• 동력기계공학회지
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• 제9권2호
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• pp.5-13
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• 2005

새로운 엔진을 개발하기 위한 중요한 과정 중에 하나로서 엔진 연소실 가시화를 들 수 있다. 그러나 실제 운전상태에 있는 엔진 연소실을 가시화하기 위해서는 극복해야 할 여러 가지 어려운 점들이 있기 때문에, 지금까지는 간단한 실험적 접근방법 혹은 소수의 이론적 해석 방법만이 보고 된 상태이다. 본 연구에서는 가시화용 수정엔진을 개발하기 위해 필요한 몇 가지 중요한 사항들을 다루었다. 즉, 가시화용 수정엔진의 안전한 운전을 위하여 엔진 실린더 외부에 강제대류 효과를 주었고, 또한 실린더 두께 변화에 따른 온도 및 응력장의 분포를 정량적.정성적으로 고찰하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 실린더 라이너 외벽을 강제대류로 냉각했을 경우, 열응력 감소에 매우 큰 효과를 보았다. 둘째, 가시화용 수정엔진 라이너의 최적 두께를 도출하였다. 셋째, 전통적인 주철 소재의 실린더 라이너와 비교 시, 주철 라이너는 연소에 의한 폭발 압력이 실린더 안전성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 보고 되었으나, 수정 라이너의 경우 연소압력 및 연소에 의한 연소열 모두 중요한 설계 인자임을 입증하였다.

• 대한조선학회지
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• 제11권1호
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• pp.35-44
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• 1974

열박음(shrink fitting)으로 인(因)한 동심형(同心形) 구멍을 가진 복합(複合)실린더의 과도적(過渡的) 온도분포(溫度分布), 열응력(熱應力) 및 열변형도(熱變形度)를 이론해석(理論解析)하였다. 온도분포해석(溫度分布解析)에서 외부(外部) 실린더는 균일온도(均一溫度)로 가열(加熱)되어, 실온(室溫)의 내부(內部) 실린더와 접촉면(接觸面)에서 일어나는 열전도(熱傳導)에 의(依)하여 냉각(冷却)되고, 외부(外部) 표면(表面)은 대기중(大氣中)에 노출(露出)된 상태(狀態)로 취급(取扱)하였다. 열응력(熱應力)은 평면변형도조건(平面變形度條件)을 만족(滿足)하는 것으로 생각하였으며, 물성(物性)은 온도(溫度)에 무관(無關)한 상수(常數)로 취급(取扱)하였다. 온도분포(溫度分布)는 열전도문제(熱傳導問題)만을 고려(考慮)함으로서도 유효(有效)한 해(解)를 얻을 수 있으며 열응력(熱應力)은 접촉면(接觸面)에서부터 형성(形成)되며, 반경방향응력(半徑方向應力)은 시간(時間)이 경과(經過)함에 따라 압축응력(壓縮應力)이 증가(增加)하여 접촉면(接觸面)에서 최대치(最大値)를 갖고, 원주방향응력(圓周方向應力)은 접촉면(接觸面)에서 초기(初期)부터 거의 최종상태(最終狀態)와 같은 크기를 갖음을 알 수 있다. 균일온도분포(均一溫度分布)가 이루어지면 열응력(熱應力)의 형성(形成)은 완료(完了)되게 되며, 이때의 열응력(熱應力)의 크기와 분포경향(分布傾向)은 평면응력조건(平面應力條件)을 사용(使用)하였다는 사실(事實)을 고려(考慮)하면 $Lam\acute{e}$의 이론해(理論解)와 일치(一致)함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.19-19
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• 1998

라이너를 포함한 필라멘트 와인딩 복합재 압력용기의 성능향상을 위한 효율적인 구조최적 설계방안을 제시하였다. 이를 위해 온도효과가 고려된 비선형 유한요소법을 이용하여 각 층에서의 응력해석과 파손해석을 수행하였다. 또한 설계변수로 라이너의 두께와 헬리컬 적층두께, 실린더를 따라 변하는 직각 적층두께를 설정하였다. 모든 설계변수들에 대한 강도비 민감도를 유도하였으며 헬리컬 적층두께에 대한 강도비 민감도를 유지하기 위해 측지 등장력 돔설계 방법을 고려하였다. 구조 최적설계결과, 실린더를 따라 직각 적층두께를 최적으로 분포시켜 강성을 효과적으로 배열하였으므로 적층두께를 일정하게 고려한 경우보다 더 경량화 시킬 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.781-788
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• 2013

엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포 계산은 엔진 전체 구조안정성 평가시 열응력에 의한 변형을 고려하기 위해 필수적으로 수행된다. 최근 박용 및 발전용 중속엔진은 압축비 및 출력이 증대 되어 설계되고 있는 추세여서 증가된 연소실 열부하에 의한 영향을 고려하기 위해 열전달 해석의 높은 정확도가 요구되고 있다. 본 연구에서는 엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포를 계산하고 계산된 온도 수준이 설계기준에 만족하는지를 정확히 평가 하기 위한 열전달 해석 프로세스를 정립하였다. 각 주요 열부하 영역의 경계조건 설정 과정을 1 차원 엔진 성능해석 및 3 차원 열유동 해석을 통하여 산출하여 적용하였으며 해석 결과는 해당엔진 모델의 프로토 타입엔진 주요 부품 온도를 계측하여 검증하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권5호
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• pp.187-196
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• 1996

In this study, 3-dimensional finite element model of a diesel engine cylinder head was made to accomplish heat transfer analysis and also thermal stress and deformation analysis. Heat release analysis and Nusselt-Reynolds correlations were applied to determine the convective boundary conditions which are required for heat transfer analysis to calculate temperature distribution. Thermal stress distribution was also investigated from heat transfer analysis results. Steady state temperature and heat flux were measured by using K-type thermocouples and then compared with numerical results to give a guarantee for the propriety of numerical analyses.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권1호
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• pp.42-51
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• 1998

A 150 m$\^$3//hr, 30 kg/cm$\^$2/, air-cooled 3-stage reciprocating air compressor is designed to be used in starting large diesel engines of ships. A basic design procedure is presented to meet the targeted pressure and flow rate, and especially a volumetric efficiency of 80%. Temperature and stress analysis of the 1st stage cylinder are performed using axisymmetric FEM modelings. The dynamics of valve system is analyzed and stress at the 1st stage valve seat caused by valve impact is evaluated. To reduce friction loss and wear at the compressor engine system tribological design issues are reviewed and good design practices are suggested. Finally, forced-air pin-type interstage coolers are designed to dissipate generated compression heat at each stage.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.651-657
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• 2010

180 bar 이상의 최대 폭발압과 높은 열부하를 가진 박용 디젤엔진의 분리형 피스톤은 크라운과 스커트를 각각 고강도 합금강과 연성주철을 사용한다. 피스톤의 피로설계를 위해서는 작용 하중, 표면조도 뿐만 아니라 온도영향에 의한 강도 저하를 고려해야 하며, 실린더 내부의 폭발력이 크라운을 거쳐 스커트에 전달되는 하중의 분율도 고려되어야 한다. 본 연구에서는 노치부의 피로강도 증분을 응력구배방법을 사용하여 고려하였으며, 열전달해석과 그에 따른 온도영향을 고려하였다. 하중 분율과 접촉압력은 공차해석을 통해 최적화하였으며, 프로타입 엔진에 대한 실차 시험을 통해 냉각 및 내구설계를 검증하였다.