• 대한기계학회논문집B
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• 제40권7호
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• pp.429-434
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• 2016

중대형 출력의 해상용 디젤엔진에서 여러 탈질 기술 중 요소(Urea)를 환원제로 사용하는 Urea-SCR 시스템이 가장 검증된 기술로 알려져 있다. 요소수의 경우 Urea-SCR 시스템의 노즐 특성 및 혼합기 유 무에 의한 분무거동 및 혼합특성이 시스템 효율에 지대한 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 SCR 시스템의 최적 설계를 위해 혼합기 적용에 따른 반응영역에서의 분무거동 특성 및 암모니아 균일도를 전산해석기법으로 분석하였다. 그 결과 혼합구간의 $NH_3$농도로 비춰 볼 때 SCR 시스템의 성능 향상을 보장하기 위해서는 환원제의 균일도를 고려한 특정 형상의 혼합기의 적용이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 특히 선박용 SCR 시스템은 설치 공간 제약에 따라 혼합구간 단축을 위해 혼합기 적용은 필수적임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.67-74
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• 2016

폭발볼트는 고폭약를 사용하는 분리장치의 하나로서 폭발볼트의 내부에서 형성되는 폭압 및 충격파에 의해 분리된다. 이러한 메커니즘을 갖는 폭발볼트는 분리시 생성되는 충격파 및 파편형성 최소화되도록 설계되어야 할 것이다. 본 연구에서는 폭발볼트 및 볼트를 구속하는 구속물과의 거리(Air gap)을 변수로 두어 분리시험을 수행하였다. 이때 Air gap 따른 분리유무 및 분리 형상을 확인 하였고, 가속도 센서를 이용하여 구속물의 전달되는 Pyro-shock를 측정하였다. 또한 ANSYS Autodyn 프로그램을 이용하여 폭발볼트의 분리거동을 해석하였다. 실험 및 해석으로부터 폭발볼트와 구속물 사이의 Air gap 크기에 따른 폭발볼트의 분리거동에 미치는 영향을 확인하였고 특정 볼트에 한해서 최적의 폭발볼트의 구속환경을 설정하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.123-130
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• 2002

A general formulation for shape design sensitivity analysis over three dimensional beam structure is developed based on a variational formulation of the beam in linear elasticity. Sensitivity formula is derived based on variational equations in cartesian coordinates using the material derivative concept and adjoint variable method for the displacement and Von-Mises stress functionals. Shape variation is considered for the beam shape in general 3-dimensional direction as well as for the orientation angle of the beam cross section. In the sensitivity expression, the end points evaluation at each beam segment is added to the integral formula, which are summed over the entire structure. The sensitivity formula can be evaluated with generality and ease even by employing piecewise linear design velocity field despite the bending model is fourth order differential equation. For the numerical implementation, commercial software ANSYS is used as analysis tool for the primal and adjoint analysis. Once the design variable set is defined using ANSYS language, shape and orientation variation vector at each node is generated by making finite difference to the shape with respect to each design parameter, and is used for the computation of sensitivity formula. Several numerical examples are taken to show the advantage of the method, in which the accuracy of the sensitivity is evaluated. The results are found excellent even by employing a simple linear function for the design velocity evaluation. Shape optimization is carried out for the geometric design of an archgrid and tilted bridge, which is to minimize maximum stress over the structure while maintaining constant weight. In conclusion, the proposed formulation is a useful and easy tool in finding optimum shape in a variety of the spatial frame structures.

• 한국추진공학회지
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• 제5권1호
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• pp.26-33
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• 2001

제트베인 추력편향장치는 노즐 뒤에 장착되어 노즐에서 분사되는 초음속 제트의 유동방향을 편향시킴으로써 하나의 노즐로 피치, 요, 롤 방향의 제어를 할 수 있는 장치이다. 제어력을 얻기 위해 초음속 유동중에 노출되어 있는 제트베인에는 열 및 공기역학적 하중이 작용하게 되며, 제트베인의 형상 및 편향각에 따라 나타나는 충격파 및 제트베인 상호 유동간섭으로 인해 비행 추력 손실 및 측력의 크기에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 마하 2.88 노즐 중에 놓인 제트베인의 피치 및 요, 롤 방향의 특성을 규명하기 위해 6 종의 제트베인을 선정하고, 각 방향에 따른 제트베인 편향각 $0^{\cire}$~$25^{\cire}$ 범위에서 $5^{\cire}$ 간격으로 유동시험을 각각 수행하였다. 또한, 유동해석을 병행하여 제트베인간의 유동 간섭 특성을 분석하였다. 연구 결과 제트베인간의 상호간섭은 나타나지 않으며, 제트베인의 공기역학적 특성은 현과 리드의 길이 비에 크게 좌우되고, 최대 추력손실은 롤 제어시 축추력의 17%로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.433-439
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• 2017

고체 점화제 $BKNO_3$는 항공우주 및 유도탄, 자동차 산업 등에 점화제로 널리 적용되는데 본 연구에서는 $BKNO_3$의 제조공정 과 특성평가를 수행하여 정리하였다. PMD에 사용되는 고체 점화제는 보통 금속분말과 산화제 그리고 유기 고분자물질(결합재)로 구성되며, 이들 원료들을 균질하게 혼합하기 위하여 본 연구에서는 증발법(evaporation process)를 사용하여 원료를 제조하였다. 원료 물질의 특성 및 열적 반응 해석(CEA Program)을 통한 최적 조성비를 설계하였으며, 이들의 입도/형상/감도/열량 분석 등의 특성 평가를 수행하여 결과를 비교 분석하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.84-92
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• 2005

This paper is concerned with optimum design of a center-pillar assembly induced by the high-speed side impact of the vehicle. In order to simulate deformation behavior of the center-pillar assembly, simplified finite element model of the center-pillar and a moving deformable barrier are developed based on results of the crash analysis of a full vehicle model. In optimization of the deformation shape of the center-pillar, S-shaped deformation is targeted to guarantee reduction of the injury level of a driver dummy in the crash test. Tailor-welded blanks are adopted in the simplified center-pillar model to control the deformation shape of the center-pillar assembly. The thickness of each part which constitutes the simplified model is selected as a design parameter. The thickness of parts which have significant effect on the deformation mechanism are selected as design parameters with sensitivity analysis based on the design of experiment technique. The objective function is constructed so as to minimize the weight and lead to an S-mode deformation shape. The result shows that the simplified model can be utilized effectively for optimum design of the center-pillar members with remarkable saving of computing time.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권1호
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• pp.8-18
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• 2002

본 논문에서는 밑이 뚫린 원통형 진동수주 파력발전장치에 의한 파 에너지 흡수효율을 살펴보았다. 경계치 문제는 공기실내의 변동압력이 없을 때 입사파에 의한 산란문제와 공기실 내부의 변동압력에 의한 방사문제로 나누어진다. 공기실 내에서 공기 흐름에 대한 연속방정식을 적용하여 변동압력을 구하였다. 이로부터 진동수주 파력발전장치가 흡수한 시간평균 마력과 에너지 취득 폭을 구하였다. 수치계산에서는 원통형 공기실의 반지름과 잠긴 깊이 그리고 입사파의 주파수를 바꿔가면서 공기실 내부의 유량 변화와 에너지 취득 폭을 살펴보았다. 수학적으로 구한 최적의 터빈 상수를 대입하며 구한 에너지 취득 폭의 최대값은 원통형 공기실의 공진 모드 중에서 첫 번째 공진 모드인 Helmholtz모드에서 나타난다. 따라서 효율적인 파력발전장치를 제작하기 위해서는 설치될 해역의 파의 주파수와 공기실의 고유주파수가 일치되도록 공기실의 형상을 설계하여야 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.143-143
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• 2012

최근 우리나라 주요하천에 걸쳐 수행된 '4대강 살리기 사업'에서는 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해의 방지를 위한 다양한 사업이 추진되었다. 특히 안정적인 용수공급과 재해방지를 위한 수위확보를 목적으로 4대강 16 개 구간에 걸쳐서 일반적 형태의 고정보와 함께 다양한 형상과 운영방식이 적용된 가동보로 이루어진 다목적보가 설치되었다. 본 연구에서는 4대강 유역(한강, 낙동강, 영산강, 금강)에 설치된 16 개 가동보의 형식 중 4곳(강정고령보, 강천보, 합천창녕보, 창녕함안보)에 적용된 라이징 섹터 게이트(rising sector gate)의 수리학적 특성을 분석하고자 가동보의 수리실험 모형을 개수로에 설치하여 보 주변에서의 흐름 및 난류 특성을 분석하고자 하였다. 4대강 유역에 설치된 라이징 섹터 게이트의 설치목적은 일반적인 고정보의 문제점으로 대두되고 있는 보 상류부의 퇴적토를 신속하게 배사(sediment flushing)하는 데 있다. 이를 위해서는 우선 배사 시에 보 하단부에서 최대유속을 발생시키면서 동시에 최적의 상하류 수위조건을 만족시키는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 개수로에 설치된 가동보의 수문개방도에 따른 유속분포를 측정하였다. 보 주변에서의 보다 정밀한 유속장의 측정을 위해서 비접촉식 유속측정 방법인 PIV 측정방법을 이용하였다. PIV 측정방법은 일정한 입경과 밀도를 가지며 레이저 반사율이 높은 입자를 흐름에 투입하고 laser 발생장치로 laser sheet를 생성하여 레이저가 반사되어 나타나는 입자 각각의 시간변화에 따른 변위를 CCD 카메라로 가시화한 뒤 유속벡터값을 추출할 수 있게 한다. PIV 측정방법으로 유체의 흐름을 파악하고 시간평균된 유속결과를 바탕으로 난류 특성을 분석하였다. 수로전체 구간에 대하여 3차원 수치해석 프로그램인 FLOW-3D 모의결과와 비교하여 분석하였다. 실험을 통한 유속결과와 수치해석결과는 실험을 통한 유속결과와 비교 분석하였으며, 적용성을 검증한 후 다양한 조건에 대한 설계방안 및 유지관리에 활용하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.36-43
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• 2017

본 연구에서는 케로신과 액체산소를 추진제로 사용하는 핀틀 인젝터의 설계/제작이 이루어졌으며, 연소실 특성길이와 운동량비에 따른 특성속도효율을 통해 연소성능을 확인하였다. 연소시험 결과, 핀틀 인젝터의 추진제 분무 특성으로 인한 재순환영역에 의해, 추진제 조합에 따른 특성길이 추천치보다 짧은 영역에서도 최적의 연소성능을 발휘하는 것을 확인하였다. 또한 운동량비가 연소성능에 지대한 영향을 미치나, 추천범위 1.0~1.5 내에서 특성속도효율이 일정하게 나타남을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.44-54
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• 2018

예막 공기충돌형 방식의 희박 예혼합 예증발(LPP) 보조 분사기에 벤추리를 장착하여 분무 실험을 할 경우 액적의 낙수현상이 나타나며, 이는 액적의 불균일한 분포로 나타난다. 이를 해결하기 위해 벤추리의 출구 각도를 변화시켜 노즐목 부분에서 덤프면을 형성시켰다. 덤프면의 형성은 벤추리 출구에 재순환영역을 형성시키면서 미립화 성능을 개선하며 액적 낙수를 최소화하였다. 분사기의 불균일한 분무를 해결하기 위해 벤추리 내부의 유동 특성 및 분무의 SMD를 비교분석하였으며, 최종적으로 분무의 손실을 최소로 하며 분무를 향상시킬 수 있는 최적의 벤추리의 형상을 선정하였다.