• 제목/요약/키워드: 유체유발진동

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준정상 이론에 의한 교량 플러터의 간략식 (A Simplified Formula of Bridge Deck Flutter Based on the Quasi-Steady)

  • 조영래;조재영;이학은
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.295-298
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    • 2008
  • 유체내에 잠겨있는 물체의 진동은 공기력을 유발시키며 이러한 공기력에 의해 발생되는 진동을 물체의 거동에 의해 발생되는 가진이라 한다. 또한 물체에 작용하는 외부 공기력이 없이도 물체의 주기적인 움직임에 의해 발생되는 에너지로부터 공기력을 생성시킨다. 이러한 메커니즘에 의해 생성되는 공기력을 공기자발력(self-excited force) 이라 하며 교량의 내풍안정성과 관련이 있다. 본 논문에서는 MIE 메커니즘에 의해 발생되는 플루터 현상을 수학적으로 살펴보고, 단일모드에 대한 플러터계수를 이용한 플러터 발생풍속 산정식을 유도하였다. 또한 준정상 이론을 적용하여 단일모드에 대한 플러터 발생 예측식을 간략화하였다. 제안된 식의 플러터 발생풍속을 구조물의 진동수비가 서로 다른 3개의 $\pi$형 단면에 대해 검토하였다.

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극저온 유체의 공동 발생에 의한 오리피스 후류의 유동 불안정 (Flow instability of cryogenic fluid in the downstream of orifice)

  • 이세영;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권7호
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    • pp.695-702
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    • 2008
  • 액체 로켓 엔진의 연료 공급 시스템은 다양한 원인으로 인해 유동 불안정이 발생한다. 특히 연료 공급 시스템에서 발생하는 공동 현상은 공동의 생성과 소멸로 인해 후류 쪽의 압력 및 유량의 진동을 유발하게 된다. 액체 로켓은 주 추진제로 극저온 유체를 사용하게 되는데, 극저온 유체는 온도에 민감한 성질을 갖고 있기 때문에 공동 현상의 해석에 있어 온도 변화에 대한 효과를 반드시 고려해주어야 한다. 본 연구에서는 Shyy등이 제안한 “MUSHY IDM"모델을 이용하여 극저온 유체에서 발생하는 공동 현상을 모사하였다. 이를 바탕으로 오리피스에서 발생하는 공동 현상이 유동 불안정에 어떠한 영향을 미치는 지와 오리피스 형상 변화가 후류 유동의 불안정에 끼치는 영향을 연구하였다.

I-형 마멸 손상된 증기발생기 전열관의 파열압력해석

  • 신규인;박재학;정명조;최영환
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 2003년도 추계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.38-43
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    • 2003
  • 증기발생기 전열관의 마멸은 유체 유발 진동(flow induced vibration)에 의한 전열관과 증기발생기 상부 지지구조물 사이에서 발생하게 되며 원통 지지대(stay cylinder)상부의 중앙 공공(central cavity) 주변에 집중적으로 발생되는 것으로 보고되고 있다. 국내에서는 1997년 영광 4호기의 증기발생기에 마멸 손상이 보고된 이후 영광 3호기와 울진 3, 4호기에서도 마멸 손상이 발견되고 있으며, 외국에서는 1992-1993년 기간동안 대략 500∼600 개의 전열관이 마멸에 의해 관막음(p1u99ing)된 것으로 보고되었다.(중략)

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축방향 유속에 노출된 $5{\times}5$ 지지격자 스트랩의 진동특성 (The Strap Vibration Characteristics in $5{\times}5$ Grid Exposed to Axial Flow)

  • 김경홍;박남규;김경주;서정민
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.911-916
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    • 2012
  • It is important to identify dynamic characteristics of nuclear fuel components. Since the fuel always exposed to turbulent flow, the dynamic contact between grids and rods is one of the fuel failure modes. The dynamic behavior of grids in nuclear fuels is quite complex, since two pairs of spring support are placed in the limited space. The strap in a cell has single spring and double dimples and this paper focuses on investigation of the grid strap(Test Fuel Strap, TFS) vibration in one cell. To identify the grid strap vibration, modal analysis of the strap is performed using Finite Element Method (FEM). Modal testing on a $5{\times}5$ grid structure without rods is performed. The modal testing results are compared to analytic results. In addition, random test considering rod effect is performed about a $5{\times}5$ grid with rods under real contact condition in the air. Finally, the strap vibration of a $5{\times}5$ fuel bundle in INvestigation of Flow INduced vIbraTion(INFINIT) facility is measured in real fluid velocity condition without heating. It is shown that modal frequencies from the test are almost equal to those peak frequencies in the INFINIT test.

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충격파 및 유동박리 효과를 고려한 초임계 에어포일의 천음속 플러터 특성 (Transonic Flutter Characteristics of Supercritical Airfoils Considering Shockwave and Flow Separation Effects)

  • 임함;김동현;김유성;김요한;김석수
    • 한국항공운항학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.8-17
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    • 2009
  • In this study, flutter analyses for supercritical airfoil have been conducted in transonic region. Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics (CFD) and computational structural dynamics (CSD) has been developed in order to investigate detailed static and dynamic responses of supercritical airfoil. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with Spalart-Allmaras (S-A) and SST ${\kappa}-{\omega}$ turbulence models are solved for unsteady flow problems. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of cascades for fluid-structure interaction (FSI) problems. Also, flow-induced vibration (FIV) analyses for various supercritical airfoil models have been conducted. Detailed flutter responses for supercritical are presented to show the physical performance and vibration characteristics in various angle of attack.

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5×5 핵연료 모의 집합체의 지지격자 스트랩 진동특성 (The Grid Strap Vibration Characteristics of the 5×5 Nuclear Fuel Mock-up)

  • 김경홍;박남규;김경주;서정민
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권7호
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    • pp.619-625
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    • 2012
  • Since the fuel is always exposed to turbulent flow, the grid strap shows flow induced vibration characteristics that impact on the nuclear fuel soundness. The dynamic behavior of grids in nuclear fuels is quite complex, since two pairs of spring and dimple support are contacted with rods by friction in the limited space. This paper focuses on investigation of the grid strap(test fuel strap, TFS) vibration in one cell. TFS consists of a single spring and double dimples. To identify the grid strap vibration, modal analysis of the strap is performed using finite element method(FEM). Modal testing on a $5{\times}5$ grid structure without rods is performed. The modal testing results are compared to analytic results. In addition, random test considering rod effect is performed about a $5{\times}5$ grid with rods under real contact condition in the air. Finally, the strap vibration of a $5{\times}5$ fuel bundle in investigation of flow induced vibration(INFINIT) facility is measured in real fluid velocity condition without heating. It is shown that modal frequencies from the test are almost equal to those peak frequencies in the INFINIT test.

내부에 변동하는 유동을 갖는 직선 파이프의 안정성 해석 (Stability Analysis of a Straight Pipe with Time Dependent Flow)

  • 홍성철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권3호
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    • pp.318-324
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    • 2004
  • The stability of a simply supported straight pipe is investigated. The time dependent flow is assumed to vary harmonically about a constant mean velocity. Stability conditions and dynamic reponses of a governing equation are conducted by use of multiple scale mettled. Parametric resonances and combination resonances are investigated. Stability boundaries are analytically determined. The resulted stability conditions show that instabilities exist when the frequency of flow fluctuation is close to two times the natural frequency or to the sum of any two natural frequencies. In case that the fluctuated flow frequency is close to zero or to the difference of two natural frequencies, however, instabilities are not found up to the first order of perturbation. Stability charts are numerically Presented fir the first two vibration modes.

삼각주형 와 발생체의 스트로우할 수의 예측 (Prediction of Strouhal Number of the Triangular Cylinder Bluff Bodies)

  • 김창호
    • 한국음향학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.71-78
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    • 1998
  • 와(vortex) 박리는 고형물체가 유동내에서의 유체의 흐름을 방해할 때 발생하는 전 형적인 주기적 진동 현상이다. 본 연구에서는 삼각주형 실린더가 유동내에 유발하는 와 발 리 특성을 가시화 기법, 와에 의해 변조된 초음파의 파워 스펙트럼 및 유동관에서의 진동측 정 등을 통해 연구하였다. 가시화 관찰과 유동측정 실험 결과, 발생 와는 발생체 전면으로부 터 3d와 5d 사이에서 가장 안정성이 유지됨을 발견하였다. 넓은 레이놀즈 수(104≤Re≤106) 의 유동영역에서 액체와 기체원형유동의 측정 실험결과로부터 스트로우할(Strouhal) 수가 와발생체 폭(d)과 형상비(d/D)의 증가함수이며, 삼각주 단면의 높이에 반비례함을 알 수 있 었다. 또한 실험 결과로부터 실린더의 기하학적 치수로 삼각주형 실린더의 스트로우할 수를 예측할 수 있는 경험식을 제시하였다.

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전산구조진동/전산유체 기법을 연계한 저속 유동박리 유발 비선형 진동특성 연구 (Nonlinear Characteristics of Flow Separation Induced Vibration at Low-Speed Using Coupled CSD and CFD technique)

  • 김동현;장태진;권혁준;이인
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.140-146
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    • 2002
  • The fluid induced vibration (FIV) phenomena of a 2-D.O.F airfoil system have been investigated in low Reynolds number incompressible flow region. Unsteady flows with viscosity are computed using two-dimensional incompressible Navier-stokes code. To validate developed Navier-Stokes code, steady and unsteady flow fields around airfoil are analyzed. The present fluid/structure interaction analysis is based on the most accurate computational approach with computational fluid dynamics (CSD) and computational structural dynamics (CSD) techniques. The highly nonlinear fluid/structure interaction phenomena due to severe flow separations have been analyzed fur the low Reynolds region (R$_{N}$ =500~5000) that has a dominancy of flow viscosity. The effect of R$_{N}$ on the fluid/structure coupled vibration instability of 2-DOF airfoil system is presented and the effect of initial angle of attack on the dynamic instability are also shown.own.

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지지점 간극을 갖는 다점지지 유연관의 유동하중에 의한 시간응답 이력해석과 상용유한요소 해석코드의 적용 (Flow-induced Vibration Time Response Analysis of Loosely Supported Multi-Span Tube using Commercial FEA Code)

  • 이강희;강흥석;신창환
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.68-74
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    • 2015
  • Time domain response analysis for vibro-impact nonlinear behavior of multi-span tube with loose supports was performed using commercial FEA code and user subroutine. Support geometry of multi-span tube with a finite gap is realistically modeled by analytical rigid surface. Model of hydrodynamic force is based on the Qusai-steady model which accounts for the inclined angle of relative flow velocity and time delay between flow force and resulting tube motion. During tube vibration from flow loading, impact and friction at the support location is simulated using commercial FEA code with master slave contact algorithm. Analysis results has reasonable agreement with those of references and test experience. Plan of further refinement of analysis model and future test verification is briefly introduced.