• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.1948-1966
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• 1991

Two-phase cross-flow exists in many shell-tube heat exchangers such as condensers, reboilers and nuclear steam generators. To avoid problems due to excessive vibration, information on vibration excitation in two-phase cross-flow is required. Fluid-elastic instability is discussed in this paper. Four tube bundle configurations were subjected to increasing flow up to the onset of fluid-elastic instability. The tests were done on bundles with one flexible tube surrounded by rigid tubes. The fluid-elastic instability behavior is different for intermittent flows than for bubbly flows. For bubbly flows, the observed instabilities satisfy the relationship V/fd=K(2.pi..zeta. m/rho. $d^{21}$)$^{0.51}$ in which the minimum instability factor K was found to be 2.3 for bundles of p/d=1.22. The lowest critical velocities for fluid-elastic instability were experienced with parallel-triangular tube bundles. For intermittent flow, the observed instabilities did not follow the forgoing relation-ship. Significantly lower flow velocities were required for instability..

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1992.11a
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• pp.57-62
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• 1992

탄성 유체 윤활은 윤활 표면의 탄성변형이 중요하게 다뤄지는 윤활의 형태로, 주로 로울러 베어링이나 기어와 같이 선접촉 집중하중을 받는 기계요소와 관련이 많다고 할 수 있다. 역사적으로 볼때 탄성 유체 윤활은 20 세기에 들어서 윤활 분야에서 획기적인 발전을 해온 것 중의 하나라고 볼 수 있으며, 윤활상태의 폭넓은 해석 뿐만아니라 전에는 고려하지 못했던 큰하중을 받는 기계요소들에 대한 윤활상태를 규명하는데 지대한 역할을 할 수 있음을 시사하고 있다. 한편 오래전 부터 실험적으로 탄성유체윤활을 해석함에 있어서 우선 고전적인 Reynolds 윤활 방정식에 윤활제의 유성특성인 고압하에서의 점성의 압력 의존성이 대단히 큰 피에조 점성효과를 고려하지 않으면 안된다. 나아가 등점도 조건하에서 재료의 탄성 변형을 함께 고려하여 연립 방정식의 형태로 구성해서 피에조 효과에서 발생하는 강한 비선형성을 갖는 대수 방정식의 해를 구하는 방안을 강구해야 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.328-333
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• 1995

본 연구에서는 난류경계층 압력유동을 받는 구조물의 탄성응력파의 전파특성을 파동역할을 이용하여 해석하였다. 기존의 연구에서는 직각좌표계를 이용하여 난류운동이 동일한 한 방향으로 흐르는 경우에 대해 탄성응력파의 전파특성을 해석하였으나, 본 연구에서는 유체가 구조물의 표면에 수직으로 입사하여 방사형으로 흘러나갈 경우에 발생하는 탄성응력파의 전파 특성을 극좌표계를 이용하여 해석하였다. 또한 기초 구조물의 깊이방향으로 전파되는 탄성응력파를 감소시키기 위해 기초구조물의 표면에 접착시키는 탄성중합체층을 설계하는데 보다 효율적으로 응용할 수 있는 단순화된 1자유도계 모델을 유도하였다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.1 no.1
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• pp.46-53
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• 1989

유한요소법을 이용하여 애뉼라다이 팽창현상을 수치 해석학적으로 분석하였다. 이보 고는 계속적인 연구의 일부로써 비탄성 비뉴토니안 유체인 지수법칙형의 유체에 대한 모사 이다. 이지수법칙형의 유체는 간단하나 고분자 공정 연구에 많이 쓰이는 구성식으로써, 분석 결과는 환형압축체의 두께는 지수법칙 지수에 비례하여 증가하였다. 높은 전단응력 감소유 체의 경우 두께는 증가하지 않고 감소하였다. 비등온 유체 및 여러 다른 형태의 압출형에 대한 수치해석 결과도 예시하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.192-195
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• 2010

본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.9 no.6
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• pp.81-90
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• 1990

유체 동역학에서, 난류에 의해 수중 구조물에 가해지는 압력과 전단력의 측정은 중요한 문제이 다. 이러한 유체의 흐름에 의한 압력과 전단력, 나아가 유체의 흐름방향까지 시간과 거리의 함수로 측정 할 수 있는 새로운 탄성표면파 센서가 개발되었다. 센서는 압축 인장형 전단력을 받는 두 개의 표면파 와 흐르는 유체 속의 표면파의 속도차는 또한 유체흐름에 의해 가해지는 압력에 비례한다. 정지류 속의 표면파와 흐르는 유체 속의 표면파의 속도차는 또한 유체흐름에 의해 가해지는 압력에 비례한다. 이 센 서를 응력 로젯과 같이 배열하면 유체의 진행방향도 함께 측정할 수 있다. 표면파 센서는 넓은 주파수 대역에 걸쳐 사용이 가능하므로, 적절히 설계하면 유체의 흐름에 의한 표면력과 유체의 진행방향을 동 시에 거리와 시간의 함수로서 국부적으로, 광역적으로 측정할 수 있다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.574-577
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• 2010

이번 연구에서는 저속 비압축성 유체-구조 연성을 고려한 위상 최적화을 위해 새로운 모노리틱 해석을 개발한다. 이 새로운 해석 기법에서는 기존의 유체-구조 연성 시스템 해석 기법에서 유체와 구조 영역을 분리하고 연성 조건을 만족시키는 것과 다르게 하나의 일치된 해석 방정식을 유체 영역과 구조 영역에 동일하게 적용한다. 또한, 경계조건을 만족시키기 위하여 단일화 된 해석 방정식의 물성치를 바꾸어주는 새로운 방식을 제시하였다. 이 새로운 방법에서는 유체, 구조 영역을 분리하지 않고 Navier-Stoke's 방정식과 선형 탄성식을 동시에 사용하였다. 또한, 유체-구조 영역이 연성 해석 중 변화하는 것을 반영하기 위하여 구조 변위를 이용하여 Deformation tensor를 계산하였고 이를 이용하여 변형 후에서의 Navier-Stoke 방정식의 미분을 계산하는 방법을 제안하였다. 그리고, 정상 상태 유체를 가정하고 속도에 비례하는 마찰힘인 Darcy's force 항을 Navier-Stoke 방정식에 넣고 이 마찰 힘의 크기를 변화시킴으로 해서 유체 방정식에서의 연성 경계 조건을 만족시켰다. 선형 탄성 방정식에서 Divergence이론을 이용해서 경계에서 작용하는 외력이 하는 일을 내부 시스템에 하는 일로 계산하였다. 개발된 모노리스 해석 방법을 이용하여 저속 비압축성 유체가 구조에 미치는 압축력을 계산하였고 이용하여 컴플라이언트 미케니즘을 설계하였다.

• Journal of the KSME
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• v.30 no.3
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• pp.246-251
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• 1990

마이크로폴라 탄성이론은 다른 마이크로연속체(microcontinuum) 이론에 비해 적용이 간단하며, 실제 많은 물리적인 현상을 규명하는 데 다양하게 이용할 수 있다. 특히 고전 탄성이론에 의해 적절하게 해결될 수 없는 덤벨(dumbell) 분자로 이루어진 물체, 액체 결정체(liquid crystals), 과립상(granular)의 분자로 구성된 물체와 복합 섬유재료(composite fibrous materials) 등은 마 이크로폴라 탄성이론에 의해 잘 해결될 수 있다. 또한 마이크로폴라 탄성이론은 고체 내에서의 파의 전파(propagation)와 분산(dispersion), 구멍 주위의 응력집중과 외부 하중을 받는 물체에 있어 균열끝에서의 응력 분포 등의 고체역학 문제들은 물론이고, 경계층(boundary layer), 난 류(turbulence), 유체 유동의 불안정(instability)과 표면장력 현상 등의 유체역학에서의 복잡한 문제들을 해결하는 데에도 이용할 수 있다. 마이크로폴라 탄성이론은 고전 탄성이론에 비해 상 대적으로 새롭고 미개척 분야이긴 하지만 이론의 기반이 확고하기 때문에 앞으로의 회전응력 측정장치의 개발을 통해 미소구조의 영향을 고려해야 하는 많은 문제들을 해결하는데 큰 기여를 할 것으로 전망된다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.38 no.5
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• pp.511-521
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• 2019

In this study, we theoretically study the acoustic scattering of an obliquely incident plane wave from a finite elastic cylindrical shell. A heuristic scattering method of Ye [Z. Ye, J. Acoust. Soc. Am. 102, 877-884 (1997)] for a finite fluid cylinder is extended into a finite elastic cylindrical shell since no analytic solutions exist in the finite cylinder. The elastic cylindrical shell is modeled with the 3D elastic wave theory considering internal fluid. Using the derived analytic solution, we observe the effect of the internal fluid on the scattering field, the scattering field for the Rayleigh parameter, and the far-field scattering function for the elastic property of the cylindrical shell.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2006.10a
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• pp.1-2
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• 2006