• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1763-1773
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• 1991

본 연구에서는 포화수증기와 공기의 혼합기내에서 분무수적으로의 열 및 질량 전달률을 계산하기 위하여 수적의 부분혼합모형과 비혼합모형에 대하여 수적내 과도온 도분포의 해석해를 적용성이 보장되면서도 계산상의 어려움이 수반되지 않는 형태로 구하기 위하여 수적내부의 열전도해석에 있어서 적분법을 적용하였다. 적분법으로 얻어지는 과도온도분포의 해는 유한차의 다항식으로 표시되어 비혼합모형인 경우 각시 간 구간의 경계에서의 온도분포가 연속성을 유지하면서 물성치들의 온도에 대한 종속 성이 쉽게 고려되고 계산도 용이한 형태이다. 본 보에서 제시하는 해석결과의 적용 성을 조사하기 위하여 완전혼합모형을 포함하는 세가지 수적모형들에 대한 계산결과들 로부터 얻어진 시간변화에 따른 수적의 무차원 체적평균온도변동을 유효한 실험결과들 과 비교, 검토하였으며, 부분혼합모형에 대하여 혼합기의 압력, 수적의 초기온도, 혼 합기 속에 포함되어 있는 수증기의 체적분율, 수적의 초기크기, 수적의 초기속도 및 분사각도가 주위혼합기로부터 수적으로 전달되는 열 및 질량전달에 미치는 영향을 조] 사하고 도출된 대표적인 검토 결과를 제시하였다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.15 no.5
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• pp.77-82
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• 2011

SiC particulate reinforced Al matrix composites with different SiC volume fractions were fabricated by thermal spray process. And the dry sliding wear test were performed on these composites using the applied load of 10 N, rotational speed of 30 rpm, radius of rotation 15 mm. Wear tracks on the Al/SiC composites were investigated using scanning electron microscope(SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). It was observed that wear behavior of Al/SiC composites and formation of MML was changed dramatically according to reinforcement volume fraction.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.7
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• pp.881-889
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• 2010

A volume integral equation method (VIEM) is introduced for solving the elastostatic problems related to an unbounded isotropic elastic solid; this solid is subjected to remote uniaxial tension, and it contains multiple interacting isotropic inclusions. The method is applied to two-dimensional problems involving long parallel cylindrical inclusions. A detailed analysis of the stress field at the interface between the matrix and the central inclusion is carried out; square and hexagonal packing of the inclusions are considered. The effects of the number of isotropic inclusions and different fiber volume fractions on the stress field at the interface between the matrix and the central inclusion are also investigated in detail. The accuracy and efficiency of the method are clarified by comparing the results obtained by analytical and finite element methods. The VIEM is shown to be very accurate and effective for investigating the local stresses in composites containing isotropic fibers.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.1
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• pp.59-71
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• 2012

A volume integral equation method (VIEM) is introduced for the solution of elastostatic problems in unbounded isotropic elastic solids containing multiple interacting isotropic or anisotropic diamond-shaped inclusions subject to remote uniaxial tension. The method is applied to two-dimensional problems involving long parallel diamond-shaped cylindrical inclusions. A detailed analysis of the stress field at the interface between the matrix and the central inclusion is carried out for square and hexagonal packing of the inclusions. The effects of the number of isotropic or anisotropic diamond-shaped inclusions and of the various fiber volume fractions for the circular inclusions circumscribing its respective diamond-shaped inclusion on the stress field at the interface between the matrix and the central inclusion are also investigated in detail. The accuracy and efficiency of the method are examined through comparison with results obtained using the finite element method.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

• Composites Research
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• v.24 no.6
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• pp.37-48
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• 2011

A volume integral equation method (VIEM) is introduced for the solution of elastostatic problems in an unbounded isotropic elastic solids containing interacting multiple isotropic or anisotropic elliptical inclusions subject to remote uniaxial tension. The method is applied to two-dimensional problems involving long parallel elliptical cylindrical inclusions. A detailed analysis of stress field at the interface between the matrix and the central inclusion is carried out for square and hexagonal packing of the inclusions. Effects of the number of isotropic or anisotropic elliptical inclusions and various fiber volume fractions for the circular inclusion circumscribing its respective elliptical inclusion on the stress field at the interface between the matrix and the central inclusion are also investigated in detail. The accuracy and efficiency of the method are examined through comparison with results obtained from analytical and finite element methods. The method is shown to be very accurate and effective for investigating the local stresses in composites containing isotropic or anisotropic elliptical fibers.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.14 no.2
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• pp.65-69
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• 2000

This study is to investigate the characteristics of fatigue crack propagation in rolled super duplex stainless steel that was changed austenite-ferrite volume fraction by heat treatment. It was used two kinds of specimen the rolling and the transverse directions δ-phase fraction affected sound velocity hardness and Young's modulus. Characteristics of fatigue crack propagation was affected by anisotropy and (δ+γ) phase volume fractions.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.8
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• pp.807-815
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• 2013

A numerical study on soot formation in a laminar ethylene diffusion flame at atmospheric pressure was conducted to obtain a better understanding of the effects of buoyancy on sooting flames under 0g and 1g using a gas-phase reaction mechanism and thermal and transport properties. A simple model was employed to predict soot formation, growth and oxidation with interactions between the gas phase chemistry and the soot chemistry taken into account. Results showed that the flames in 0g are much wider than that of 1g because of the thicker diffusion layer and reduction in axial velocity. The reduction in the axial velocity in 0g results in longer residence times, and resulting in greatly enhanced soot volume fraction. And, under zero-gravity, due to the lack of a buoyancy-induced instability, flame instability disappears.

• Fire Science and Engineering
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• v.30 no.1
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• pp.37-42
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• 2016

The dimensionless extinction constants of smoke particles produced from burning of soy methyl ester (B100) biodiesel and ultra low sulfur diesel (ULSD) fuels were measured. To this end, optical measurements of smoke volume fraction with the aid of a He-Ne laser at 633 nm were compared to the simultaneous gravimetric measurements. The average value of measured dimensionless extinction constants at 633 nm was 11.8 for biodiesel smoke particles and 11.1 for diesel smoke particles, respectively whose values are very comparable withing the range of measurement uncertainty (${\pm}10.1%$). The analysis of Raman spectroscopy revealed that overall characteristics of light extinction between particles produced from each fuel may differ from each other.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.11
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• pp.1169-1176
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• 2011

Liquid film flows are classified into waveless laminar, wavy laminar, and turbulent flows depending on the Reynolds number or the flow stability. Since the wavy motions of the film flows are so intricate and nonlinear, studies on them have largely been experimental. Most numerical approaches have been limited to the waveless flow regime. The various free surface-tracking schemes adopted for this problem were used to more accurately estimate the average film thickness, rather than to capture the unsteady wavy motion. In this study, the wavy motions in laminar wavy liquid film flows with Reynolds numbers of 200-1000 were simulated with various numerical schemes based on the volume of fluid (VOF) method for interface tracking. The results from each numerical scheme were compared with the experimental results in terms of the average film thickness, the wave velocity, and the wave amplitude.