• 소음진동
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• 제8권3호
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• pp.467-476
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• 1998

The free vibration analysis and design optimization of the rotating composite cylindrical shells with a rectangular cutout are investigated by theoretical method. The Love's thin shell theory is used to derive the frequency equation. The theoretical results are obtained by application of the energy method employing the Rayleigh-Ritz procedure. The used circumferential vibration modes are trigonometric functions, the axial modes are the beam modal functions chosen to satisfy the prescribed boundary conditions. To check the validity, the theoretical results are compared with experimental, FEM and other theoretical results.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권12호
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• pp.3960-3969
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• 1996

A fluid flow inside a circular cylinder subject to horizontal and circular oscillation is analyzed theoretically. Under the assumption of small-amplitude oscillation, the governing equations take linear forms. The velocity field is obtained in terms of the first kind of Bessel function of order 1. It was found that a particle describes an orbit close to a circle in the central region and an arc near the side wall. We also obtained the Stokes' drift velocity induced by the traveling wave along the circumferential direction. The Eulerian streaming velocities at the edge of the bottom and side boundary layers were also obtained. It was shown that the vertical component of the steady streaming velocity on the side wall is almost proportional to the amplitude of the free surface motion.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권4호
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• pp.551-561
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• 1997

Mixed convection of air in a horizontal concentric cylindrical annulus is investigated numerically. Isothermal boundary conditions are prescribed at the inner and outer cylinders, with the inner cylinder being warmer. The forced flow is induced by the outer cylinder which is rotating slowly with constant angular velocity with its axis at the center of the annulus. The effect of the forced flow on the flow pattern and heat transfer of natural convection is investigated for the annulus of (inner-cylinder radius/gap width) = 1. There appear two eddies, one eddy or no eddy according to the Rayleigh and Reynolds numbers. Map of the three flow regimes is constructed on the Ra-Re plane. (author). 28 refs., 9 figs., 2 tabs.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.250-250
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• 2004

자동차의 시동을 걸기 위해서는 맨 처음 엔진을 강제로 가동시키는 기계장치가 있어야 하며, 이를 시동모터라 한다. 시동모터는 모터부와 그 부속장치 그리고 발생된 힘을 엔진으로 전달하는 동력전달 기구로 구성되어 있다. 동력전달기구는 플라이 휠이라는 부품을 크랭크 축 끝단에 장착한 후 그 원주상에 링 기어를 만들고, 시동모터의 축에 피니언이라는 작은 기어를 맞물리게 하여 시동 키를 돌리면 이 기어가 회전되는 원리를 이용하고 있다. 피니언 기어는 작고 반대로 플라이 휠에 장착되어 있는 링 기어는 크기 때문에 일정한 기어비가 형성되어 큰 부하의 엔진회전이 가능하다.(중략)

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권4호
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• pp.298-305
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• 2006

The flow around a circular cylinder which oscillates rotationally with a relatively high forcing frequency has been investigated experimentally using flow visualization and hot-wire measurements. Dominant parameters are Reynolds number (Re), oscillation amplitude $({\theta}_A)$, and frequency ratio $F_R=f_f/f_n$, where $f_f$ is the forcing frequency and $f_n$ is the natural frequency of vortex shedding. Experiments were carried out under the conditions of $Re=4.14{\times}10^3,\;{\theta}_A={\pi}/6$, and $0{\leq}F_R{\leq}2$. The effect of frequency ratio $F_R$ on the flow structure of wake was evaluated by measuring wake velocity profile and spectral analysis of hot-wire signal. Depending on the frequency ratio $F_R$, the cylinder wake has 5 different flow regimes. The vortex formation length and vortex shedding frequency are changed significantly before and after the lock-on regime. The drag coefficient was reduced under the condition of $F_R<1.0$ and the maximum drag reduction is about 33% at $F_R=0.8$. However, the drag is increased as $F_R$ increases beyond $F_R=1.0$. This active flow control method can be effective in aerodynamic applications, if the forcing parameters are selected optimally.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2023

회전익 항공기의 동력전달축은 경량화를 위하여 중공축을 적용하였으며 선형탄성 파괴역학을 이용해 균열 전파 거동을 예측할 수 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통하여 원주방향 관통형 균열을 가지는 중공축의 균열성장수명을 예측하였다. 비틀림을 부여하고 균열을 고려한 요소를 형성하여 2차원 유한요소모델을 생성하였다. 초기 균열 길이를 정의하고 균열 길이를 증가시켜 유한요소해석을 수행해 균열 선단의 응력확대계수를 도출하였다. 응력확대계수가 중공축을 구성하는 재료의 파괴인성을 초과하기 직전의 길이를 한계 균열 길이로 정의한다. 응력확대계수 핸드북을 통해 응력확대계수를 계산하여 한계 균열 길이를 도출하고 균열성장속도식을 수치적분하여 각각의 균열성장수명을 비교해 제안한 유한요소해석 기법을 검증하였다.

• 한국자기학회지
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• 제25권1호
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• pp.10-15
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• 2015

높은 전기전도도를 가진 비자성 금속 코어와 연자성 쉘을 가진 복합와이어의 자기임피던스를 원주방향 투자율로 표현하는 모델을 맥스웰 방정식으로부터 유도하였다. Cu(직경 $100{\mu}m$)/$Ni_{80}Fe_{20}$(두께 $15{\mu}m$) 코어/쉘 복합 와이어를 전기도금방법으로 제작하였다. 코어/쉘 복합 와이어의 길이방향으로 10 kHz에서 10 MHz 범위의 주파수를 가지는 교류전류와 0 Oe에서 200 Oe 범위의 직류 자기장을 가하여 임피던스 스펙트럼의 자기장 의존성을 측정하였다. 유도된 모델을 적용하여 측정된 임피던스 스펙트럼으로부터 원주방향 복소 투자율 스펙트럼을 뽑아내었다. 뽑아낸 원주방향 복소 투자율 스펙트럼은 단일 완화주파수의 Debye 식으로 매우 잘 곡선적합되는 완화형 분산을 보였다. 원주방향 복소 투자율 스펙트럼의 자기장 의존성을 분석하여, 본 코어/쉘 복합 와이어의 경우 길이 방향의 자기이방성을 가지며 원주방향으로의 자화회전이 완화형 복소 투자율 스펙트럼에 기여하는 단일 성분이라는 것을 규명하였다.

• Composites Research
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• 제18권1호
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• pp.45-54
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• 2005

필라멘트 와인딩 공정으로 제작된 고속 회전용 복합재 플라이휠 로터는 층간분리 현상에 의해 에너지 저장용량이 저하된다. 그리고 기존의 링 타입 허브는 복합재 로터 내측면에 인장력을 가하게 되고. 이는 로터내의 반경방향 인장응력을 가중시켜 로터의 한계 회전수를 저하시킨다. 복합재 로터의 응력해석을 위해서 2차원 평형방정식과 경계조건이 사용되었고, 이를 근거로 강도비를 최소화시키는 최적의 내압이 존재함을 수치적으로 제시하였다. 이러한 최적의 내압을 발생시키기 위해서 원주방향으로 분할된 스플릿 타입 허브를 제안하고, 링 타입과 스플릿 타입 허브의 두께변화에 따른 내압분포의 영향을 제시하였다. 스플릿 타입 허브의 유효성을 검증하기 위해 허브를 포함한 복합재 로터를 제작한 다음, 최대 회전수 40,000rpm까지 파손 없이 스핀 테스트를 수행하였다. 동시에 로터 표면에 4개의 원주방향 및 반경방향 스트레인게이지를 부착하여 변형률을 무선으로 측정하였다. 측정된 변형률은 해석결과와 매우 잘 일치하였다. 특히 반경방향의 응력을 크게 낮출 수 있었고, 반경방향으로 모두 압축 변형률이 발생함을 확인하였다. 결국 스플릿 타입 허브는 플라이휠 로터의 단점인 반경방향의 낮은 강도를 보안하는 효과를 나타내어, 저장에너지 밀도를 증가시킴으로써 대형 고출력 플라이횔 에너지 저장 시스템의 개발 가능성을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권12호
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• pp.3135-3147
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• 1993

A numerical method is presented which can solve the steady flow and heat transfer from a rotating and heated circular cylinder in a uniform flow for a range of Reynolds number form 5 to 100. The steady response of the flow and heat transfer is simulated for various spin parameter. The effects on the flow field and heat transfer characteristics known as lift, drag and heat transfer coefficient are analyzed and the streamlines, velocity vectors, vorticity, temperature distributions around it were scrutinized numerically. As spin parameter increases the region of separation vortex becomes smaller than upper one and the lower region will vanish. The lift force, a large part is due to the pressure force, increases as the Reynolds number and it increases linearly as spin parameter increases. The pressure coefficient changes rapidly with spin parameter on the lower surface of the cylinder and the vorticity is sensitive to the spin parameter near separation region. As spin parameter increases the maximum heat coefficient and the thin thermal layer on front region are moved to direction of rotation. However, with balance between the local increase and decrease, the overal heat transfer coefficient is almost unaffected by rotation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권12호
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• pp.3970-3979
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• 1996

A fluid flow inside a circular cylinder subject to horizontal, circular oscillation is analyzed numerically and experimentally. The steady streaming velocities at the edges of the boundary layers on the bottom and side surfaces of the cylinder obtained in the previous paper are used as the boundary conditions in the governing equations for the steady flow motion in the interior region. The Stokes' drift velocity obtained in the previous paper also constitutes the Lagrangian velocity which is used in the momentum equations. It turns out that the interior steady flow is composed of one cell, ascending at the center and descending near the side surface, at the streaming Reynolds number 2500. However, at the streaming Reynolds number 25, the flow field is divided into two cells resulting in a descending flow at the center. The experimentally visualized flow patterns at the bottom surface agree well with the analytical solutions. The visualization experiment also confirms the flow direction as well as the center position of the cell obtained by the numerical solutions.