• Title/Summary/Keyword: 유체관성력

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Hybrid Element Method for Dynamic Responses of Three-Dimensional Offshore Structures (복합요소법을 이용한 3-차원 해양구조물의 동적응답)

  • Lee, Tae-Gab;Park, Woo-Sun;Pyun, Chong-Kun
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.2 no.3
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    • pp.152-161
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    • 1990
  • In this paper, a hybrid element method(HEM) for the evaluation of the hydrodynamic responses of arbitrary-shaped offshore structures is studied. The hydrodynamic pressure forces are assumed to be inertially dominated, and viscous effects are neglected. The mathematical formulation procedure of the hybrid element method with the analytical eigenseries solution is established systematically. The computer program based on the HEM has been developed, and applied to solving the wave diffraction and radiation problems for arbitrary shaped structures. From comparisons of the results obtained by using the other avaliable solution methods, the method for the evaluation of the hydrodynamic forces using the HEM and the computer program developed here have been proved to be valid.

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Dynamic Response Analysis of Baffled Fuel-Storage Tank in Turnaround Motion (선회운동에 따른 배플형 연료탱크의 동응답 해석)

  • 조진래;홍상일;김민정
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.16 no.1
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    • pp.77-86
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    • 2003
  • Dynamic response of baffled fuel-storage tank in turnaround motion is simulated using the ALE finite element method. Fuel-storage tank undergoes abrupt impact load caused by inertia force of internal fuel in turnaround motion. Also, large dynamic force and moment caused by this load influence structural stability and control system. In this paper, ring-type baffles are adopted to suppress the dynamic influence. Through the parametric analysis with respect to the baffle number and location, the effects of baffle on the dynamic response of baffled fuel-storage tank is analyzed. The ALE finite element method is adopted for the accurate and effective simulation of the hydrodynamic interaction between fluid and structure.

Infinite Elements for the Evaluation of Wave Forces (파랑하중 산정을 위한 무한요소)

  • 박우선;윤정방;편종근
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.1 no.1
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    • pp.71-80
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    • 1989
  • In this paper, the concept of the infinite element is applied to the linear wave diffraction and radiation problems. The hydrodynamic pressure forces are assumed to be inertially dominated, and viscous effects are neglected. The near field region surrounding the solid body is modelled using the conventional finite elements, and the far field region is represented using the infinite elements .In order to represent the scattered wave potentials in the far field region more accurately, the infinite elements are developed using special shape functions derived from the asymptotic expressions for the analytical eigenseries solution of the scattered waves. The system matrices of the infinite elements are constructed by performing the integration in the infinite direction analytically to achieve computational efficiency. Numerical analyses are carried out for vertical axisymmetric bodies to validate the infinite elements developed here. Comparisons with the results by other available numerical solution methods show that the present method using the infinite elements gives fairly good results. Numerical experiments are per-formed to determine the suitable location of the infinite elements and the appropriate size of the finite elements which directly affect accuracy and efficiency of the solution.

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A Study on the Resistance Performance Under Hull Form of 18ft Leisure Boat with Carbon Composite Materials (탄소복합소재를 적용한 18ft급 레저보트의 수선하부 저항성능에 관한 연구)

  • Shin, Guk Hwan;Song, Jun Hee
    • Composites Research
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    • v.34 no.6
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    • pp.350-356
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    • 2021
  • When a ship with a planing line operates or turns in a straight line, the floating position and trim change according to the speed, and a large resistance is generated on the hull. In this paper, the resistance to a planing line was estimated through the computational fluid dynamics of a leisure boat with improved hull weight and durability by applying a carbon composite material to the hull. The resistance performance of the bow and stern of the 18ft class leisure boat was checked and the flow field of the entire vessel was estimated, and the stability of the planing line was confirmed by comparing the resistance of each trim through numerical analysis. In addition, it was confirmed that the designed planing line could withstand it sufficiently because the force applied to the hull was not large, and The stability of the boat was analyzed by calculating the wavelength of the wave and the length of the ship as the ratio of gravity to the inertial force and checking how much force the rolling occurred.

입자 집속 용도의 직경 가변형 렌즈에 대한 특성 연구

  • Kim, Myeong-Jun;Kim, Dong-Bin;Kim, Hyeong-U;Gang, Sang-U;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.241-241
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    • 2016
  • 반도체 선폭이 20 nm급까지 감소함에 따라 기존에 수율에 문제를 끼치던 공정 외부 유입 입자뿐만 아니라, 공정 도중에 발생하는 수~수십 나노의 작은 입자도 수율에 악영향을 끼치게 되었다. 이에 따라 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정 중 발생하는 입자를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장비에 대한 수요가 발생하고 있다. Particle beam mass spectrometer (PBMS)는 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 장비로 100 mtorr의 공정 조건에서 5 nm 이상의 입자의 직경별 수농도를 측정할 수 있는 장비이다. PBMS로 입자의 수농도를 측정하기 위해서는 PBMS 전단에서 입자를 중앙으로 집속할 필요가 있다. 공기역학렌즈는 PBMS 전단에서 입자를 집속시키기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 장비로 여러 개의 오리피스로 이루어져 있다. 공기역학렌즈를 지나는 수송 유체와 입자는 이러한 연속 오리피스를 거치면서 팽창과 수축을 반복하며, 관성력의 차이로 인해 입자가 중앙으로 집속된다. 그러나 기존 공기역학렌즈는 고정된 직경의 오리피스를 사용하기 때문에 설계된 공정조건 이외에는 입자의 집속효율이 감소한다는 단점을 지닌다. 따라서 공정조건이 바뀔 경우 공기역학렌즈를 교체해야 되며, 진공이라는 환경하에서 이러한 교체는 많은 시간과 노력을 요구로 한다. 본 연구에서는 이러한 공기역학렌즈의 문제점을 해결하기 위해 다양한 공정조건에서 교체 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 직경 가변형 공기역학렌즈인 조리개형 공기역학렌즈를 제안하였다. 기존 연구를 통해 조리개형 공기 역학 렌즈가 다양한 압력 범위 내에서 나노입자를 성공적으로 집속할 수 있음을 보였지만, 장비를 상용화하기 위해서는 사용자가 좀 더 쉽게 렌즈직경을 결정 할 수 있어야 한다. 이에 본 연구에서는 조리개형 렌즈의 중공 직경에 따른 입자 집속 특성을 평가하였으며, 최종적으로 압력과 집속하고자 하는 직경에 따라 렌즈 중공 직경을 결정할 수 있게 해주는 데이터 베이스를 제작하였다.

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Performance Assessment of Turbulence Models for the Prediction of Moderator Thermal Flow Inside CANDU Calandria (칼란드리아 내부의 감속재 열유동 해석을 위한 난류모델 성능 평가)

  • Lee, Gong-Hee;Bang, Young-Seok;Woo, Sweng-Woong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.36 no.3
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    • pp.363-369
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    • 2012
  • The moderator thermal flow in the CANDU calandria is generally complex and highly turbulent because of the interaction of the buoyancy force with the inlet jet inertia. In this study, the prediction performance of turbulence models for the accurate analysis of the moderator thermal flow are assessed by comparing the results calculated with various types of turbulence models in the commercial flow solver FLUENT with experimental data for the test vessel at Sheridan Park Engineering Laboratory (SPEL).Through this comparative study of turbulence models, it is concluded that turbulence models that include the source term to consider the effects of buoyancy on the turbulent flow should be used for the reliable prediction of the moderator thermal flow inside the CANDU calandria.

Heat transfer characteristics of the heat pipe using simplified heat transfer model (단순 열전달 모델을 이용한 히트파이프의 열전달 성능특성에 관한 연구)

  • Seo, Jae-Hyeong;Bang, Yu-Ma;Seo, Lee-Soo;Lee, Moo-Yeon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.1
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    • pp.15-20
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    • 2015
  • The objective of this study was to examine numerically the heat transfer and flow characteristics of the heat pipe with a wick using the simplified heat transfer model to enhance the cooling effects of high heat flux devices and minimizing the energy consumption for electric vehicles. The heat pipe with a wick was analyzed using commercial software with COMSOL and water was used as the working fluid. The velocity and temperature characteristics of the heat pipe were simulated numerically along the heat pipe and the local and average Nusselt numbers were calculated. As a result, the driving force occurred because of the temperature difference between the hot side and the cold side. The heat transfer of the heat pipe occurred from the hot side to the cold side and increased toward the center position. In addition, the average Nusselt numbers were 1.88 for the hot side and 0.1 for the cold side, and the maximum Nusselt number was 4.47 for the hot side and 0.7 for the cold side.

PBMS용 조리개형 공기 역학 렌즈의 수치해석적 연구

  • Kim, Myeong-Jun;Kim, Yeong-Seok;Kim, Dong-Bin;Mun, Ji-Hun;Gang, Sang-U;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.279.2-279.2
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    • 2014
  • 반도체 선폭이 20 nm급까지 감소함에 따라 기존에 수율에 문제를 끼치던 공정 외부 유입 입자뿐만 아니라, 공정 도중에 발생하는 수~수십 나노의 작은 입자도 수율에 악영향을 끼치게 되었다. 이에 따라 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정 중 발생하는 입자를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장비에 대한 수요가 발생하고 있다. Particle beam mass spectrometer (PBMS)는 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 장비로 100 mtorr의 공정 조건에서 5 nm 이상의 입자의 직경별 수농도를 측정할 수 있는 장비이다. PBMS로 입자의 수농도를 측정하기 위해서는 PBMS 전단에서 입자를 중앙으로 집속할 필요가 있다. 공기역학렌즈는 PBMS 전단에서 입자를 집속시키기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 장비로 여러 개의 오리피스로 이루어져 있다. 공기역학렌즈를 지나는 수송 유체와 입자는 이러한 연속 오리피스를 거치면서 팽창과 수축을 반복하며, 관성력의 차이로 인해 입자가 중앙으로 집속된다. 그러나 기존 공기역학렌즈는 고정된 직경의 오리피스를 사용하기 때문에 설계된 공정조건 이외에는 입자의 집속효율이 감소한다는 단점을 지닌다. 따라서 공정조건이 바뀔 경우 공기역학렌즈를 교체해야 되며, 진공이라는 환경하에서 이러한 교체는 많은 시간과 노력을 요구로 한다. 본 연구에서는 이러한 공기역학렌즈의 문제점을 해결하기 위해 다양한 공정조건에서 교체 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 공기역학렌즈인 조기래형 공기역학렌즈를 제안하였다. 각각의 오리피스가 중공의 직경을 변경할 수 있는 구조인 조리개의 형태로 설계되어 있어, 공정조건에 따라 중공의 직경을 변경함으로써 입자의 집속을 결정하는 요소인 Stokes number를 조절 할 수 있다. 이러한 조리개형 공기 역학 렌즈의 성능을 평가하기 위해 수치해석적인 방법을 이용하였다. 공기 역학 렌즈 전단의 압력을 0.1~10 torr까지 변화시켜가며 다양한 공정조건에서 오리피스의 직경만을 변경하여 입자 집속 가능 여부를 판단하였으며, 조리개 형태의 구조상 발생할 수 있는 leak로 인한 입자 집속 효율의 변화도 평가하였다.

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Dynamic Response of Tension Leg Platform (Tension Leg Platform의 동적응답에 관한 연구)

  • Yeo, Woon Kwang;Pyun, Chong Kun
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.5 no.1
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    • pp.21-30
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    • 1985
  • The tension leg platform (TLP) is a kind of compliant structures, and is also a type of moored stable platform with a buoyancy exceeding the weight because of having tensioned vertical anchor cables. In this paper, among the various kinds of tension leg structures, Deep Oil Technology (DOT) TLP was analyzed because it has large-displacement portions of the immersed surface such as vertical corner pontoons and small-diameter elongated members such as cross-bracing. It also has results of hydraulic model tests, comparable with theorectical analysis. Because of the vertical axes of symmetry in the three vertical buoyant legs and because there are no larger horizontal buoyant members between these three vertical members, it was decided to develop a numerical algorithm which would predict the dynamic response of the DOT TLP using the previously developed numerical algorithm Floating Vessel Response Simulation (FVRS) for vertically axisymmetric bodies of revolution. In addition, a linearized hydroelastic Morison equation subroutine would be developed to account for the hydrodynamic pressure forces on the small member cross bracing. Interaction between the large buoyant members or small member cross bracings is considered to be negligible and is not included in the analysis. The dynamic response of the DOT TLP in the surge mode is compared with the results of the TLP algorithm for various combinations of diffraction and Morison forces and moments. The results which include the Morison equation are better than the results for diffraction only. This is because the vertically axisymmetric buoyant members are only marginally large enough to consider diffractions effects. The prototype TLP results are expected to be more inertially dominated.

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