• Title/Summary/Keyword: 2차해석

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Customized unsteady analysis and minimization of damage due to unsteady flow in water distribution system (상수관망의 맞춤형 부정류해석 및 부정류피해 최소화 방안)

  • Kwon, Hyuk Jae;Yoo, Min Kyu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.287-291
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    • 2015
  • 본 연구에서는 두 지역의 실제 상수관망에 대해서 부정류해석을 수행하였고 각각의 상수관망에 필요한 부정류피해 최소화방안을 제시하였다. 첫 번째 대상지역은 베트남 호치민으로 148개 절점과 162개의 파이프로 이루어진 소블럭 상수관망이며 두 번째 대상지역은 파주시 광탄면으로 512개 절점과 527개의 파이프로 이루어진 세 개의 소블럭 상수관망이다. 두지역의 상수관망은 지형적면이나 규모면에서 다른 모습을 하고 있기 때문에 부정류해석 시 발생가능한 피해유형이 틀린 것으로 나타났다. 호치민의 경우 배수지의 높이가 낮고 도시 내 표고차가 없어서 관망 내 평균수압이 $1kg/cm^2$을 약간 상회하는 수준으로 수압이 낮고 수압차 역시 작다. 따라서 상수관망에서 일어날 수 있는 소요수량의 변화나 소화전 사용과 같은 작은 변화에도 역류발생이 빈번히 일어나는 것으로 나타났으며 역류발생이 잦은 파이프를 선정할 수 있었다. 상당히 많은 파이프에서 단기간 역류가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 짧은 기간에 발생하는 변화에 대한 단기간 역류는 교차연결(Cross-Connection)의 문제를 야기할 수 있다. 따라서 역류발생이 빈번히 일어나는 파이프 주위에 check valve나 역지밸브등의 설치를 통해 역류로 인한 피해를 최소화할 수 있다. 파주시 광탄면 지역의 소블럭 집합으로써 고저차가 많은 지역이다. 배수지 밸브개폐 시 발생 가능한 수충격에 대한 시뮬레이션과 펌프장정지로 인해 발생할 수 있는 수충격에 발생 시뮬레이션을 수행하였고 관망내에서 자주 발생하는 밸브개폐로 인한 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 광탄의 경우 수충격 발생위험 지점은 배수지 근처로 나타났고 수격압이 최대 $2.5kg/cm^2$에서 $3.0kg/cm^2$까지 발생 가능한 것으로 나타났고 밸브개폐시간이 1-2초 지연되어도 상당히 큰 수격압을 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 수충격압이 크게 발생할 수 있는 지역에 수충격피해 최소화를 위해 surge tank와 같은 장치를 설치해야 한다. 또한 발생가능한 수격압의 크기를 통계적기법을 통해 확률밀도함수로 나타낼 수 있었다. 이 결과는 앞으로 상수관망의 설계나 운영에서 수충격피해 방지 장치 및 설비를 시공할 때 장치의 규모나 용량을 결정할 때 유용한 정보가 될 것으로 판단된다.

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Finite Element Analysis of Rod and Inside of Chamber of High Pressure Pump for Liquid Hydrogen (액화수소 고압 펌프 Rod 및 챔버 내부 유한요소해석)

  • Hyunse Kim;Young-Bog Ham;Jung-Ho Park
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.28 no.2
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    • pp.32-37
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    • 2024
  • Recently, transportations using hydrogen energy is being researched for the alternative energy of fossil fuels. To use them, processes of producing, storing and transferring are required. When carrying them in liquid under 90 MPa pressure, it costs less than in a gas status. Thus, a hydrogen pump is necessary and in this research we predicted the flow in the chamber using finite element methods (FEM) program ANSYS. As a result, when the valve was opened by 3 mm, between the 1st chamber and the 2nd chamber, the maximum velocity was decreased to 8.111 m/s by 10.6% (without valve, 9.075 m/s). In addition, pressure was also increased to 0.63 MPa by 1.6% (without valve, 0.62 MPa). When using these results, more efficient processes would be possible in designing them in detail.

Parametric Studies of Slope stability Analysis by 3D FEM Using Strength Reduction Method (강도감소법에 의한 3차원 사면안정해석에 대한 매개변수 연구)

  • Kim, Young-Min
    • Journal of the Korean Geosynthetics Society
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    • v.15 no.4
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    • pp.25-32
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    • 2016
  • The two-dimensional (2D) analysis is widely used in geotechnical engineering for slope stability analysis assuming a plane-strain condition. It is implicitly assumed that the slip surface is infinitely wide, and thus three-dimensional (3D) end effects are negligible because of the infinite width of the slide mass. The majority of work on this subject suggests that the 2D factor of safety is conservative (i.e. lower than the 'true' 3D factor of safety). Recently, the 3D finite element method (FEM) became more attractive due to the progress of computational tools including the computer hardware and software. This paper presents the numerical analyses on rotational mode and translational mode slopes using the 2D and 3D FEM as well as 2D limit equilibrium methods (LEM). The results of the parametric study on the slope stability due to mesh size, dilatency angle, boundary conditions, stress history and model dimensions change are analysed. The analysis showed that the factor of safety in 3D analysis is always higher than that in the 2D analysis and the discrepancy of the slope width in W direction on the factor of safety is ignored if the roller type of W direction conditions is applied.

자동차용 엔진 설계에의 CAE 활용

  • 염대준
    • Journal of KSNVE
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    • v.11 no.2
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    • pp.200-206
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    • 2001
  • 자동차의 심장부라고 할 수 있는 엔진의 설계 개발에 있어서 CAE(computer aided engineering)의 활용이 개발비용 및 기간 단축과 설계 품질의 향상에 효과적이며, CAE가 제품개발의 조기에 수행될 수록 그 효과가 큰 것으로 받아 지고 있다. (1) 한편, 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어의 발전으로, 설계 시에 컴퓨터의 이용이 크게 증가되고 있다. 특히, 솔리드 모델(solid model)을 기본으로 하는 설계와 이를 이용한 동시 공학의 도입은 해석과 그 결과의 설계 반영이 용이한 환경을 주고 있다. 따라서, 완성차 업체에서는 보다 신뢰성 있는 해석을 신속히 수행하기 위한 해석 기술의 개발과 CAE 적용 분야의 확대를 위해 노력하고 있다.(중략)

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소외전원상실에 대한 사고해석측면에서의 고찰

  • 송진호;이상근
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1995.05a
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    • pp.538-543
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    • 1995
  • 영광 3,4호기 FSAR 이후에 인허가 쟁점이 되고 있는 USNRC의 GDC17에 대한 재해석의 적용과 이에 관련된 소외전원상실, 소외전원상실과 원자로정지로 인한 터빈정지사이의 3초 지연시간에 대하여 그 영향이 15장 사고해석에 미치는 영향을 고찰하여보았다. 영광 3,4호기 예비안정성 분석보고서, 최종안정성분석보고서, CESSAR-F, 영광 1,2호기, CESSAR-DC의 개정판 H 및 N의 15장에서 소외전원상실이 적용된 방법을 살펴보고 소외전원상실과 밀접히 관련된 전기계통의 설계차 이점을 살펴보았다. 각각의 접근방법의 차이점 및 타당성에 대한 검토로부터 바람직한 사고 해석 방법론을 제시하고자 하였다.

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Quadratic Newton-Raphson Method for DC and Transient Analyses of Electronic Circuits (電子回路의 DC 및 過渡解析을 위한 2次 Newton-Raphson 方法)

  • Jun, Young-Hyun;Lee, Ki-Jun;Park, Song-Bai
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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    • v.26 no.1
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    • pp.122-128
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    • 1989
  • In this paper we propose a new method for solving a set of nonlinear algebraic equations encountered in the DC and transient analyses of electronic circuits. This method will be called Quadratic Newton-Raphson Method (QNRM), since it is based on the Newton-Raphson Method (NRM) but effectively takes into accoujnt the second order derivative terms in the Taylor series expansion of the nonlinear algebraic equations. The second order terms are approximated by linear terms using a carefully estimated solution at each iteration. Preliminary simulation results show that the QNRM saves the overall computational time significantly in the DC and transient analysis, compared with the conventional NRM.

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지하유류저장시설 주변의 단열암반 내 지하수유동체계 해석

  • Jo Seong-Il;Kim Cheon-Su;Bae Dae-Seok;Kim Gyeong-Su;Park Gyeong-U;Song Mu-Yeong
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2005.04a
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    • pp.292-295
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    • 2005
  • 본 연구는 지하유류저장공동 굴착 시 비교적 정밀하게 해석된 단열체계 및 수리인자를 토대로 투수성구조영역과 수리암반영역으로 세분화하여 연구지역의 불규칙하고 복잡한 지하수유동체계를 해석해 보고자 하였다. FZ-2 구조대와 인접한 수리암반영역 Domain-A와 B는 Domain-C와 D에 비해 수평수벽공의 초기압이 최대 약 $15kg/cm^2$정도 높으며, 상 하부의 수리적 연결성이 양호하여 지하공동굴착 시 상 하부의 수위차가 크지 않고 지하수 함양량은 약 $35{\sim}50mm/year$의 범위를 보인다. 또한 공동굴착 시 투수성 단열과의 교차에 의한 수위강하에 민감한 반응을 보이며 상 하부의 수위강하양상이 유사한 특성을 나타낸다. 반면, FZ-1 구조대와 인접한 Domain-C와 D는 지하공동 부근의 수리전도도가 각각 $7{\times}10^{-10},\;2{\times}10^{-9}m/sec$로 Domain-A와 B에 비해 최대 약 6배정도 낮고, 상 하부의 수리적 연결성이 양호하지 않기 때문에 공동굴착 전 이중수위측정시설 설치 시 계측된 상 하부의 수위차는 최대 약 120 m로 매우 크다. 그리고 상부의 지하수는 하부의 낮은 수리전도도로 인하여 수직방향보다 수평방향으로의 유동이 우세하며 공동굴착 시 수위변화는 크지 않고 함양량은 $10{\sim}15mm/year$의 범위를 나타낸다.

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Two Dimensional Numerical Study in Gangway of Next Generation High Speed Train For Reduction of Aero-acoustic Noise (차세대 고속전철 차량연결부의 저소음 형상설계를 위한 차량연결부의 2차원적 수치해석 연구)

  • Kang, Hyung-Min;Kim, Cheol-Wan;Cho, Tae-Hwan;Jeon, Wan-Ho;Yun, Su-Hwan;Kwon, Hyeok-Bin;Park, Chun-Su
    • Journal of the Korean Society for Railway
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    • v.14 no.4
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    • pp.327-332
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    • 2011
  • As the preceding research for the design of gangway in the next generation high speed train, the aero-acoustic noise at the gangway is calculated. For this purpose, the shape of gangway with mud flaps is assumed as the two-dimensional cavity. Then, 5 gap sizes between mud flaps of gangway are selected and parametric study is performed according to the gap sizes. From this study, the aerodynamic features such as vortex shedding, pressure, etc. are computed. Also, the aero-acoustic properties of tonal noise and overall noise are analyzed at the 3 locations of microphone and the relation between the gap size of mud flap and the noise level is assessed. Through this study, it is shown that the noise characteristics of base and specific models are better than those of other models.

Develpment of Automated Stress Intensity Factor Analysis System for Three-Dimensional Cracks (3차원 균열에 대한 자동화된 응력확대계수해석 시스템 개발)

  • 이준성
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.14 no.6
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    • pp.64-73
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    • 1997
  • 솔리드 모델러, 자동요소분할 기법, 4면체 특이요소, 응력확대계수의 해석 기능을 통합하여, 3차원 균열의 응력확대계수를 효율적으로 해석할 수 있는 시스템을 개발하였다. 균열을 포함하는 기하모델을 CAD 시스템을 이용하여 정의하고, 경계조건과 재료 물성치 및 절점밀도 분포를 기하모델에 직접 지정함으로써, 퍼지이론 에 의한 절점발생과 데로우니 삼각화법에 의한 요소가 자동으로 생성된다. 특히, 균열 근방에는 4면체 2차 특이요소를 생성시켰으며, 유한요소 해석을 위한 입력 데이터가 자동으로 작성되어 해석코드에 의한 응력 해석이 수행된다. 해석 후, 출력되는 변위를 이용하여 변위외삽법에 의한 응력확대계수가 자동적으로 계산되어 진다. 본 시스템의 효용성을 확인하기 위해, 인장력을 받는 평판내의 표면균열에 대해 해석하여 보았다.

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Analysis on the Lateral Stiffness of Coil Spring for Railway Vehicle (철도차량용 코일스프링 횡강성 해석)

  • Hur, Hyun-Moo;Ahn, Da-Hoon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.9
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    • pp.84-90
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    • 2018
  • In constructing the multi-body dynamics model to analyze the behavior of the railway vehicle, it is very important to understand the properties of the suspension elements that constitute the suspension system. Among them, coil springs, which are mainly used in primary and secondary suspension systems, clearly show the axial stiffness in the drawings, but the lateral properties of the coil springs are not specified clearly, making it difficult to construct a dynamic analysis model. Therefore, in this paper, the model for analyzing the lateral stiffness of the coil spring is examined. A finite element method was applied to analyze the lateral stiffness of the coil spring and numerical analysis was performed by applying the coil spring lateral stiffness analysis model proposed by Krettek and Sobczak. And the test to analyze the lateral stiffness of coil spring was conducted. As a result of comparing with the test results, it was found that the results obtained by applying the lateral stiffness analysis model of Krettek and Sobczak and correcting the correction coefficient are similar to those of the test results.