• Journal of Power System Engineering
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• v.9 no.2
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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.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.11 no.1
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.8
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• pp.781-788
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• 2013

Predicting the engine component temperature is a basic step to conduct structural safety evaluation in medium-speed diesel engine design. Recent trends such as increasing power density and performance necessitate more effective thermal management of the engine for achieving the desired durability and reliability. In addition, the local temperatures of several engine components must be maintained in the proper range to avoid problems such as low- or high-temperature corrosion. Therefore, it is very important to predict the temperature distribution of each engine part accurately in the design stage. In this study, the temperature of an engine component is calculated by using steady-state conjugate heat transfer analysis. A proper approach to determine the thermal load distribution on the thermal boundary area is suggested by using 1D engine system analysis, 3D transient CFD results, and previous experimental data from another developed engine model. A Hyundai HiMSEN engine having 250-mm bore size was chosen to validate the analysis procedure. The predicted results showed a reasonable agreement with experimental results.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.4 no.5
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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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• v.22 no.1
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.5
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• pp.651-657
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• 2010

A composite piston with a crown made of steel and a skirt made of NCI is used in a marine diesel engine, which has a maximum firing pressure of over 180 bar and a high thermal load. In the fatigue design of the composite piston, the fatigue is influenced by factors such as the load type, surface roughness, and temperature; further, the distribution ratio of the firing force from the crown to the skirt is important for optimizing the design of the crown and skirt. In this study, the stress gradient method was used to consider the effect of the load type. The temperature field on the piston was predicted by cocktail-shaking cooling analysis, and influence of high temperature on fatigue strength was investigated. The load transfer ratio and contact pressure were optimized by design of the surface shape and accurate tolerance analysis. Finally, the cooling performance and durability design of the composite piston were verified by performing a long-term prototype test.