Jo, Hyung-Ho;Lee, Jung-Min;Lee, Seon-Bong;Kim, Byung-Min
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제4권3호
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pp.36-41
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2003
This paper describes a numerical analysis of a non-steady state porthole die extrusion, which is useful for manufacturing long tubes with a hollow section. Materials divided through several portholes are gathered within a chamber and are then welded under high pressure. This weldability classifies the quality of tube products and is affected by process variables and die shapes. However, porthole die extrusion has been executed based on the experience of experts, due to the complicated die assembly and the complexity of metal flow. In order to better assist the design of die and to obtain improvement of productivity, non-steady state 3D FE simulation of porthole die extrusion is required. Therefore, the objective of this study is to analyze the behavior of metal flow and to determine the welding pressure of hot extrusion products under various billet temperatures, bearing length, and tube thickness by FE analysis. The results of FE analysis are compared with those of experiments.
In meeting the technical needs for deepwater conditions and overcoming the shortfalls of single-layer pipes for deepwater applications, pipe-in-pipe (PIP) systems have been developed. While, for PIP pipelines directly laid on the seabed or with partial embedment, one of the primary service risks is lateral buckling. The critical axial force is a key factor governing the global lateral buckling response that has been paid much more attention. It is influenced by global imperfections, submerged weight, stiffness, pipe-soil interaction characteristics, et al. In this study, Finite Element Models for imperfect PIP systems are established on the basis of 3D beam element and tube-to-tube element in Abaqus. A parameter study was conducted to investigate the effects of these parameters on the critical axial force and post-buckling forms. These parameters include structural parameters such as imperfections, clearance, and bulkhead spacing, pipe/soil interaction parameter, for instance, axial and lateral friction properties between pipeline and seabed, and load parameter submerged weight. Python as a programming language is been used to realize parametric modeling in Abaqus. Some conclusions are obtained which can provide a guide for the design of PIP pipelines.
KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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제3C권3호
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pp.77-80
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2003
An innovative ozonizer has been developed using a high frequency, surface discharge and a high purity Ti-Si-AI ceramic catalyst as a dielectric component. Using a type of thin film, a thin cylindrical compound ceramic catalyst layer was adhered to the outside surface of its inner electrode. An alternating current (AC) exciting voltage with frequencies from 0.6 KHz to 1.0 KHz and peak-to-peak voltages of 4-6 ㎸ was applied between the electrodes to produce a stable high-frequency silent discharge. A substantial reduction of the exciting voltage was also enabled by means of a thin Ti-Si-Al ceramic catalyst tube. As a result, the ozonizer can effortlessly obtain the required ozone concentration (50-60 g/$m^2$ for oxygen) and high ozone efficiency consumption power (180 g/kWh for oxygen) with-out the assistance of any particular methods. For purposes of this experiment, oxygen gas temperature was set at 2$0^{\circ}C$, with an inner reactor pressure of 1.6 atm at 600 Hz and a flow rate of 2 l/min.
Physically implanted surface islands of Nano Carbon Tube (NCT) and ${\alpha}-F_2O_3$ particles have been produced on Al-doped ZnO (AZO)/glass surfaces by simple and direct ND:YAG laser beam irradiation. Sheet resistance of the reconstructed surface increased by about 3.6% of over AZO. Minimal surface damage can be repaired by ND:YAG laser beam irradiation in conjunction with proper impurities. Implanted islands of NCT, which are considered to be a good conductive impurity, on AZO increased the sheet resistance by about 1.8%, while implanted islands of ${\alpha}-F_2O_3$, an insulating impurity, on AZO increased sheet resistance by about 129% compared with a laser beam treated AZO. This study provides insight regarding surface implantations of nanowires and micro-circuits, doping effects for semiconductors and optical devices, surface area and impurity effects for catalysis.
The conversion of solar energy into acoustic waves is experimentally studied. Measurements were made on the Sound Pressure Level(SPL), onset time and the temperature gradient across the stack, with the Cell Per Square Inch(CPSI) of stack changed. A pyrex resonance tube is used with a honey-comb structure ceramic stack along with Ni-Cr and Cu wires. An AL1 acoustical analyzer was used to measure the SPL and frequency of acoustic waves whereas K-type thermocouples were hired to estimate temperature gradients. As a result, when the supply electric power was 25W, maximum SPLs of 104.1 dB, 109.4 dB and 112.8 dB were detected for the stacks of 200, 300 and 400 CPSI and their respective stack positions of 70mm, 60mm and 50mm from the closed end.
In recent studies, the creep rate of Zircaloy-4, one of the basic property parameters of the nuclear fuel code, has been commonly used with the axial creep model proposed by Rosinger et al. However, in order to calculate the circumferential deformation of the fuel cladding, there is a limitation that a difference occurs depending on the anisotropic coefficients used in deriving the circumferential creep equation by using the axial creep equation. Therefore, in this study, the existing axial creep law and the derived circumferential creep results were analyzed through a circumferential creep test by the internal pressurization method in the isothermal conditions. The circumferential creep deformation was measured through the optical image analysis method, and the results of the experiment were investigated through constructed IDECA (In-situ DEformation Calculation Algorithm based on creep) code. First, preliminary tests were performed in the isotropic β-phase. Subsequently in the anisotropic α-phase, the correlations obtained from a series of circumferential creep tests were compared with the axial creep equation, and optimized anisotropic coefficients were proposed based on the performed circumferential creep results. Finally, the IDECA prediction results using optimized anisotropic coefficients based on creep tests were validated through tube burst tests in transient conditions.
Gas sensing materials for detecting flammable gases such as $CH_4$, $C_3H_8$ and n-$C_4H_{10}$ were developed by util-izing $In_2O_3$ as the principal sensing material. The sensing materials were formulated by mixing $In_2O_3$ powder with one or two other chemicals such as $SnO_2$, $Y_2O_3$ and $Al_2O_3$ with a small addition of $PdCl_2$ as a catalyst. Sample of sensor were fabricated by coating each of the mixtures on a ceramic tube impregnating ethylsili-cate and firing at 75$0^{\circ}C$ Each material mixture was evaluated by measuring and comparing gas sensitivity(resistance in air/resistance with gas) to flammable gases such as $CH_4$, $C_3H-8$ and n-$C_4H_{10}$. It was found that among fifteen compositions tested three compositions as follows show the highest gas sensitivity and thus are very feasible for commercialization as the gas sensors ; o49.5 $In_2O_3$+50 Al2O3_0.5 PdCl2(wt%) o $20In_2O_3+29$$SnO_2+50$ $Al_2O_3+1$$PdCl_2$(wt%) o40 $In_2O_3$+9 $Y_2O_3+50$$Al_2O_3+1$$PdCl_2$(wt%)
Titanium재료는 해수에서 좋은 내식성을 가지는 이유로 최근 원자력발전소 복수기에 사용되고 있다. 그러나, Ti이 tubesheet재 료인 Cu 합금에 접하고 이것이 water box 재료인 탄소강에 접하게될 경우 접촉금속에 심한 galvanic corrosion이 일어나게 된다. 전기화학적 실험에 의하면, 탄소강이 해수속에서 Ti나 Cu에 접할 때 탄소강의 부식속도는 증가할 것이며, Cu가 Ti에 해수중에서 장기간 접촉할 경우에는 Cu의 부식속도는 증가할 것으로 생각된다, 또한 표면적비, R$_1$(surface area of carbon steel/surface area of Ti).와 R$_2$(surface area of carbon steel/surface area of Cu)가 탄소강의 galvanic corrosion에 매우 중요하며. Water box 재료인 탄소강의 부식속도를 최소화하기 위해서는 이들 표면적비가 낮게 유지되어서는 안될 것이라고 생각된다 침지 galvanic 부식 시험결과 surface area of Fe/surface area of Al Brass값이 1일때 탄소강의 부식속도는 4.4mpy 이었으나 이 비가 $10^{-2}$ 일때는 570mpy이었다. 이렇게 연결된 galvanic시편에 Ti tube를 연결한 경우에는 이 비가 1일때 탄소강의 부식율이 4.4mpy에서 13mpy로 증가하였다. 이는 R$_1$가 R$_2$가 분극곡선에 복합적인 영향을 미치는것으로 설명할 수 있다.
최근 원자력 발전소의 안전성을 획기적으로 향상시키기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으며 특히 피동냉각계통의 연구개발이 아주 중요하게 부각되고 있다. 피동냉각계통의 열전달 방식으로는 응축열전달 양식이 주로 채택되고 있다. 이와 같은 맥락에서 부산대학교 Ahn & Yun (Ahn 등, 2014)은 새로운 수평관내부 응축 모델을 제시한 바 있다. 본 연구에서는 먼저 Ahn & Yun 이 제시한 수평관 응축 모델을 MARS 코드에 삽입하고 PASCAL 실험데이터를 이용하여 평가하였다. 이 평가결과를 통해 Ahn & Yun 모델의 코드적용에 있어 문제점을 규명하고 새로운 적용방법론을 적용하여 다양한 실험데이터로 다시 평가함으로써 MARS 코드의 향상된 응축 열전달 해석 능력을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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