• 대한기계학회논문집B
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• 제41권5호
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• pp.311-320
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• 2017

액체가 부분적으로 채워져 있는 용기를 고속으로 이송시키면 슬로싱이 발생하므로 신속한 이송 및 조정 안정성을 위해 슬로싱을 억제할 필요가 있다. 본 연구에서는 사각용기를 수평방향으로 이송시킬 때 삼각형 속도 프로파일의 가속도 크기와 가감속 시간이 슬로싱에 미치는 영향을 수치해석적으로 연구하였다. 선행연구에서는 슬로싱의 1차 모드만을 고려하여 용기의 가감속 시간이 1차 고유 주기와 일치할 때 슬로싱이 상당히 억제됨을 보고한 바 있다. 반면 본 연구에서는 CFD 해석을 통해 슬로싱이 최소가 되는 가감속 시간을 찾고, 1차 모드 이외에 고차 모드를 함께 고려하여 이를 설명하였다. 또한, 질량과 스프링에 기반한 등가 모델을 이용한 해석을 수행하고 CFD 결과와 비교함으로써, 등가 모델의 정확성을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.619-628
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• 2002

본 논문은 배플을 설치한 수평으로 놓인 원통형 탱크내 슬로싱 고유진동에 대한 유한요소 해석을 다룬다. 지배방정식으로 포텐셜 이론을 기반으로 한 라플라스 방정식을 적용한다. 이 문제를 선형의 등매개 요소를 적용한 유한요소법을 이용해 해석한다. 탱크와 배플은 강체로 가정하였으며, 배플의 효과 구현은 배플의 설치 위치에 절점을 두 개로 분리함으로써 얻을 수 있다. 고유주파수와 고유모드의 추출을 위하여 Lanczos 변환법 및 Jacobi 반복법을 도입하였다. 종진동과 횡진동 모드에 대한 수치 해석결과가 참고 문헌과 비교해 볼 때 잘 일치함을 알 수 있었다. 또한 유체 높이, 배플 개수, 내공 크기, 배플 위치 등의 파라메트릭 해석을 통하여 슬로싱 특성 및 링형 배플의 영향을 고찰하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1087-1090
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• 2003

In this study, experimental procedures were suggested to investigate the sloshing behavior of a liquid storage tank subjected to inevitably external vibrating conditions. For this purpose. liquid storage tank with rectangular cross section was made of an acrylic resin for the visualization of liquid fluctuation. A specially designed vibrator was used to provide a specified vibrating condition to the liquid storage tank. Extrapolation technique was applied to determine sloshing natural frequency by using various sloshing frequencies at each vibrating displacement and liquid contents at a fixed vibrating frequency. Sloshing mode was also determined from continuous images or liquid fluctuation captured from a video camera. In addition, change in the height of the liquid free surface was measured by using a floating target and a laser displacement sensor. It is found that the suggested method can be applicable to identify the sloshing behavior of liquid storage tank with rectangular cross section.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권5호
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• pp.313-319
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• 2016

액체가 부분적으로 채워져 있는 용기에서 발생하는 슬로싱 현상을 이해하고 이를 효과적으로 제어하는 것은 매우 중요하다. 선행 연구들이 대부분 사인파형(sinusoidal) 가진에 의한 슬로싱 및 공진 현상에 관심을 가진 반면, 본 연구에서는 산업 현장에서 액체 용기를 빠르게 이송시킬 때 발생하는 슬로싱을 이해하고 억제하고자 하였다. 즉, 사각 용기를 수평방향으로 빠르게 이송시킬 때 발생하는 2상 유동을 수치해석으로 구한 후, 용기의 속도 프로파일(특히 가속 및 감속 시간)이 슬로싱에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 용기의 가감속 시간이 1차 모드 고유주기의 정수배가 될 때 슬로싱이 상당히 억제되는 것을 관찰하였고, 이는 슬로싱 억제 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.314-317
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• 2002

The sloshing phenomenon sometimes happens to be occurred in the liquid storage tank due to the unexpected and/or inevitable vibrating conditions and may result in severe effects on the structural stability. This study deals with the development of experimental techniques for the evaluation of sloshing behavior in the liquid storage tank and for the identification of natural frequencies and mode shapes by varying with various vibrating conditions. In addition, suitable method is suggested to minimize the sloshing effect on the liquid storage tank and its validity is experimentally investigate d.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.147-154
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• 2002

수직방향 가속도를 받는 원통형 액체 저장탱크는 내부유체의 슬로싱(sloshing)에 의한 동하중에 의하여 구조 및 제어성능 안정성에 심각한 영향을 받을 수 있다. 더욱이 유체의 슬로싱 진동수가 제어계 혹은 탱크구조물의 고유진동수 근처에 있게되면 발사체에 큰 동하중과 모멘트를 유발하게 된다. 이와 같은 유체의 동적 효과를 억제하기 위하여 일반적으로 링형 탄성체 배플(baffle)을 채용하고 있다. 본 논문에서는 배플의 개수와 내경을 변수로 설정하여 배플의 동적억제효과를 평가 및 분석하기 위한 수치해석을 수행한다. 배플내경에 따른 파라메트릭 해석과, 탱크높이 및 유체높이를 각각 균등 분할하여 설치된 배들에 대한 동억제 효과를 분석한다. 유체와 구조물 사이의 정확하고 효과적인 연계해석을 위하여 ALE(arbitrary Lagrangin-Eulerian) 수치해석 기법을 적용한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권3호
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• pp.317-323
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• 2011

본 논문에서는 원자력 발전소 폴라 크레인(polar crane)의 설계를 위해 유한요소법을 통한 내진해석을 수행하였다. 모드 해석(modal analysis)을 통하여 폴라 크레인의 고유진동수와 진동형상을 파악하고 응답스펙트럼(response spectrum)을 통해 폴라 크레인의 내진 안전성을 평가하였다. 그리고 액체저장탱크에 대한 내진해석을 유한요소법을 이용하여 수행하였는데, 탱크가 요동시에 액체가 탱크 외벽에 가하는 힘을 고려한 슬로싱해석과 안전정지지진 하중 조건에서의 해석을 수행하였다. 본 논문에서 유한요소해석 상용코드인 ANSYS를 이용하여 내진해석에 필요한 해석기법과 과정 등을 설계 시에 활용할 수 있도록 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.227-234
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• 2018

슬로싱과 같은 액체의 동적 거동을 측정하고 제어하는 연구가 다양한 공학분야에서 활발히 진행중이다. 건축공학분야에서도 건축물의 풍진동을 저감시키는 동조액체감쇠기의 연구에 액제 진동이 측정되고 있다. 본 논문에서는 기존 파고 측정 센서의 한계를 극복하기 위하여 레이저 장비 중 LDV와 스캐닝 장비 중 갈바노미터스캐너를 이용하여 동조액체감쇠기 내의 액체 진동을 측정하는 방법을 제안하고 검증하였다. LDV가 속도와 변위를 측정하는 원리를 기술하였고 갈바노미터스캐너의 구동 원리에 따라 LDV의 단일 포인트로 다점측정이 가능한 시스템을 구성하였다. 동조 액체감쇠기의 4점 액체 진동을 측정하여 각 점의 시간 영역 데이터를 기존에 사용하던 비디오 센싱 데이터와 비교하였고 파형 분석을 통해 진행파와 정상파를 구별할 수 있음을 확인하였다. 또한 측정 딜레이가 있는 데이터를 상호 상관을 취하여 특이값 분해를 하고 이론 및 비디오 센싱 결과와 일치하는 고유진동수와 모드형상을 도출하였다.