• 제목/요약/키워드: 유체-구조 연성해석

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Foil사이의 미끄러짐을 고려한 Foil Bearing변형 및 내부유동특성해석 (Internal Flow Characteristic Analysis and Deformation of Foil Considering Slip between Foils)

  • 이상훈;원찬식;허남건;전승배
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.482-487
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    • 2001
  • Leaf type foil bearings have been used successfully in many aerospace applications such as air cycle machines, turbocompressors and turboexpander. These applications are characterized by light loads, constant speeds and low to moderate temperatures. But, as system on start-up or shutdown, sliding contact between the shaft and foil surfaces cause wear. So, in present study, to understand pressure-flow characteristics and deformation of foil bearing, flow/structure interaction analysis was used. and using this method, 2D and 3D calculation was peformed for shape of foil bearing to know circumferential direction flow and leakage flow characteristics of axial direction.

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고압용 다이아프램 압축기 및 체크 밸브의 2-way FSI 수치해석 (TWO-WAY F냐 simulation OF THE DIAPHRAGM COMPRESSOR AND NON-RETURN CHECK VALVE)

  • 최범석;윤현기;유일수;박무룡
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.86-92
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    • 2010
  • A metal diaphragm compressor has been widely used for supplying a high pressures gas. This compressor mainly consists of gas oil space and metal diaphragm. Gas sucked in the gas space is compressed by an oscillating metal diaphragm existed between the gas and oil space. A non-return discharge and suction check-valve are components of the compressor that draw off the compressed oil and gas. Those components are self-actuated by differential pressures. Therefore, the rapid response and stable operating conditions are required. In the present study, to find out the dynamic behavior of the suction, discharge valve and diaphragm compressor, the unsteady flow field has been investigated numerically by using the unsteady two-way FSI (Fluid Structure Interaction) simulation method, $k-{\omega}$ turbulent model and mesh deformation.

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유체와 구조물의 연성을 고려한 rack 구조물의 내진해석 (Seismic Analysis of Rack Structure with Fluid-Structure Interaction)

  • 김성종;이영신;류충현;양계형;정성환
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.465-470
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    • 2001
  • In this study, the seismic analysis of rack structure with fluid-structure interaction is performed through use of the Finite Element Method(FEM) code ANSYS. Fluid-structure interaction can specify in terms of an hydrodynamic effect which is defined as the added mass per unit length divided by the area of the cross section. Using the Floor Response Spectrum(FRS) obtained through the time-history analysis, modal analysis and seismic analysis under Operating Basis Earthquake(OBE) and Safe Shutdown Earthquake(SSE) condition is carried out. The fluid-structure interaction effects on the rack structure are investigated.

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안전릴리프밸브의 블로우 다운 예측 및 유체-구조 연성해석 (Blowdown Prediction of Safety Relief Valve and FSI Analysis)

  • 최지원;장시환;이권희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.729-734
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    • 2017
  • 안전릴리프밸브는 배관라인 혹은 탱크의 과도한 압력을 완화하고 사용 적정압력 수준으로 유지해주는 장치이다. 안전릴리프밸브는 스프링 보닛에 통풍구가 대기 쪽으로 혹은 배출구 쪽으로 뚫려 있는지에 따라 배압의 변화에 직접적으로 영향을 받게 된다. 배압은 축적 배압(Built-up back pressure)과 부과 배압(superimposed back pressure)으로 나뉘게 되며 사용조건에 따라 배압의 특성이 달라진다. 본 연구에서 사용되는 안전밸브는 Conventional Safety Relief Valve로써, 배압의 특성을 가정하였다. 또한 개방력과 스프링력 사이의 힘의 평형 방정식을 세워 이론적 접근방법으로 초기 스프링 변위를 구하였다. 디스크가 받는 반력 즉 개방력과 스프링력을 비교하여 블로우 다운을 예측하였다. 블로우 다운은 설정 압력과 디스크 재닫힘 압력 간의 차이다. 본 연구는 ASME 규격 코드에 따라서 블로우 다운 시험 전에 전산 유동해석프로그램 CFX17.1을 이용하여 수치적으로 예측하였음을 밝힌다. 또한 유체-구조 연성해석(fluid-structure interaction analysis)을 통해 안전밸브 트림부의 안전성을 검토하였다. 향후, 시험과 전산수치해석 값을 서로 비교하여 블로우 다운 이론적 접근방법과 유동해석방법을 제안하고자 한다.

해양사고 원인규명 통합 분석 시뮬레이션 시스템

  • 이상갑
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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    • pp.50-54
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    • 2016
  • 해양사고 원인규명 통합 분석 시뮬레이션 시스템은 해양사고가 발생하는 과정(선회)을 포함하여 충돌, 좌초, 접촉, 전복, 침수 및 침몰 등의 해양사고를 유체-구조 연성 해석기법의 고도 정밀 M&S 시스템을 사용하여 과학적으로 해양사고의 원인을 분석하고 사고의 손상과정을 체계적으로 재현할 수 있는 시스템이다. 해양사고는 육상과 공중에서 발생하는 자동차와 비행기 등의 충돌이나 추락사고와는 달리 공기의 밀도보다 천배의 물에서 발생하므로 물에서 부양되고, 운동하고, 선내에 물이 침수되고, 운항 중일 때 파도도 생성시키고, 두 물체가 근접할 경우에는 압력이 압착되고, 두 물체가 스쳐 지나거나 안벽이나 해저를 근접하여 운항할 경우에는 압력이 저하되는 등 물에서의 연성효과(interface effect)를 충분히 고려하여 재현할 수 있어야 정확하게 해양사고의 원인을 규명 및 분석할 수 있을 것이다. 또한 황천에서 발생하는 해양사고일 경우에는 강한 조루, 강풍 및 해일성 파도 등을 불규칙 스펙트럼을 사용하여 정확히 구현하여야 황천에서 발생하는 해양사고의 원인을 충분히 분석할 수 있을 것이다. 이러한 해양사고 통합 분석 시뮬레이션 시스템을 이용하여 과학적이고 정확한 해양사고의 원인규명 및 분석으로 심판의 획기적인 신뢰 구축과 심판 지연에 따른 사회적 비용을 최소화하고, 해양사고의 원인과 과실 책임, 나아가서 사고 재발방지 대책수립 등에도 활용하는데도 크게 기여할 것으로 사료된다.

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쾌속여객선의 수중부유물과의 내충돌 안전성 평가 (Crashworthy Safety Assessment of High Speed Passenger Ship with Underwater Floating Matter)

  • 이상갑;이재석;백윤화;전승환
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2009년도 공동학술대회
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    • pp.30-31
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 쾌속여객선과 수중부유물과의 실선 충돌응답해석을 통하여 선체와 승객의 내충격 안전성 평가를 수행하는 것이다. 그동안 수중부유물과의 충돌사고로부터 발생하였던 선체와 승객들의 손상자료들을 면밀히 검토하고 평가하여 쾌속여객선 수중익 시스템의 수중부유물과의 충돌에 의한 손상구조를 철저히 파악함으로써 내충격 안전성 평가를 위한 다양한 충돌 시나리오를 작성할 수 있었다. 주변 유체를 고려하는 LS-DYNA 코드의 유체-구조 연성 해석기법과 국부 zooming 해석기법을 사용하여 쾌속여객선의 수중부유물과의 충돌응답해석을 수행하여 선체와 승객의 내충격 안전성 평가를 수행하였다.

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복합평판구조물의 고주파수 대역 유체/구조 연성 소음진동예측을 위한 에너지흐름유한요소해석 (Energy Flow Finite Element Analysis for High Frequency Acoustic and Vibrational Prediction of Complicated Plate Structures Considering Fluid-Structure Interaction)

  • 윤태흠;박영호
    • 대한조선학회논문집
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    • 제60권1호
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    • pp.20-30
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    • 2023
  • In this paper, the Energy Flow Finite Element Analysis (EFFEA) was performed to predict the acoustic and vibrational responses of complicated plate structures considering improved Fluid-Structure Interaction (FSI). For this, a new power transfer relationship was derived at the area junction where two different fluids are in contact on both sides of the plate. In order to increase the reliability of EFFEA of complicated plate structures immersed in a high-density fluid, the corrected flexural wavenumber and group velocity considering fluid-loading effect were derived. As the specific acoustic impedance of the fluid in contact with the plate increases, the flexural wavenumber of the plate increases. As a result, the flexural group velocity is reduced, and the spatial damping effect of the flexural energy density is increased. Additionally, for the EFFEA of arbitary-shaped built-up structures, the energy flow finite element formulation for the acoustic tetrahedral element was newly performed. Finally, for validation of the derived theory and developed software, numerical applications of complicated plate structures submerged in seawater or air were successfully performed.

양방향 유체-고체 연성해석을 통한 표면 위 미세날개의 진동이 열전달에 미치는 영향 분석 (A Numerical Study on the Effect of a Microfin with a Flexible Up-down Movement on Heat Transfer using a Fluid-structure Interaction (FSI) Method)

  • 박기홍;민준기;김진규;강석훈;김성진;박상후
    • 한국정밀공학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.975-983
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    • 2011
  • A microfin on a heated surface and its effects of the heat transfer has been investigated. The thickness of the fin is about 8 micrometer to allow the flexible up-down motion of the fin. Two-way complete FSI (Fluid-Structure Interaction) method has been applied for the analysis. Firstly, the deformation of a microfin due to the pulsating flow is evaluated using structure analysis. The flow and temperature patterns are predicted by CFD (Computational Fluid Dynamics) method. At each time step, using the pressure force and temperature distribution from CFD, the deformation of the wing is evaluated by FEM. Also in order to estimate the resonance probability, the natural frequency of the wing structure is calculated by modal analysis. The proposed numerical procedure was validated through experiment using a single fin. Through this work, we show that the increase of 40% in heat transfer capacity using the microfin has been compared with that of flat plate case.

LS-DYNA 코드의 유체-구조 연성해석 기법을 이용한 자유낙하식 구명정의 가속도 응답 추정 (Estimation of Acceleration Response of Freefall Lifeboat using FSI Analysis Technique of LS-DYNA Code)

  • 배동명;자키;김학수;김주곤
    • 대한조선학회논문집
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    • 제47권5호
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    • pp.681-688
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    • 2010
  • During certification of freefall lifeboats, it is necessary to estimate the injury potential of the impact loads exerted on the occupants during water entry. This paper focused on the numerical simulation to predict the acceleration response during the impact of freefall lifeboats on the water using FSI(Fluid-Structure Interaction) analysis technique of LS-DYNA code. FSI problems could be conveniently simulated by the overlapping capability using Arbitrary Lagrangian Eulerian(ALE) formulation and Euler-Lagrange coupling algorithm of LS-DYNA code. Through this study, it could be found that simulation results were in relatively good agreement with experimental ones in the acceleration peak values, and that the loading conditions were very sensitive to the acceleration responses by the experimental and simulation results.