• Journal of Korea Foundry Society
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• v.12 no.1
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• pp.51-61
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• 1992

주조시 주형내의 유동해석을 위해서는 시간에 따라 변화하는 자유표면 위치에 대한 정확한 정보가 요구되는 관계로 난제로 여겨져 왔다. 따라서 대부분의 연구는 초기치 속도를 정의하기 위해서 순간충입(instantaneous filling)을 가정하여 수치 해석을 하였던 것이다. 본 연구는 Modified Solution Algorithm-Volume of Fluid Method (MSOLA-VOF)를 개발하는 주조시 주형내의 유동을 수치적으로 해석하며, 유속이 수평 주조, 수직 주조의 경우에 어떤 영향을 미치는가에 대하여 연구하였다. 결론으로 응고 연구에 있어서 초기의 순간충입은 비현실적인 가정이라는 것이 밝혀졌으며, 충입시 초기 속도 분포와 결정 생성은 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.43 no.6
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• pp.302-309
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• 2023

In general, castings often have complex shapes and significant variations in thickness within a single product, making grid generation for simulations challenging. Casting flows involve multiphase flows, requiring the tracking of the boundary between air and molten metal. Additionally, considerable time is spent calculating pressure fields due to density differences in a numerical analysis. For these reasons, the Cartesian grid system has traditionally been used in mold filling simulations. However, orthogonal grids fail to represent shapes accurately, leading to a momentum loss caused by the stair-like grid patterns on curved and sloped surfaces. This can alter the flow of molten metals and result in incorrect casting process designs. To address this issue, simulations in the Cartesian grid system involve creating a large number of grids to represent shapes more accurately. Alternatively, the Cut Cell method can be applied to address the problems arising from the Cartesian grid system. In this study, analysis results based on the number of grid in the Cartesian grid system for a casting flow analysis were compared with results obtained using the Cut Cell method. Casting flow simulations of actual products during various casting processes were also conducted, and these results were analyzed with and without applying the Cut Cell method.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 1999.05a
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• pp.66-74
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• 1999

일반적으로 압출용 빌렛트제조에는 빌렛트상하의 품질변화로 수평연속주조법이 사용되지 않고 있지만 전자기교반법을 이용할 경우 이러한 단점이 없어진다. 따라서 전자기교반장치를 설치한 수평연속주조장치를 이용하여 연주빌렛트를 제조하였다. 최대자속밀도가 1000Gauss 인 전자기교반장치를 설계 제작하였으며, 간접냉각방식의 흑연몰드에서 알루미늄합금을 사용하여 건전한 연주빌렛트를 제조할 수 있는 여러 공정조건을 조사 검토하여 직경 70mm의 기포가 없고 표면이 미려한 등축정을 가진 연주빌렛트를 제조하였다. 인출속도에 따른 수평 연속주조 빌렛트의 표면, 용탕유동라인 및 조직을 검토한 결과 평균인출속도 20mm/min에서 40mm/min까지 아주 미려한 표면특성을 가졌으며, 인출속도가 빠르면 유동라인이 표면에서 중심 쪽으로 완만한 기울기를 가지게 되어 표면응고층이 얇아져 빌렛트가 고액계면에서 끊어지게 되며, 조직미세화는 인출속도가 클수록 미세화되었으나, 결정구상화정도는 인출속도가 빠를수록 악화되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.3
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• pp.253-258
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• 2012

The Cartesian grid system has generally been used in casting simulations, even though it does not represent sloped and curved surfaces very well. These distorted boundaries cause several problems, and special treatment is necessary to resolve them. A cut cell method on a Cartesian grid has been developed for the simulation of threedimensional mold filling. Cut cells at a cast/mold interface are generated on Cartesian grids, and the governing equations are computed using the volume and areas of the cast at the cut cells. In this paper, we propose a new method based on the partial cell treatment (PCT) that can consider the cutting cells which are cut by the cast and the mold. This method provides a better representation of the surface geometry, and will be used in the computation of velocities that are defined on the cell boundaries in the Cartesian gird system. Various test examples for several casting process are computed and validated.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.13 no.2
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• pp.131-145
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• 1993

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.32 no.3
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• pp.150-156
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• 2012

발포금속은 초경량 재료로서 폐기공과 개기공의 두 가지 형태의 구조를 지니고 있으며 폐기공은 내충격성, 흡음성, 단열성의 기능을 지니고 있고, 개기공은 필터, 생체지지대, 촉매재, 열방출재 등으로 사용되고 있다. 개기공발포재는 삼차원 구조모양으로 프리커서를 이용한 압력정밀주조나 기공입자용출법으로 제조하고 있으나 기공의 크기나 셀의 형상, 두께 등을 조절하기에 어려움이 있다. 이를 해결하기 위하여 환경친화적인 펄라이트를 사용하여 목적하는 크기의 그래뉼을 제조한 후, 용융마그네슘합금을 감압주조법으로 주조하여 그래뉼의 크기로 기공율을 조절하고, 주형의 온도와 압력에 따른 유동의 길이를 측정하였다. 그래뉼 직경이 2.3 $mm{\O}$ 일때에 주형의 온도 $300^{\circ}C$ 이상, 압력이 5000 Pa 이상에서 유동길이 6.5 cm 이상을 얻었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2001.05a
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• pp.224-228
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• 2001

자동차용 Al Wheel의 반복 금형 주조 공정에 있어서의 적정 냉각조건 확립 및 수축공 등의 주조결함을 제어하기 위하여 3차원 응고, 유동, 응력 해석 프로그램 연동 기술과 자동 금형온도 조절장치를 실제 현장에 적용하여 생산되는 Al Wheel 제품의 최적 주조조건 및 냉각조건을 확립하였다. 주조과정 중의 금형의 온도 변화 및 주물의 응고, 유동 거동은 수치해석 결과와 잘 일치하는 경향을 나타내었다. 또한 금형온도 자동 조절 장치를 사용함으로서 금형 작업온도의 가열 및 유지가 정량적으로 제어 가능하며, 제품 품질의 유지 및 Cycle Time 최적화를 이룰 수 있으며 궁극적으로는 금형 수명 연장 및 생산성 향상 등을 이룰 수 있었다.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.12 no.4
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• pp.293-297
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• 1992

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.55.1-55.1
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• 2011

의료용 고속 에어터빈 핸드피스는 주로 치과에서 치아 절삭 및 치료에 사용하는 도구로써 치의학 분야에서 가장 폭넓게 사용되는 의료장비 중 하나이다. 핸드피스용 소재는 황동 혹은 스테인레스 강이 주로 사용되었으나, 최근 고내식성, 인체친화성이 높은 티타늄을 사용한 가벼운 재질의 핸드피스 제품들이 개발되어 독일 및 일본을 중심으로 출시되고 있다. 티타늄으로 제조되는 부분은 헤드와 바디로써, 본 연구에서는 에어터빈의 케이스에 해당하는 헤드부 제조에 있어서 정밀주조 공정 적용의 타당성을 조사하였다. 티타늄은 특히 용융점이 높고 유동성이 좋지 않을 뿐만 아니라 주형과의 반응성이 높기 때문에 주조 시 제품 내/외 부에 결함발생 빈도가 높다. 이와 같은 주조결함 제어를 위하여 상용 유한요소 프로그램인 ProCASTTM을 사용하여 핸드피스 헤드 제조 시 유동 및 응고해석을 수행하였다. 또한 헤드 부 형상에 따른 주조성을 조사하여 이를 바탕으로 최적 주조방안 도출을 위한 정밀주조 공정해석 연구를 수행하였다.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.17 no.6
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• pp.552-559
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• 1997

주조방안설계를 위한 pre-processor, main-solver 그리고 post-processor로 구성된 통합 응고해석 시스템을 개발하였다. Pre-processor는 퍼스널 컴퓨터에서 사용되는 상용 CAD 프로그램인 AutoCAD를 사용하였다. Main-solver는 주조과정중의 충진거동을 해석한 유동해석 프로그램과 3차원 열전달 응고해석을 통합하여 냉각수 시스템으로 제어되는 금형 반복주조법에서의 응고양상을 해석할 수 있다. Post-processor는 cavity내의 용탕충진거동, 주형내의 온도분포, 응고시간등을 3차원 그래픽으로 처리할 수 있게 설계하였다. 개발된 시스템의 현장적용 가능성을 검증하기 위하여 대형주강 밀하우징, 자동차휠 주조용품, 밸브블럭등의 시제품의 열유동해석에 적용하였다. 본 연구에서 개발된 CastDesigner는 중소기업형 주조현장에서 PC용 CAD/CAE system 구축을 통한 최적주조방안 설계용 열유동해석 프로그램으로 사료된다.