• 한국정밀공학회지
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• 제32권12호
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• pp.1023-1029
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• 2015

Laser-assisted machining (LAM) is one of the most effective methods for enhancing the machinability of difficult-to-cut materials, such as titanium alloys and various ceramics, and has been studied by many researchers. LAM is a method that facilitates machining by softening a workpiece using a laser heat source. The advantages of the LAM process are decreases in tool wear, cutting force, and surface roughness. However, when the material is over-heated, melting or burning can occur. This study analyzed the heat source distribution with regard to overlapping of preheating on the laser heating path with an acute angle, a right angle and obtuse angles. Then, a power reduction method was proposed to reduce the melting and burning of the workpiece.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권10호
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• pp.1623-1629
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• 2003

In this paper, the arc beam is considered as a moving disc heat source with a pseudo-Gaussian distribution of heat intensity. The solution for temperature distribution on welds is derived by using the image heat source method and the superposition method. It is general solution in that it can determine the temperature-rise distribution in and around the arc beam heat source, as well as the width and depth of the melt pool (MP) and the heat-affected zone (HAZ) in welding short lengths, where quasi-stationary conditions may not have been established. As a comparative study, the results of this analytical approach has been compared with that of the finite-element modeling. As a result, The theoretical analysis presented here has shown good consistency and is more time/cost-effective method compared with FEM.

• 대기
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• 제23권3호
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• pp.293-305
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• 2013

대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하기 위하여 기존의 무차원화된 정역학 모형을 바탕으로 무차원화된 비정역학 모형을 개발하였다. 모형을 검증하기 위하여 정역학 방정식 계의 해석해와 비정역학성이 아주 작은 경우의 수치 실험 결과를 비교하였고, 두 결과가 거의 같음을 확인하였다. 무차원화된 비정역학 모형을 이용하여 선형 계와 비선형 계에서 대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하였다. 선형 계와 비선형 계 모두에서 비정역학성 인자가 작은 경우 열원 꼭대기 위에서 연직 방향으로, 비정역학성 인자가 상대적으로 큰 경우 주 상승 기류의 풍하측에서 수평 방향으로 상승 운동과 하강 운동이 교대하는 파동 형태의 섭동장이 나타났다. 풍하측에서 나타나는 상승 운동과 하강 운동을 분석하기 위하여 선형, 정상 상태, 비점성 흐름에 대한 Taylor-Goldstein 방정식을 구하였다. 주 상승기류의 풍하측에서 교대로 나타나는 상승 하강 기류세포는 전파파의 수평 방향 전파 성분과 에바네센트파, 즉 비정역학성 인자에 의해 결정되는 임계 파장보다 파장이 짧아 연직 방향으로 전파되지 못하고 수평 방향으로만 전파되는 중력파의 중첩으로 설명할 수 있다. 선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반과 일치하였으나, 약한 비선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반보다 다소 길었다. 주 상승 기류 지역 내에서 최대 상승 기류의 위치는 비선형성과 비정역학성 정도에 따라 다르게 나타났다.