• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1222-1230
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• 2022

로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0^*V_r를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.126-132
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• 2016

본 연구는 전산유체역학 기법을 이용하여 수소 생산 플랜트의 개질 튜브 공정가스와 버너 가스 온도에 따른 화학반응과 열변형 특성을 분석한다. 개질로 내부의 온도는 약 800 K 내지 1000 K 이상으로 고온으로 유지되기 때문에 튜브의 열변형 문제가 심각하게 발생할 수 있다. 따라서 개질로의 구조건전성을 평가하고 안정된 생산력을 가진 장비를 운영하기 위해서 반응과 열변형 특성에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구는 상용 전산해석 코드(ANSYS Fluent/Mechanical V.13.0)를 사용하여, 대류, 전도 및 복사 열전달을 포함한 복합 열전달과 난류유동을 3차원적으로 해석하였다. 특히, 열유동 특성에 따른 연성해석(Fluid-Solid Interaction: FSI)를 수행하였으며 고온 버너가스와 공정가스 운전조건에 따른 반응 특성과 열변형 변화를 분석하였다. 수치해석 결과, 개질 공정가스와 버너 가스의 주입온도가 각각 200 K 감소하면, 수소생성량은 최대 약 4 배, 최소 약 2 배 감소한다. 또한, 공정가스와 버너 가스의 주입온도에 따라 열변형은 최대 약 20%, 최소 약 15% 감소한다.

• 자원환경지질
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• 제47권6호
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• pp.571-588
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• 2014

영남육괴 지리산지구의 산청지역은 선캠브리아기 지리산 변성암복합체와 이를 관입하는 산청 회장암복합체(이하, 회장암체) 그리고 이들을 관입하는 중생대 화성암류 등으로 구성되어 있고, 연구지역은 암주상 산청 회장암체의 서부에 위치한다. 본 연구는 산청 회장암체에 산출하는 산청 회장암(이하, SA)과 철-티탄 광체(이하, FTO)를 중심으로 노두별 상세한 야외지질조사를 수행하였으며, SA와 FTO의 엽리, 전단대, 산상 등으로부터 FTO 엽리의 성인과 이들 사이의 발생적 관계를 새롭게 해석하였다. 지금까지 밝혀진 SA와 FTO 사이의 구조적 특징은 다음과 같다: FTO의 다중 층상구조, SA의 세립화와 관련된 직선상, 혈관상, 요철상, 직각형 블록구조의 파생세맥, 점이적이고 불규칙한 SA 블록과 FTO 사이의 설상 또는 둥근 열편상 잠입 경계면 구조, 연성전단변형이 아닌 유동적 산상의 FTO 엽리와 FTO 엽리면상의 선상배열, SA 내에 발달하는 불연속전단대, SA 블록의 경계면에 평행한 FTO 엽리의 방향성, SA 블록의 경계면을 향한 FTO 엽리의 우세한 발달, 사장석 포획결정과 포획된 SA 블록의 종횡비에 비례하는 FTO 엽리의 우세성, FTO 엽리의 유동 습곡구조. 이러한 구조적 특징으로부터 FTO가 용융체로 존재할 당시에 SA가 완전히 고화되지 않았으며, 부분 고화된 SA의 단열작용은 FTO의 파생세맥과 SA의 세립화를 초래하였음을 알 수 있다. 또한 SA 블록과 FTO 사이에 점이적이고 불규칙한 경계면은 완전히 응결되지 않은 SA 블록와 FTO 용융체 사이의 상호반응에 의해 형성되었으며, FTO 엽리는 마그마 엽리로서 FTO 용융체와 부분 고결된 SA 블록 사이에 상호운동의 결과로 형성되었음을 알 수 있다. 이는 SA와 FTO는 성인과 시대를 달리하는 서로 다른 마그마의 관입관계가 아니라 동일시대의 동일기원 마그마의 다단계 분별정출작용에 의해 형성되었음을 의미하고, FTO는 관입적인 (암)맥상과 같이 규칙적인 산상이 아니라 불규칙한 단열을 따라 주입된 매우 불규칙한 산상을 보인 것으로 해석되며, Fe-Ti 광물자원 탐사 시에 적용될 수 있을 것이다.