다. 특히 운항 중인 선박을 대상으로 일반적인 수치계산시에 필요한 각종 입력절차를 간소화 하고 경계조건 선정시에 비 전문가도 쉽게 이용할 수 있는 전산프로그램을 개발하였다. Moss형 LNG탱크의 예냉작업에 필요한 최적의 냉매량과 예냉조건을 비정상상태에서 해석한 것은 설계자 및 선박 운항자에게 유용하게 이용될 것이다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.16 no.5
• /
• pp.37-46
• /
• 2012

The calculation model for heat transfer analysis of rocket engine combustion chamber considering film-cooling has been established. Convective, radiative heat transfers and film-cooling effect in combustion chamber were evaluated using empirical equations especially for rocket engine combustors, and for heat transfer outward from chamber wall general convective and radiative equations were applied. Structural grid has been generated inside chamber wall for FVM calculations, and transient thermal analyses were carried out by time-marching techniques. LOx/kerosene rocket engine with chamber pressure of 50 bar has been analysed, and it is shown that, in that case, the film-cooling less than 4% remarkably contributes to reduce wall temperature, but the effect of the effect of film-cooling more than about 4% is not significantly increased.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2000.11a
• /
• pp.22-22
• /
• 2000

고체 추진제에서 연소실 압력이 급격히 변하는 비정상 상태에서의 연소 특성은 정상 상태와 다른 경향을 보인다. 고체 추진 시스템에서 안정적이고 필요한 성능을 얻기 위해서는 이러한 비정상 상태에서 일어나는 현상에 대한 예측이 필요하다. 고체 추진제에서 비정상 연소는 크게 두 가지 경우에 나타나게 된다. 그 중 하나는 소염을 위하여 연소실내 압력강하가 일어나는 경우이며, 다른 하나는 점화 후 압력이 상승하는 경우이다. 급격한 압력 강하로 인한 고체 추진제의 소염에 대하여 그 동안 많은 연구들이 진행되었다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.14 no.5
• /
• pp.1254-1263
• /
• 1990

The temperature distribution and heat flux of the inner cylinder wall of a 4-cycle turbocharged gasoline engine were calculated by a 2-dimensional coordinate transformation. Boundary conditions of the inner wall of the cylinder were taken from the results of diagnostic engine simulations. Results show that the ununiformity of inner wall temperature of the cylinder black can be reduced by a proper choice of the thickness of fin and the distance between two cylinder blocks.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.12 no.4
• /
• pp.33-41
• /
• 2008

The prelaunch thermal transients in the cryogenic oxidizer tank of liquid propulsion rocket subjected to uniform heat flux from outside are numerically analyzed through thermodynamic equations and heat and mass transfer relations. The prelaunch stage is assumed to be composed of five idealized sub-stages including pressurization process by helium gas injection. The Peng-Robinson equation of state is utilized in the lumped analysis of ullage gas. The liquid region is divided into a number of horizontal layers of uniform properties to account for the thermal stratification. The computational result for the typical case shows that the temperature rise of liquid oxidizer is less than 1K and the adsorbed helium into the liquid is approximately 10g.