• 제목/요약/키워드: 3-D Nozzle load

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3차원 노즐로드 보수적 하중 조건 결정을 위한 하중 부호 결정 방법론 (Methodology to Determine Sign for the Most Conservative 3-D Nozzle Loads)

  • 유경찬;서기완;송현석;김윤재
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.140-145
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    • 2023
  • When performing stress analysis for a nozzle in nuclear power plants, the nozzle loads should be determined conservatively. Existing stress analysis report of 3-D nozzle loads in nuclear power plants often provide only load magnitude not the sign (direction). Since calculated stress distribution depends on load direction, determining critical load directions for conservative stress analysis is crucial. In this study, an efficient method for determining critical load directions in nozzle loads is proposed. In the proposed method, stresses are firstly calculated using elastic finite element (FE) analysis for the uni-axial load in each direction. Then stress distributions for the multi-axial loads are analytically calculated using the principle of superposition. The calculated stress values are verified by comparing with FE analysis results under multi-axial loading. By using this method, the complex task of determining conservative load directions can be simplified.

FCP 제작용 3D 프린팅 콘크리트 노즐 개발을 위한 요구사항 분석연구 (Requirement Analysis Study for Development of 3D Printing Concrete Nozzle for FCP Manufacturing)

  • 윤종영;김지혜;김혜권;이동훈
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.65-66
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    • 2022
  • In the construction industry, interest in technologies such as 3D Construction Printing (3DCP) is increasing, and research is being conducted continuously. In the case of atypical architecture, different shapes must be implemented, and the introduction of 3D printing technology is intended to solve it. Our researchers are conducting research to produce Free-form Concrete Panel (FCP). It automatically manufactures the FCP's formwork without any error with the design shape. At this time, the concrete nozzle based on the 3D printing technology is developed and the concrete is precisely extruded into the manufactured form to prevent the deformation of the formwork that can occur due to the concrete load. Therefore, in this study, the requirements for the development of 3D printing concrete nozzles for FCP manufacturing are analyzed. Based on the analyzed requirements, the first nozzle was developed. Such equipment is easy to shorten construction period and cost reduction in the atypical construction field, and is expected to be utilized as basic 3D printing equipment.

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대칭형 핀틀 노즐의 핀틀 위치와 고도 변화에 대한 정상상태 특성 연구 (A Study on the Steady-State Characteristics of Symmetric Pintle Nozzle with Varying Position of Pintle and Change in Altitude)

  • 정기연;강동기;정은희;이대연;최재성
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.33-45
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    • 2019
  • 본 연구에서는 좌, 우로 배치된 대칭형 핀틀 노즐의 고도 변화와 핀틀 위치 변화에 따른 특성을 파악하기 위해 수치해석을 수행하였다. 핀틀 노즐 형상은 선행연구를 수행한 직선형 핀틀 노즐을 사용하였고, 연소실 경계조건은 추진제 연소특성을 고려하였다. 해석을 수행할 유동해석 프로그램으로 사각노즐, 핀틀 노즐, 고고도 조건의 검증해석을 수행하여 적절한 해석기법을 설정하였다. 핀틀 위치는 full close, half open, full open 의 3가지 서로 다른 노즐 목 크기조건을 설정하였고, 고도는 0, 5, 20 km 조건을 설정하였다. 각 조건별 추력과 핀틀의 구동하중, 정적 안정성을 비교하여 연구를 수행하였다.

내부압력, 열하중 및 외부하중을 고려한 노즐의 2차원 및 3차원 해석 비교 (Two and Three-Dimensional Analysis Comparison of Nozzles due to Internal Pressure, Thermal Load and External Load)

  • 윤효섭;김종민;맹철수;김현민;이대희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권3호
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    • pp.283-291
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    • 2015
  • 본 논문에서는 원통형 쉘에 부착된 노즐의 구조 건전성평가를 수행하고 그 결과를 비교하기 위해 2차원(2D)과 3차원(3D) 해석이 수행되었다. 현재 원자력 발전소에서 사용되는 3개의 노즐을 구조 건전성평가를 위해 선정하였고, 각각 노즐은 내부압력, 온도변화 및 외부하중을 받는다. 내부압력에 대한 2D 해석은 1.5이상의 계수 값을 이용하거나 응력집중 계수를 적용하여야 하고, 온도변화에 대한 2D와 3D 해석결과는 피복재의 유무와 상관없이 서로 거의 비슷하며, 외부하중에 대한 WRC Bulletin 297에 의한 해석결과는 3D 해석결과보다 더 보수적임을 확인할 수 있었다.

고도 보정용 E-D 노즐의 추력 특성에 대한 수치해석 연구 (Numerical Study on Thrust Characteristics of an E-D Nozzle for Altitude Compensation)

  • 황희성;허환일
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.87-95
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    • 2016
  • 본 논문에서는 E-D 노즐을 설계하여 고도 보정에 대한 효과와 Throttling에 대한 가능성 연구를 수행하였다. 고도 보정에 대한 효과를 확인하기 위하여 연소실 압력을 일정하게 유지하며, 총 3가지(해수면, 고도 10 km, 고도 16 km)의 외부 대기환경 조건을 이용하여 해석적 연구를 수행하였다. 그 결과 고도가 상승할수록 유효 노즐 출구 면적 역시 점점 증가하였으며 이로 인하여 추력도 증가하였다. 또한 Throttling에 대한 가능성을 파악하기 위하여 핀틀의 위치를 연소실 쪽으로 후진시켜 노즐 목 면적을 작게 모델링하여 해석적 연구를 수행하였다. 일반적인 핀틀 추력기와 동일하게 노즐 목 면적이 줄어들수록 연소실 압력이 상승하며 추력 역시 증가하였다.

점진적 팽창단조법에 의한 대형 노즐형제품의 성형공정 개발에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Forming Process Development in Large Nozzle-Shaped Product Using the Incremental Forging Method for Expanding)

  • 박치용;양동열;이경훈;은일상
    • 소성∙가공
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    • 제3권1호
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    • pp.110-119
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    • 1994
  • In this paper, a new forming process of large-size forgings of converged nozzle-shape is developed by the experimental study using the incremental forging method and combined forming method. The development of the forming process is focused on the manufacturing of large-size forgings by the press with medium load capacity. Various related processes are proposed and modelling experiments using plasticine are carried out. Thus, the incremental forging method for expanding is recommanded from the study of formability and forming load, etc. The selected process is then subjected to modelling experiments of lead and the design parameters such as preform for final process, die-width of the upper die and reduction amount of each stroke are determined. In order to verify the effectiveness of the selected process, 1/7 scale prototype experiment of the real material is carried out. Forgings of converged nozzle shape can be produced by the developed process within the limit loads and with the simple tools.

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V8형 TCI 디젤기관의 배출가스저감 및 성능개선에 관한 연구 (A Study on the Emission Reduction and Performance Improvement in a V8 Type TCI D.I. Diesel Engine)

  • 윤준규;임종한
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제29권4호
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    • pp.443-452
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    • 2005
  • The purpose of this study is experimentally to analyze the effects of intake port swirl, injection system and turbocharger on the engine performance and the emission characteristics in a V8 type turbocharger intercooler D.I. diesel engine of the displacement 16.7L, and to suggest the improvement of engine performance. Generally to enhance engine power, TCI diesel engine is put to practically use turbocharged intercooler in order to increase volume efficiency which is cooled boost air. As results of considering the factors of the intake port of swirl ratio 2.25, compression ratio 17.5. re-entrant $8.5^{\circ}$ combustion bowl, nozzle hole diameter ${\phi}0.33{\ast}3+{\phi}0.35{\ast}2$. nozzle protrusion 3.18mm, injection timing BTDC $12^{\circ}CA$ and turbocharger(compressor 0.6A/R+46Trim. turbine 1.0 A/R+57Trim) is the best in the full load in the engine performance and the exhaust characteristics of NOx concentration. Therefore. their factors are appropriated as intake system, injection and turbocharger system.

비정렬 격자계를 이용한 희박기체 영역의 3차원 병렬 직접모사법 개발 (Development of a 3-D Parallel DSMC Method for Rarefied Gas Flows Using Unstructured Meshes)

  • 김민규;권오준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.1-9
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    • 2003
  • 본 연구에서는 비정렬 격자를 이용한 병렬화된 3차원 직접모사법을 개발하였다. 모사 입자의 추적에는 선형 형상 함수를 3차원으로 확장하여 적용하였다. 프로그램에서는 효율적인 병렬계산을 위하여 모사 입자의 수에 기초한 영역 재분할 방식을 이용하여 프로세서간의 작업 균형을 유지하였다. 밀도 차가 큰 두 개 이상의 유동이 동시에 존재할 경우를 효과적으로 모사하기 위해서 입자에 가중치를 적용하는 기법을 도입하였다. 프로그램의 검증을 위해서 3차원 삼각 날개 유동을 해석하여 실험치나 다른 계산 결과와 비교하였다. 또한 고도 100km의 희박한 환경헤서 우주발사체 탑재부 주의 유동을 해석하여 노즐 전방으로 고온의 풀룸이 역류하여 비행체 표면에 영향을 미칠 수 있는 가능성을 타진하였다.

Strain-based plastic instability acceptance criteria for ferritic steel safety class 1 nuclear components under level D service loads

  • Kim, Ji-Su;Lee, Han-Sang;Kim, Jong-Sung;Kim, Yun-Jae;Kim, Jin-Won
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제47권3호
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    • pp.340-350
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    • 2015
  • This paper proposes strain-based acceptance criteria for assessing plastic instability of the safety class 1 nuclear components made of ferritic steel during level D service loads. The strain-based criteria were proposed with two approaches: (1) a section average approach and (2) a critical location approach. Both approaches were based on the damage initiation point corresponding to the maximum load-carrying capability point instead of the fracture point via tensile tests and finite element analysis (FEA) for the notched specimen under uni-axial tensile loading. The two proposed criteria were reviewed from the viewpoint of design practice and philosophy to select a more appropriate criterion. As a result of the review, it was found that the section average approach is more appropriate than the critical location approach from the viewpoint of design practice and philosophy. Finally, the criterion based on the section average approach was applied to a simplified reactor pressure vessel (RPV) outlet nozzle subject to SSE loads. The application shows that the strain-based acceptance criteria can consider cumulative damages caused by the sequential loads unlike the stress-based acceptance criteria and can reduce the overconservatism of the stress-based acceptance criteria, which often occurs for level D service loads.