유체흐름중에 있는 원통형부재의 질량비에 따른 와유기진동특성을 파악하기 위하여 일련의 시험이 수행되었다. 실험은 질량비가 서로 다른 5개의 시험봉(길이 60cm:직경 6mm)을 제작하여 해사기술연구소의 공동수조에서 실시하였다. 주요 실험결과로서 원통형부재에 고진동을 유발하는 유체속도의 범위는 질량비에 따라 변화하며, 가벼운 원통형부재가 무거운 원통형부재에 비하여 더 넓은 유체속도 범위에 걸쳐 고진동현상을 나타냄이 정량적으로 밝혀졌다.
이 논문에서는 2 차원 실린더의 와류유발진동에 따른 Lock-in 현상에 대해 수치해석을 수행하였다. 실린더의 운동을 모사하기 위해 변형격자와 고정격자를 이용하였다. 스프링 상사기법을 이용하여 격자를 변형하였다. 격자수 및 시간 간격 등을 조절해 얻은 수렴된 수치해가 비교 및 검증에 사용되었다. 또한, 유체-구조 결합 방법들의 효율성과 정확도를 비교 검토하였다.
배열회수 보일러의 전열관군은 외부에 가스터빈에서 나온 고온의 배기가스가 흐르게 된다. 이러한 유체의 흐름으로 인해 전열관군에서 시간변화에 따라 양력의 변동이 발생하는데 이에 따라 유동 유발 진동이 발생한다. 이러한 진동이 배열회수 보일러의 전열관군에서 파손을 야기할 수 있어서 열교환기의 구조적 안정성을 위해 열교환기의 전열관군에서 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 일반적인 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 실험적 연구는 기존에 많이 진행되어 오고 있으며 유동 유발 진동에 대한 무차원 PSD(Power Spectral Density) 함수를 무차원 주파수인 Strouhal 수, fU/U의 함수로 실험적 결과들이 도출되어 있다. 본 연구는 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 기존의 실험적 연구들의 결과를 전산유체해석을 통해 검증하고 배열회수 보일러의 전열관군의 유동 유발 진동 특성에 적용하기 위한 기반을 마련하는 것을 목적으로 한다. 이러한 것을 위해 기존 연구에서 실험에 사용한 전열관군에서 비정상 상태 유동해석을 수행하여 전열관군에서의 양력 변화 특성을 살펴보았다. 또한 전열관군에서 양력 변동 특성으로부터 유동 유발 진동에 따른 PSD 특성 결과를 도출하여 기존의 연구들과 비교를 통해 전열관군에서의 PSD 특성을 정립하였다.
우라늄을 내장한 연료봉은 핵분열이 일어나는 우라늄 펠렛(pellet)을 1차적으로 차폐하는 중요한 구조물이다. 연료봉은 원자로 내에서 유체유발진동에 의해 손상될 수 있으며, 본 연구에서는 유동유발진동 특성을 예측하기 위해 핵연료봉의 동특성 규명을 위한 모드해석을 수행하였다. 핵연료봉의 진동특성을 규명하기 위해 제작한 시험장치를 이용하여 피복관(clad tube)의 진동특성실험과 유한 요소 해석을 수행하였다. 모드시험(Modal Testing)은 현재 상용 핵연료봉(튜브)을 대상으로 수행되었으며, 유한 요소 해석 모델을 개발하여 해석 결과와 시험 결과를 비교 분석하였다.
In this study, nonlinear flow-induced vibration(flutter) analyses of a 2-DOF launch vehicle airfoil have been conducted in supersonic and hypersonic flow regimes. Advanced aeroelastic analysis system based on computational fluid dynamics and computational structural dynamics is successfully developed and applied to the present analyses. Nonlinear unsteady aerodynamic analyses considering strong shock wave motions are conducted using inviscid Euler equations. Aeroelastic governing equations for the 2-DOF airfoil system is solved by the coupled integration method with interactive CFD and CSD computation procedures. Typical wedge type airfoil shapes with initial angle-of-attacks are considered to investigate the nonlinear flutter characteristics in supersonic(15). Also, the comparison of detailed aeroelastic responses are practically presented as numerical results.
Static and oscillatory loss of stability of composite pipes conveying fluid is Investigated. The theory of than walled beams is applied and transverse shear. rotary inertia, primary and secondary warping effects are incorporated. The governing equations and the associated boundary conditions are derived through Hamilton's variational principle. The governing equations and the associated boundary conditions are transformed to an eigenvlaue problem which provides the Information about the dynamic characteristics of the system. Numerical analysis is performed by using extended Gelerkin method. Variation of critical velocity of fluid with fiber angles and mass patios of fluid to pipe Including fluid is investigated.
In this study, an analysis program to assess the susceptibility of steam generator tubes due to the flow-induced vibration was developed. Analysis of fluid-elastic instability and random turbulence excitation for the U-tube bundle in CE-type steam generator was accomplished. The effective mass distribution along the U-tube was obtained to calculate the natural frequency and dynamic mode shape. Finally, stability ratios and rms vibration amplitude for selected tubes are obtained.
Vibration characteristics of the FIV test loop for the Flow-Induced Vibration(FIV) study of a PWR partial(5x5) fuel assembly are investigated by the Finite Element(FE) analysis and the modal test. For the FE analysis, 3-D beam element is used for the pipes and the test section and mass element used for the valves and flanges. The 'U' restrainer stiffness determined by numerical simulation is used for the FE model. The result of the FE analysis is compared with that of the modal test. The higher mode similarity between the test and analysis is observed in a few low modes. After that, the mode similarity reduce as the mode goes high. It is concluded that the first to the third vibration modes are observed at the lower parts of the 6 inches restoring line, followed by a local mode at the test section, and the natural frequencies of the modes are 22.4 Hz, 26.0 Hz, 27.5 Hz and 31.4 Hz.
Although the cone type venturi flow meter is superior to another differential pressure type flow meter in precision, the venturi is installed at the pipe as an L beam, so that the dynamic load due to drag force and flow-induced force is generated in the flow meter. In this paper we propose a methodology to evaluate this dynamic load directly by using stain-gages attached on the venturi and we discuss about the dynamic characteristics on the basis of flow-induced vibration theory.
배관시스템은 유체를 장거리로 이송시키는 장비로서 많은 산업군에서 사용되고 있다. 고압의 배관에서는 빠른 유속으로 인하여 소음이 크게 발생하고 있으며, 이러한 소음을 저감 시키기 위한 많은 연구가 수행되고 있다. 이 논문에서는 고온·고압의 배관내 밸브 유동을 원인으로 발생하는 유동유발진동과 음향유발진동을 설계단계에서 예측하고 정량적으로 분석을 위한 배관 소음 해석 기법을 개발하였다. 이를 위하여 배관의 내부 유동 예측을 위한 고정밀 유동 해석기법을 개발하였으며, 파수-주파수 분석법을 이용하여 주파수 대역별 압축성/비압축성 압력의 기여도를 평가하였다. 그리고 유한요소 해석법(Finite Element Method, FEM)을 기반으로 한 저·중 주파수 대역의 진동소음 해석기법을 개발하였으며, 통계적 에너지 분석법(Statistical Energy Analysis, SEA)을 기반으로 한 중·고 주파수 대역에서의 방사소음해석 기법을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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