• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.311-311
• /
• 2023

파형강관은 아연도금강판을 물결모양으로 성형하여 나선형으로 조관한 연성관으로 콘크리트 흄관을 대체하여 각종 토목공사의 우수 및 하수관으로 주로 사용되고 있다. 파형강관은 강판에 물결 형상을 성형하여 내하력을 부여하였기 때문에 높은 강도를 지니고 있고, 경량이고 유연성이 있어 기초공사가 쉽고 현장에서의 운반 및 보관이 용이하여 그 활용이 점차 확대되고 있다. 이러한 파형강관의 내/외부에 기능성 고분자 복합 Polymer(다중필름)을 코팅하여 일반 파형강관 대비 더 높은 내식성 및 내마모성을 구현한 제품을 NPE 피복 파형강관이라 하며, 내부에 평판을 2중으로 결합하여 일반 파형강관 대비 통수능력을 개선한 파형강관을 내부평활 파형강관이라고 한다. 최근 파형강관의 활용이 점차 확대되고 있음에도 불구하고, 파형강관에 국한된 수리역학적 특성에 관한 연구는 미흡한 실정이며, 그마저도 주로 만관 혹은 만관에 가까운 상태에서의 흐름만이 고려되어 왔다. 하지만 대구경의 파형 강관이 우수 배관 및 하수 처리를 위하여 설치될 경우 개수로 흐름이 발생하게 된다. 이에, NPE 피복 파형강관과 내부평활 파형강관 내에서의 개수로 흐름을 다양한 유량 및 수심 변화를 통하여 생성하였으며, 각각의 수리학적 조건에서 통수능을 결정하는데 중요한 상수인 조도계수를 수리 실험을 실시하여 결정하였다. 이는 현재 국내에서 생산되고 있는 NPE 피복 파형강관과 내부 평활강관의 활용에 있어서 국제 경쟁력을 높이는데 큰 도움이 될 것이라 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.128-135
• /
• 2021

박판관은 충돌안전을 위한 에너지 흡수장치 중의 하나로써 가벼우면서도 에너지 흡수 효율이 좋아 널리 이용되어 왔다. 그러나 일반적인 박판관은 충돌 초기 피크하중(IPCF: Initial Peak Crushing Force)이 높게 유발될 뿐 아니라 반복적으로 나타나는 피크하중으로 인하여 충돌에너지 흡수장치로써의 안정성이 다소 떨어진다는 단점이 있다. 충돌 초기 피크하중을 감소시키고 충돌에너지 흡수장치의 안정성을 키우기 위하여 박판 파형관이 도입되었다. 파형관의 성능은 기하 형상에 큰 영향을 받기 때문에 최적설계 기법을 적용하여 파형관의 성능을 최적화할 수 있다. 본 논문에서는 충돌안전도 해석에 기반한 형상 최적설계를 수행하기 위하여 적응 근사모델(adaptive surrogate model)을 활용한 최적설계 기법을 활용하였다. 파형의 진폭 및 파장 뿐 아니라 형상의 곡률 변화를 설계 변수로써 고려하였다. 형상 설계 매개변수화를 수행하기 위하여 몰핑(morphing) 방법을 채택하였다. 수치 예제를 통해서 적응 근사모델에 기반한 최적설계 결과와 기존 근사모델에 기반한 최적설계 결과를 비교하고 적응 근사모델에 기반한 최적설계 방법이 좀 더 효율적인 결과를 도출함을 보였다.

• 설비공학논문집
• /
• 제14권8호
• /
• pp.683-689
• /
• 2002

This paper is to present the results of a comprehensive study on heat transfer in annuli with spirally corrugated inner tubes in the turbulent regime. Tube surface-temperature measurements were used to explain the enhancement phenomena in the annuli with several different corrugated tubes. Nusselt numbers were between 1.1 and 2 times the smooth annulus values. These enhancement values can be used to determine the appropriate range of applicability for spirally corrugated annuli.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제13권6호
• /
• pp.693-702
• /
• 2001

파형강 구조물과 같은 가요성관의 안정성 평가시에는 변형량의 검토가 무엇보다도 중요하다고 생각된다. 파형강 구조물의 수평 변형량은 토피고의 변화에 관계없이 관경이 커질수록 증가함을 알 수 있다. 병렬시공시에 대한 변형 감소량을 토피고 및 관종별로 내 외측으로 구분하여 단일 배치시와 비교 했는데, 변형 감소량이 큰 내측관에 대하여 관경이 1000mm인 경우를 살펴보면, 토피고 10m인 경우가 토피고 0.5m인 경우에 비해 변형 감소량이 약 4배 크게 나타남을 알 수 있었다. 또 관경의 종류 별로 변형 감소량을 비교해 보면 관경이 3000mm인 경우가 관경 1000mm인 경우에 비해 변형 감소량이 약 13~15배 크게 나타났다. 그리고 내측관과 외측관에 대하여 비교해 보면 내측관의 경우가 외측관의 경우에 비해 1.6~2.0배 정도 더 변형 감소량이 크게 나타났다.

• 설비공학논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.368-373
• /
• 2004

A flow field in a passage with periodically converging-diverging cross-section is investigated experimentally by PIV measurement. A tube with a sinusoidally wavy cross section is one of several devices employed for enhancing the heat and mass transfer efficiency due to turbulence promotion and unsteady vortical motion. While the numerical flow visualization results have been limited to the fully developed cases, existing experimental results of this flow were simple qualitative ones by smoke or dye streak test. Therefore, the main purpose of this study is to produce quantitative flow data for fully developed and transient flow regime by the Correlation Based Correction PIV (CBC PIV) and to conjecture the analogy between flow characteristics and heat transfer enhancement with low pumping power. Another purpose of this paper is to examine the onset position of the transition and the global mixing, which results in transfer enhancement. At Re=2000, evidences of the global mixing are captured at 2.5 wavy module through the variation of RMS values and instantaneous velocity plot.

• 설비공학논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.406-412
• /
• 2003

An experimental study was carried on the characteristics of fluid flow and heat transfer in a fluidized bed shell-and-tube type heat exchanger with corrugated tubes. Seven different solid particles having same volume were circulated in the tubes. The effects of various parameters such as water flow rates, particle geometries and materials, and geometries of corrugated tubes on relative velocities and drag coefficients were investigated. The present work showed that the drag force coefficients of particles in the corrugated tubes were usually lower than those in the smooth tubes, meanwhile the relative velocities between particles and water in the corrugated tubes were little higher than those in the smooth tubes except the glass.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.65-73
• /
• 2004

파형강관의 해석은 2차원 프레임 해석이나 압축링 모델에 의존하고 있다. 이는 흙-구조물 합성구조계의 거동을 고려하지 않은 해석이다. 파형강관 구조물은 토피고와 지간에 따라 하중저항시스템이 변화한다. 따라서, 흙-구조물 합성구조계의 작용을 고려한 유한요소해석을 통해 파형강관의 거동특성을 확인하였다. 적정토피고 이상 성토하면 파형강관은 연성관의 토압분포에 따른 거동과 유사하며, 차량하중의 영향은 적정토피고 이상 성토할수록 감소하였다. 그러나, 적정토피고 이하로 성토할 경우, 연직토압이 감소하고 파형강관 측면의 수동토압도 감소하여 완전한 연성관 거동을 나타내지 못했고, 성토 높이가 적정토피고 이하로 작아질수록 차량하중이 단면력에 미치는 영향이 커져, 파형강관 구조물의 거동을 지배하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.98.1-98.1
• /
• 2018

소듐냉각 고속로 (SFR)는 원자력 발전의 가장 시급한 문제점으로 부각되고 있는 사용 후 핵연료를 재활용 하여 가동하는 원자로 이다. Generation IV로 명명되는 차세대 원자로 중에 하나로 국제 공동연구와 자체 연구를 통해 우리나라 고유의 기술이 축적되고 개발되고 있다. 현재 소듐냉각 고속로의 가장 큰 문제점 중의 하나는 금속핵연료와 피복관의 상호반응이다. 상호반응이 일어나면 공융현상을 일으켜 피복관의 녹는점이 낮아지고 피복관의 두께가 얇아져 원자로의 안전에 치명적인 위협이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전해도금 (electro-plating)을 활용하여 HT9 피복관 내면에 크롬을 도금하여 금속핵연료와 피복관의 상호반응을 억제하는 연구가 본 연구팀에서 진행되고 있다. 크롬과 전해도금을 코팅 물질과 코팅 방법으로 선정한 이유는 튜브 내면에 적용하기 용이하고 경제적인 코팅 방법이기 때문이다. 본 연구에서는 여러 가지 전해도금 인자 중 온도와 pulse 전류의 파형이 상호반응 방지 효과에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 도금액의 온도를 $50{\sim}80^{\circ}C$, 전류 파형 중 on/off time을 1:1, 10:1, 1:10으로 하여 여러 HT9 시편을 도금하였고 모의 금속 핵연료 합금인 Ce-Nd와 확산 반응 실험을 수행하여 상호반응 방지 효과를 분석하였다. 광학현미경과 전자현미경을 이용한 미세구조 분석 결과 도금액의 온도가 $65^{\circ}C$ 이하인 시편에서는 미세균열이 심하게 발생하였고 그 균열을 통해서 물질이 확산하고 상호반응을 한다는 것이 관찰되었다. $65^{\circ}C$보다 높은 도금액의 온도에서 형성된 크롬막은 균열이 없고 상호반응 방지 효과가 좋은 것이 확인되었다. 특히 전류 파형의 on/off time이 1:1일 때 상호반응 방지 효과가 가장 좋은 것을 확인하였다. 이러한 결과는 크롬 전해도금의 코팅 조건이 상호반응 방지 효과에 매우 중요한 요인으로 작용한다는 것을 말해주고 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.77-84
• /
• 2007

본 연구에서는 이방성 재료로 구성된 파형 관로의 좌굴 거동을 분석하였으며, 좌굴거동에 영향을 미치는 변수로서 파형의 높이와 길이, 암거의 직경과 두께가 고려되었다. 또한 이방성 재료의 특성을 고려하여, 길이방향의 강성과 원주방향의 강성도 함께 좌굴거동에 영향을 미치는 인자로서 고려되었다. 다양한 형상의 파형 관로에 대해 유한요소해석을 수행하여 매개변수연구를 하였으며, 유한요소해석 결과를 바탕으로 이방성 재료로 구성된 파형 관로의 좌굴강도를 추정할 수 있는 간략식을 제안하였다. 해석결과, 파형 관로는 일반적인 평탄한 관로에 비해 우수한 좌굴강도를 보였으며, 제안식 또한 유한요소해석 결과에 근접하는 좌굴강도를 보여주었다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.18-23
• /
• 2001

This paper is to present the results of a comprehensive study on heat transfer in annuli with spirally corrugated inner tubes in the turbulent regime. Tube surface-temperature measurements were used to explain the enhancement phenomena in the annuli with several different corrugated tubes. Nusselt numbers were between 1.1 and 2 times the smooth annulus values. These enhancement values can be used to determine the appropriate range of applicability for spirally corrugated annuli.