• Tribology and Lubricants
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• v.3 no.1
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• pp.5-11
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• 1987

트라이볼로지는 상대운동을 하면서 서로 영향을 미치는 표면 및 이와 관련된 제반 문제와 실제 응용에 관한 과학과 기술로 정의되고 있다. 이를 산업계에서 익히 사용하고 있는 용어로 풀이하면 마모, 마찰 및 윤활을 기본 주제로 하는 공학이라고 설명되며, 그 결과는 기계 및 장치의 보수유지비 절감, 생산손실 감소, 에너지 소비 절감등의 직접적인 경제적 효과로 나타난다. 기술문명이 급속히 발달함에 따라 재료 소비량 절감 및 에너지 절감은 중요한 과제로 부각되었으며, 특히 산업계에 있어서는 생산단가와 직결되기 때문에 트라이볼로지 기술은 각 나라에서 필수적인 연구과제로 기술개발에 박차를 가하고 있다. 트리아볼로지의 대상이되는 상대 운동을 하는 부분에서는 여러가지 복합적인 현상이 발생하기 때문에 물리, 금속, 화학, 기계등의 공동 다분야 연구를 필요로하게 된다. 여기서는 상대운동 부위에서 나타나는 물리적 현상을 개괄적으로 살펴보고, 이 중 마모방지 대책을 위한 표면처리 기술에 대하여 고찰하고저 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.202-202
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• 2016

API X-80강재의 수소유기균열(HIC)현상을 비파괴적으로 평가하는 장치를 구축하고 금상학적 평가를 수행하였다. 시편은 열간 압연된 API X-80강재이며 평균입도는 약 $1.76-1.99{\mu}m$ 이었다. 압연재의 금상학적 집합조직은 (110)극점은 ND방향에 평행, (100)극점은 TD방향으로 약 $30^{\circ}$, TD방향으로부터 RD방향으로 약 $45^{\circ}$ 기울어져 있으며, (211)면은 RD방향에 수직인 면으로부터 TD방향으로 약 $35^{\circ}$ 기울어져서 있었다. Pin-on-disk형 마모시험기를 이용한 상온 평균 마찰계수는 0.745였으며 마모손실은 0.0196 mm/min 이었다. 3축 제어 초음파 비파괴 검사 장비는 표면으로부터 약 3mm 깊이의 1 mm 크기의 모의 균열을 탐촉자가 10 mm 접근하면 검출이 가능하였다. HIC시험분위기(NACE-standard TM 0248)에 1일 이상 장입하면 초음파비파괴검사장비로 측정될 수 있는 마이크로미터크기의 균열을 측정할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1993.04a
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• pp.59-62
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• 1993

고품위의 동력전달 장치와 같은 고정밀 기능 부품들은 보다 높은 비강도, 고경도, 내마모성 및 내식성을 가져야 하며, 특히 소재의 마찰, 마모 특성은 기아제품 등의 수명, 정밀도 및 에너지 손실을 좌우하는 것으로서 물성의 열화를 극복할 수 있는 소재의 개발이 요구되고 있다. 지난 수년동안 금속기지에 $Al_2O_3$나 SiC등의 보강재를 첨가하여 복합재의 응착 및 연삭마모에 대한 저항성을 향상시키는 시도를 하고 있다. 주로 제조비용이 낮고 거의 등방적인 성질을 가지며 가공성이 좋은 입자 보강 복합재료에 대한 연구가 지배적이었지만, 입자 보강 복합재료의 경우 강도 및 탄성계수의 향상 정도가 적다는 단점을 지니고 있다. 본 연구에서는 분말야금법을 이용하여 금속기지에 세라믹상으로 SiC 입자 및 휘스커가 첨가된 복합재를 제조하여 제조공정변수에 따라 마모거동을 pin-on-disk 형태의 마모시험기에서 실험하였으며, 주사전자현미경으로 마모표면관찰 등으로 복합재의 마모기구를 연구하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.12 no.4
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• pp.277-283
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• 2002

This experimental study concerns the characteristics of a helical flow in a concentric annulus with a diameter ratio of 0.52, whose outer cylinder is stationary and inner one is rotating. The pressure losses and skin friction coefficients have been measured for the fully developed flow of Non-Newtonian fluid, aqueous solution of sodium carbomethyl cellulose (CMC) and bentonite with inner cylinder rotational speed of 0~400 prm. Also, the visualization of helical flows has been performed to observe the unstable waves. The results of present study reveal the relation of the Reynolds number Re and Rossby number Ro with respect to the skin friction coefficients. In somehow, they show the existence of flow instability mechanism. The pressure losses increase as the rotational speed increases, but the gradient of pressure losses decreases as the Reynolds number increases in the regime of transition and turbulence. And the increase of flow disturbance by Taylor vortex in a concentric annulus with rotating inner cylinder results in the decrease of the critical Reynolds number with the increase of skin friction coefficient.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.1
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• pp.9-18
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• 2013

Two-phase vapor-liquid flows exist in many shell and tube heat exchangers such as condensers, evaporators, and nuclear steam generators. To understand the fluid dynamic forces acting on a structure subjected to a two-phase flow, it is essential to obtain detailed information about the characteristics of a two-phase flow. The characteristics of a two-phase flow and the flow parameters were introduced, and then, an experiment was performed to evaluate the pressure loss in the tube bundles and the fluid-dynamic force acting on the cylinder owing to the pressure distribution. A two-phase flow was pre-mixed at the entrance of the test section, and the experiments were undertaken using a normal triangular array of cylinders subjected to a two-phase cross-flow. The pressure loss along the flow direction in the tube bundles was measured to calculate the two-phase friction multiplier, and the multiplier was compared with the analytical value. Furthermore, the circular distributions of the pressure on the cylinders were measured. Based on the distribution and the fundamental theory of two-phase flow, the effects of the void fraction and mass flux per unit area on the pressure coefficient and the drag coefficient were evaluated. The drag coefficient was calculated by integrating the measured pressure on the tube by a numerical method. It was found that for low mass fluxes, the measured two-phase friction multipliers agree well with the analytical results, and good agreement for the effect of the void fraction on the drag coefficients, as calculated by the measured pressure distributions, is shown qualitatively, as compared to the existing experimental results.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.4
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• pp.94-103
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• 2016

A regeneratively-cooled channel in a liquid rocket engine is used to effectively cool a combustion chamber inner wall from hot combustion gas, and the heat transfer/pressure loss characteristics should be predicted in advance to design cooling channels. In the present research, five cooling channels with different geometric dimensions were designed and the channels were respectively manufactured using cutter and endmill. By changing coolant velocity and downstream pressure, the effects of manufacturing method, channel shape, and flow condition on pressure losses were experimentally investigated and the results were compared with the analytical results. At same channel shape and flow condition, the pressure loss in the channel machined by the cutter was lower than that by the endmill. It was also found that the pressure loss ratio between the experimental result and the analytical data changed with the channel shape and flow condition.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.10
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• pp.112-117
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• 2004

This work is on numerical and experimental studies on the new type igniter using aerodynamic energy. The aerodynamic igniter consists of a nozzle and a resonance tube. The supersonic jet from a nozzle coming into the resonance tube generates pressure oscillation between the nozzle and the resonator. This oscillation changes the kinetic energy to thermal energy in the resonator under a certain condition. In this study, sonic and supersonic nozzles were tested in two different resonators, results has been compared. And geometrical optimum values of a supersonic nozzle has been suggested to reduce aerodynamic loss and friction in the expanded surface of the nozzle.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.86-86
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• 2018

볼트, 너트 등의 파스너는 건축 재료나 기계부품을 고정하는 데 사용하는 기계요소로, 건축, 철도, 조선 등 전 산업분야에 걸쳐 사용되고 있다. 그 중 스테인리스 소재의 볼트, 너트는 뛰어난 내식성과 저렴한 가격으로 널리 사용되고 있는데, 소재의 특성 및 작업현장의 상황, 온도의 변화 등의 원인에 의해 고착현상(galling)이 발생한다. 고착현상이란 성분 혹은 표면경도가 비슷한 금속의 나사산을 조이는 과정에서 발생하는 압력의 증가 및 마찰력에 의해 냉간 용접(cold welding)이 일어나는 것으로 나사산의 표면이 눌어붙게 된다. 이러한 고착현상은 스테인리스 소재에서 많이 발생하는데, 한번 발생한 후에는 비파괴 해소가 불가능한 상태가 되어 경제적 손실을 야기한다. 이러한 고착현상의 해소를 위해 본 연구에서는 주석과 알루미늄을 사용한 새로운 열 확산 코팅 기술을 개발하고 이를 304 스테인리스강에 적용하여 열처리 온도에 따른 특성변화를 확인하였다. 열 확산 코팅을 위해 팩 세멘테이션 방법을 이용하여 아르곤 분위기 하에서 열처리 하였고, 온도는 $200{\sim}250^{\circ}C$에서 코팅을 수행하였다. 이에 따른 코팅 전과 후의 표면 및 단면 분석을 통해 성공적으로 코팅층이 형성됨을 확인하였고, 온도가 증가함에 따라 코팅성분의 양이 증가하는 현상을 보임을 알 수 있었다. 또한, 고착방지성능을 확인하기 위하여 ASTM G196-08 시험을 통해 코팅조건에 따른 고착현상을 분석하였으며, 그 결과 기존에 코팅되지 않은 304 스테인리스강보다 고착현상이 개선됨을 확인하였다. 따라서 304 스테인리스강 소재의 볼트, 너트 제품에 주석-알루미늄 코팅층을 적용시키면 기존의 고착현상을 개선하고 서비스 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2002.08a
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• pp.337-340
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• 2002

The present experimental and numerical investigations are performed for the characteristics of transitional flow in a concentric annulus with a diameter ratio of 0.52, whose outer cylinder is stationary and inner one rotating. The flow field of an annulus has been numerically solved using a finite volume method. The pressure losses and Skin-friction coefficients have been measured for the fully developed flow of water and $0.2{\%}$ aqueous solution of sodium carboximethy1 cellulose (CMC), respectively at inner cylinder rotational speed of $0{\~}600rpm$. The transitional flow has been examined by the measurement of pressure losses to reveal the relation of the Reynolds and Rossby numbers with the skin-friction coefficients. The occurrence of transition has been checked by the gradient changes of pressure losses and skin-friction coefficients with respect to the Reynolds numbers. Consequently the critical(axial-flow) Reynolds number decreases as the rotational speed increases. Thus, the rotation of inner cylinder promotes the early occurrence of transition due to the onset of Taylor vortices.

• Journal of the Korean Society of Mechanical Technology
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• v.13 no.4
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• pp.1-7
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• 2011

The paper concerns numerical study of fully developed laminar flow of a Newtonian water and non-Newtonian fluids, 0.2% aqueous of sodium carboxymethyl cellulose(CMC) solution in eccentric annuli with combined bulk axial flow and inner cylinder rotation. Pressure losses and skin friction coefficients have been measured when the inner cylinder rotates at the speed of 0~200 rpm. A numerical analysis considered mainly the effects of annular eccentricity and inner cylinder rotation. The present analysis has demonstrated the importance of the drill pipe rotation and eccentricity. In eccentricity of 0.7 of a Newtonian water, the flow field is recirculation dominated and unexpected behavior is observed. it generates a strong rotation directed layer, that two opposing effects act to create two local peaks of the axial velocity. The influences of rotation, radius ratio and working fluid on the annular flow field are investigated.