• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2014.04a
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• pp.216-216
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• 2014

과거 유체 유발 진동(FIV : Fluid Induced Vibration)은 배관계 설계 하중에 고려되지 않은 설계 하중이었다. 하지만, 원자력 발전소 또는 화력 발전소의 배관형상이 복잡하고 고온수가 배관 내부에서 유동하는 배관계에서 육안으로 관측이 가능한 배관진동이 발생하였다. 이에 배관 진동에 대하여 원인 분석과 배관 구조 건전성 평가에 관심을 가지게 되었다. 배관 진동은 배관 형상에 따라 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동이 하나의 원인이며, 고온수가 유동하는 배관일수록 압력 변동에 대한 배관 진동이 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동을 불규칙 수력하중이라고 한다. 본 연구에서는 배관 내부에서 난류 유동으로 발생하는 불규칙 수력하중을 유동해석을 이용하여 PSD(Power Spectral Density)로 산출하고, PSD 하중을 이용하여 불규칙 구조 응답 해석을 수행하여 배관계 응력 분포에 대하여 연구하였다. 배관 내부 난류 유동에 대한 불규칙 수력하중은 DES 난류 모델을 사용하여 시간에 대한 배관 내부 표면의 유체 속도를 유동 해석으로 산출하였으며, 유체 속도를 동압으로 계산한 후 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 PSD 하중으로 산출하였다. 그리고 불규칙 구조 응답 해석에서 배관 내부 유체 영향에 대한 진동 감쇠를 표현하기 위하여 유체 질량을 산출하고, 배관 구조 해석 모델 표면에 질량을 입력하는 방법으로 배관 고유진동수 및 불규칙 구조 응답 해석을 수행하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.166-167
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• 2010

최근 전기/전자 제품 개발에서 대용량, 소형화가 이루어지면서 제품 설계에 열유동 및 구조적 문제가 중요한 요소로 등장하였다. 열유동은 발열체와 공기의 흐름에 관련이 있기 때문에 시스템의 구조를 어떻게 설계 하느냐가 방열의 중요한 요소이다. 본 논문에서는 Ansys사(社)의 소프트웨어를 이용하여 연료전지용 PCS에 대한 열유동, 구조 및 강도 해석을 수행하였다. 3D설계는 CAD(Computer Aided Design) 소프트웨어인 Pro Engineer를 이용하였다. 설계된 3D 도면을 Ansys Multiphysics로 불러들여 구조 및 강도해석을 하였고 CFD(Computational Fluid Dynamics) 소프트웨어인 Icepak으로 열유동해석을 수행하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.69-69
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• 2011

본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

• 전기의세계
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• v.45 no.2
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• pp.17-24
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• 1996

차단기의 개발과정은 크게 모의시험, 설계 및 제작, 성능시험 3가지로 나누어 볼 수 있다.이 중에서 모의 시험은 일반적으로 해석기술에 의해 주로 이루어지며, 차단기에 적용되는 해석기술은 1) 차단부 전계해석 2) 차단부 냉가스 유동해석 3) 차단부 열가스 유동해석(차단성능해석) 4) 차단기 동작특성해석 5) 차단기 응력해석 및 구조해석으로 대별할 수 있다. 상기의 해석기술은 적용하는 해석방법에 따라 다소 차이가 있지만, 1992년부터 당 연구팀이 개발중인 800kV 40kA 4000A 차단부를 개발하는 과정에 적용한 해석수법을 중심으로 살펴보기로 한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.5
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• pp.41-49
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• 2004

The porous media of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is made of deformable materials. The shape of cross sectional area in air plate channels has been changed by structural deformation of the porous media. The uniform mass flow rate and pressure are major factors for safe and efficient operation in the PEMFC. Two kinds of models are provided for the flow analyses. Deformable and undeformable porous media are considered for numerical analysis and experiment of the air plate model. The numerical flow analysis results with deformable and undeformable porous media has some discrepancy in pressure distribution. The pressure differences are measured in order to compare with numerical analysis results. Pressures are measured between inlet and outlet of the air plate. The numerical analysis and experimental results show similar pressure distribution. It is shown that the pressure drops in the two approaches are well matched each other. It is proven that the consideration of structural deformation is required in the numerical analysis/experiment for the PEMFC design.

• Journal of Energy Engineering
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• v.29 no.3
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• pp.25-33
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• 2020

In this study, flow and structural computational analysis were performed to investigate the structural safety of the lightweight butterfly valve disc designed by topology optimization. After flow analysis, as the opening angle increased, the flow coefficient increased non-linearly and showed a gentle slop. When the opening angle was 12 degree, the cavitation could be predicted. After FE analysis, all FE von-Misses stresses of the lightweight disc were smaller than the yield strength of the material, and all FE maximum deformations were also smaller than the conservative deformation of the previous study. Ultimately, it was confirmed that the structural safety of the lightweight valve disc based on computational analysis is effective.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.41 no.2
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• pp.93-100
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• 2021

The objective of this research is to evaluate of fire damage for steel-concrete composite bridge superstructure and PSC bridge superstructure under highway bridge exposed to fire loading. To enhance the accuracy and efficiency of the numerical analysis, the proposed heat flow fire analysis method is implemented in ANSYS. The proposed heat flow analysis method is applied to fire damage analysis and performance evaluation for Buchen and Yangsan highway bridge. The result of analysis, temperature of concrete slab and lower flange of steel-concrete composite bridge superstructure are exceed the critical temperature. Also, temperature of slab, lower and upper flange, web of PSC bridge superstructure are exceed the critical temperature. However, the major component, tendon, did not exceed the critical temperature.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.698-701
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• 2005

본 연구에서는 풍력발전용 블레이드에 대한 일방향 유동/구조 연성해석을 하였다. 계산에 사용된 모델은 100kW급 풍력발전기 블레이드이며 정격용량은 42rpm이다. 유동영역에 대한 계산은 블레이드 표면에 작용하는 압력데이터를 얻기 위하여 행해지고 구조해석에서는 같은 모델에 대하여 얻어진 압력데이터를 하중조건으로 적용하여 풍력발전기의 변위 및 최대응력값을 계산한다. 계산결과 최대응력이 발생하는 지점은 날개의 후면 허브부분인 것으로 나타났다. 입구속도가 증가할수록 전면과 후면에 작용하는 압력차로 인해 출력과 최대변위는 포물선 형태로 증가함을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.536-542
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• 2017

A great deal of difficulty is encountered in the thermo-mechanical analyses of nozzle assembly for solid propellant rocket motors. The main issue in this paper is the modeling of the boundary conditions and the connections between the various components-gaps, relative movements of the components, contacts, friction, etc. This paper evaluated the complex phenomena of nozzle assembly during burning time with co-simulation which include fluid, thermal surface reaction/ablation and structural analysis. The validity of this approach was verified by comparison of analysis results with measured strains.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.4
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• pp.36-43
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• 2018

A great deal of difficulty is encountered in the thermo-mechanical analyses of nozzle assemblies for solid propellant rocket motors. The main issue in this paper is the modeling of the boundary conditions and the connections between the various components-gaps, relative movements of the components, contacts, friction, etc. This paper evaluates the complex phenomena of nozzle assemblies during burning time with co-simulations that include fluid, thermal surface reaction/ablation, and structural analysis. The validity of this approach is verified via comparison of analysis results with measured strains.