• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2014.04a
• /
• pp.216-216
• /
• 2014

과거 유체 유발 진동(FIV : Fluid Induced Vibration)은 배관계 설계 하중에 고려되지 않은 설계 하중이었다. 하지만, 원자력 발전소 또는 화력 발전소의 배관형상이 복잡하고 고온수가 배관 내부에서 유동하는 배관계에서 육안으로 관측이 가능한 배관진동이 발생하였다. 이에 배관 진동에 대하여 원인 분석과 배관 구조 건전성 평가에 관심을 가지게 되었다. 배관 진동은 배관 형상에 따라 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동이 하나의 원인이며, 고온수가 유동하는 배관일수록 압력 변동에 대한 배관 진동이 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동을 불규칙 수력하중이라고 한다. 본 연구에서는 배관 내부에서 난류 유동으로 발생하는 불규칙 수력하중을 유동해석을 이용하여 PSD(Power Spectral Density)로 산출하고, PSD 하중을 이용하여 불규칙 구조 응답 해석을 수행하여 배관계 응력 분포에 대하여 연구하였다. 배관 내부 난류 유동에 대한 불규칙 수력하중은 DES 난류 모델을 사용하여 시간에 대한 배관 내부 표면의 유체 속도를 유동 해석으로 산출하였으며, 유체 속도를 동압으로 계산한 후 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 PSD 하중으로 산출하였다. 그리고 불규칙 구조 응답 해석에서 배관 내부 유체 영향에 대한 진동 감쇠를 표현하기 위하여 유체 질량을 산출하고, 배관 구조 해석 모델 표면에 질량을 입력하는 방법으로 배관 고유진동수 및 불규칙 구조 응답 해석을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1998.05a
• /
• pp.496-501
• /
• 1998

최근 국내의 PWR 발전소에서는 유체유발진동에 의한 핵연료의 Fretting Wear가 많이 발생하였다. 이는 Baffle Jetting이나 그 밖의 요인도 있을 수 있으나 핵연료의 장주기화, 높은 열적여유도등의 설계요건을 만족하기 위한 노심 내의 유동조건 변화에 기인한다. 특히 고리 2호기에서 발생한 핵연료 손상 중 15%정도가 유체유발진동으로 추정되고 있다. 따라서 본 연구는 손상 핵연료의 노심내 위치, 부위, 유동조건 등으로 부터 유체유발진동의 주요 손상 원인을 규명하는데 있다. 이를 위해 핵연료 집합체에서 발생할 수 있는 유체유발진동 메카니즘의 특징과 유동조건, 손상 핵연료의 노심내 위치, 파손 부위, 집합체와 지지격자의 기하학적 형태를 고려한 유동 방향 등을 연관 분석 결과 파손을 일으키는 주요원인을 단일 집합체 내에서 발생되는 Vortex Shedding과 인접한 집합체 사이에서 발생되는 Fluidelastic Instability의 중복효과로 규명하였다 또한 최근 핵연료 설계에 도입된 Mixing Vane의 효과가 과도하여 핵연료 손상을 일으키는 가설을 정립하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1993.10a
• /
• pp.35-41
• /
• 1993

산업사회가 발전함에 따라 거대한 플랜트(plant)를 포함하여, 원자력 발전소 와 로켓트 등과 같이 구조적 안전성과 정확한 성능의 확보가 극히 중요시되 는 설비들이 많이 등장하고 있다. 이들 설비를 구성하고 있는 파이프계 (piping system)는 강성 또는 연성재료 및 각종 valve등으로 구성되어 있기 때문에, 고온 고압 고속의 유체가 파이프 내부를 흐를 때 일으키는 진동현상 및 플랜트의 과도운전 상황에서의 일어나는 수격현상(water hammer 또는 steam hammer)과 이로 기인한 제반 진동문제는 안전성확보 측면에서 많은 관심이 고조되고 있다. 이와 관련되어 유체유발진동에 관한 많은 연구들이 수행되었으며, 파이프계에 장착된 밸브에 대한 연구는 Weaver등에 의하여 실험적, 이론적으로 수행되었다. 그들은 유동방정식에서 비정상 베르누이 방 정식을 사용하여 내부유동방정식을 간략하게 유도하였으나, jet flow에 의한 유체의 운동량변화를 고려하지 않고 해석되어 그 결과에 의문이 제기된다. 그러므로 본 연구에서는 체크밸브(check valve)가 부착된 파이프계에서 일어 나는 유체유발진동 및 안정성에 관한 이론적 연구를 수행하여, 파이프계의 설계에 필요한 파라미터의 영향을 파악하고자 한다. 원자력 발전소와 같이 구조적 안정성이 요구되는 플랜트를 국내 기술로 설계 시공하려는 국내 실 정에서 이로 인한 파이프계에 발생할 수 있는 유체유발진동과 안정성을 예 측할 수 있는 해석이론은 파이프계의 설계 및 운전조건의 선정에 있어서 그 의의가 크다고 할 수 있겠다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.355-355
• /
• 2007

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1994.10a
• /
• pp.259-264
• /
• 1994

본 연구에서는 유체와 파이프간의 완전 연계성을 포함하는 유한요소모델을 유도하고 Runge-Kutta 알고리즘을 적용하기 위한 수치해석 기법을 개발하였다. 기존의 연구자들이 다룬 바 있는 문제들을 다루어 봄으로써 본 연구결과의 신빙성을 점검하였으며, 다른 연구자들이 사용해 온 파이프의 진동방정식에서는 무시해 온 유체에 의해 발생하는 힘들의 영향을 고찰하였다. 그 결과, 유체가 고속으로 흐를 때 이들의 영향을 무시할 수 없음을 알았다. 앞으로, 더 다양한 경계조건에 대한 연구와 좀 더 효율이 높은 수치해석 기법의 개발이 요구된다.

• Journal of KSNVE
• /
• v.22 no.6
• /
• pp.6-11
• /
• 2012

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2002.11b
• /
• pp.921-926
• /
• 2002

In this study, we investigate the plugging effect on the CE type steam generator tube. The natural frequency and mode shape will be changed due to decrease of the effective mass distribution along the tube. We compared the variation of stability ratio for plugged tube with that for unplugged one. The natural frequency increased because of removing the cooling water inside the steam generator tube, but the stability ratio decreased inversely because of changing the vibrational model shape. We also investigated the turbulent excitation effect.

• Journal of KSNVE
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.693-702
• /
• 1999

We study the characteristics of airflow and sound noise induced by disk rotation in optical disk drives. The characteristics of airflow around a rotating disk surrounded by various tray structures are numerically investigated using a commercial CFD program and then compared with experimental results. Sound pressure and intensity caused by the fluid-structure interactions in the CD/DVD-ROM drive are measured, and the effect of the ariflow on the sound noise and disk vibration is discussed. In order to reduce airflow-induced noise and vibration around the rotating disk, tray geometry is modified. Both numerical and experimental studies implemented with different tray models show that the improved tray model alters the characteristics of the disk-induced airflow, causing the reduction of the airflow-induced sound level.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2009.04a
• /
• pp.658-659
• /
• 2009

In this study, fluid-induced vibration (FIV) analyses have been conducted for tall building structure. In order to investigate the aeroelastic responses of tall building due to wind load, advanced computational analysis system based n computational fluid dynamics(CFD) and computational structural dynamics (CSD) has been developed. Fluid domains are modeled using the computational grid system with local grid deforming technique. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of tall structure for fluid-structure interaction (FSI) problems. Detailed aeroelastic responses and results are presented to show the physical phenomenon of the tall building.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.15 no.1
• /
• pp.59-68
• /
• 2002

The cylindrical Upper Guide Structure assembly of the reactor intervals wish the Core Support Barrel and the Inner Barrel Assembly is subjected to flow induced loads horizontally which include random pressure fluctuation due to turbulent flow and pump pulsation pressures. The purpose of this papers is to perform random vibration and harmonic response analyses fort flow induced loads. The dynamic response characteristics due to random turbulence and pump pulsation loads were evaluated using the lumped mass beam model. Especially the model considered the annulus effects due to water gaps existing between cylindrical structures such as the Upper Guide Structure Barrel, the Core Support Barrel, and the Inner Barrel Assembly. The effect of the Inner Barrel Assembly inside the Upper Guide Structure assembly was studied. The peak dynamic responses lot each loading condition due to the addition of IBA were affected by the natural frequencies of the structures. Therefore the peak dynamic responses of the structures should be conservatively obtained from evaluation of dynamic analysis for various loading conditions.