• 한국기계가공학회지
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• 제20권10호
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• pp.1-8
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• 2021

Cylinder liners used in diesel engines of combat equipment are prone to cavitation due to wet cooling. The damage caused by erosion and corrosion due to cavitation has a fatal effect on the performance and lifespan of a diesel engine. Therefore, a study was conducted to improve the durability of cylinder liners. Two surface treatment techniques were proposed: nitriding and chrome plating. It was observed that the amount of erosion on the surface of nitride-treated cylinder liners was high because the surface-treated part eroded due to its weak impact resistance against the bubble explosion generated by cavitation. In contrast, the chrome-plated cylinder liner had a lower amount of erosion among the specimens subjected to the accelerated test. These results verified that the resistance of chrome-plated liners against cavitation is high. Therefore, it can withstand the impact of bubble explosion. If the chrome plating thickness is set with reference to the KS standard, an exceptional durability of abrasion, wear resistance, and corrosion resistance can be obtained. If the thickness is set between 120~250㎛, it is expected that the durability of the cylinder liner can be improved. Although a recovery method for corroded cylinder liners is suggested, the proposed method has an inherent risk of crack generation. Therefore, further research is required to solve this problem.

• 한국가시화정보학회지
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• 제19권2호
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• pp.48-55
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• 2021

In order to design a propeller with high efficiency and excellent cavitation performance, theoretical and experimental studies on the cavitation and noise characteristics according to the blade section shape are essential. In general, sheet cavitation, bubble cavitation, and cloud cavitation are the main causes of hull vibration and propeller surface erosion. However vortex cavitation, which has the greatest influence on the noise level because the fastest CIS in ship propeller, has been researched for a long time and studies have been conducted recently to control it. In this experiment, the development process of cavitation was measured by using three dimensional wings with two different wing section and wing tip shapes, and the noise level at that time was evaluated. In addition, we evaluated the relationship between cavitation inception and hydrodynamic force using three component load cell and we measured the velocity field of wing wake using LDV.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1240-1247
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• 2003

Water jet nozzle for LCD has been used as a wet cleaning process in many industries. It is necessary for the nozzle to consider cleaning effect and flux. In this paper, we applied the bubble dynamic theory(Rayleight-Plesset equation) to improve the cleaning efficiency. Generally, Rayleigh-Plesset equations for cavitation bubbles are used in analyzing computer simulation for caviting flows. Burst of bubbles causes potential energies and we can use these energies to remove organic and inorganic compounds on the LCD. Therefore, it is necessary to analyze the bubble generations and axiomatic design by computational fluid dynamics(CFD). By comparing the weight matrix of neural networks to the design matrix of axiomatic design, we propose methods to verify designs objectively. The optimal solution could be deduced by the regression analysis using the design parameters.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.130-137
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• 2019

원심 해수냉각 펌프를 분석하기 위하여 다른 운전 유량에 대한 캐비테이션 거동을 조사하였다. 3D 2상 해석은 ANSYS-CFX 상용코드로 수행되었다. 해석에는 $k-{\varepsilon}$ 난류와 Rayleigh-Plesset cavitation 모델이 사용되었다. 수치 예측에 기초하여 세 가지 토출 유량값에 대하여 헤드 드롭 특성곡선이 작성되었다. 더 높은 유량에서 임펠러는 버블 캐비테이션에 보다 취약하다. 0.7Q, Q 및 1.3Q(Q: 설계 유량)에서 작동하는 펌프의 3 % 헤드 드롭 위치는 각각 NPSHa 1.21 m, 1.83 m 및 3.45 m에 해당한다. 증기 기포의 볼륨이 예측되고 캐비테이션의 위치는 임펠러 내에서 발생하는 캐비티를 시각화하여 예상하였다. 또한, 압력계수와 날개 부하 분포가 구체적으로 제시되어 캐비테이션이 펌프 운전에 미치는 해로운 영향을 나타냈다. 또한, 압력계수 분포와 날개부하 차트가 구체적으로 제시되어, 펌프 운전에 캐비테이션이 미치는 해로운 영향을 나타냈다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권7호
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• pp.463-468
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• 2017

경피를 통한 약물 전달 방식에 있어, 본 연구에서 제안하고 있는 바늘 없는 주사기 시스템은 레이저와 마이크로젯 인젝터로 구성 되어 있다. 이때 마이크로젯 인젝터의 핵심 메커니즘은 레이저 유도버블이다. 동력원으로 Nd:YAG와 Er:YAG, 두 종류의 레이저가 사용되었다. 버블의 특성을 결정짓는 레이저 변수인 펄스폭, 파장 등이 본 연구에서 고려되었다. Nd:YAG 레이저의 경우에 펄스폭이 버블의 생존 시간보다 짧기 때문에 캐비테이션에 가까운 버블을 형성하는 반면 Er:YAG 레이저의 경우에 펄스폭이 상대적으로 길고 물에서의 흡수가 잘 되기 때문에 보일링 버블이 만들게 된다. 버블 및 마이크로젯의 자세한 움직임은 초고속 카메라를 통해 촬영되었다. 이와 같은 과정을 통하여 마이크로젯의 특성이 버블에 의해 결정되는 것을 본 연구를 통해 관찰되었다. 약물 전달 성능은 기니어피그 조직에 형광물질을 침투한 결과로 부터 분석하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1282-1287
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• 2004

The bubble behavior and the radiation mechanism from a laser-induced collapsing bubble were investigated theoretically using the Keller-Miksis equation for the bubble wall motion and analytical solutions for the vapor inside bubble. The calculated time dependent bubble radius is in good agreement with observed ones. The half-width of the luminescence pulse at the collapse point, which was calculated under assumption that the light emission mechanism is black body radiation from the vapor bubble agreed well with observed value of several nanoseconds. The gas content inside the vapor bubble was too small to produce the light emission due to bremsstrahlung.

• 한국가시화정보학회지
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• 제21권1호
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• pp.57-66
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• 2023

In this study, we investigate the effects of a single roughness element on Venturi cavitation. The single roughness element of hemispherical shape is installed at the throat inlet of a Venturi tube. Since the wake behind the roughness element induces an additional pressure drop, cavitation inception occurs at a higher Cavitation number for the Venturi model with the single roughness element than for the Venturi model with no roughness. Cavitation bubbles form along the wake of the roughness element and lengthen in the streamwise direction as the Cavitation number decreases, forming a longitudinal cavitation. With a further decrease in the Cavitation number, the longitudinal cavitation bubble merges with the sheet cavitation initiated from the exit edge of the Venturi tube throat, followed by the shedding of cloud cavitation. The merging of the longitudinal cavitation and sheet cavitation is accompanied by a sudden decrease in the discharge coefficient and an increase in the pressure loss coefficient as it chokes the flow inside the Venturi tube.

• 한국음향학회지
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• 제19권8호
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• pp.47-53
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• 2000

수중에서 프로펠러에 의해 추진되는 추진체를 식별하기 위해 프로펠러의 추진력에 의하여 수중에 발생되는 cavitation의 비선형 음향학적 현상으로부터 발생되는 프로펠러의 shaft-rates와 blade-rates를 탐지하여 표적을 식별하기 위한 Maximum Likelihood Classifier를 유도하고, 시뮬레이션과 실험을 통한 검증을 수행하였고, 실제 해양에서 수집한 데이터에 대해 적용 가능함을 입증하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제33권3호
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• pp.202-208
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• 1997

The component materials threatened by cavitation include ship propellers as well as turbine runners, pump impellers, pipe lines and radiators. Today it is known that cavitation damage takes place on many other components including on the coding water side of the cylinder liners of diesel engines. Cavitation erosion - corrosion implies damage to materials due to the shock pressure or shock wave that results when bubbles form and collapse at a metal surface within a liquid. To suppress cavitation erosion as well as cavitation erosion - corrosion to hydraulic equipment, innovations such as the improvement in the geometric design of the equipment or the selection of suitably resistant construction materials are necessary. In this study, we investigated that the cavitation erosion - corrosion damage under vibratory cavitation can be reduced by adding of side now velocity to the cavitation bubble group in order to eliminate bubbles formed in sea water environment.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.757-764
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• 2019

수중에서 빠른 속도로 운동하는 물체 주변에서 감압이 발생하며, 이로 인해 공동 핵이 팽창함으로써 캐비테이션이 발생한다. 캐비테이션이 발생하게 되면 소음 및 진동이 증가하며, 추진기의 경우 추진 성능이 저해되는 악영향을 초래하기 때문에 이에 대한 예측이 필요하다. 본 연구에서는, 캐비테이션 발생으로 인한 공동소음의 해석절차를 정립하고, 타원형 날개에 적용하였다. 먼저 전산유체역학해석을 수행하여, 날개 형상 주위 유동장 정보를 도출하였다. 공동 핵 밀도 함수를 활용하여, 핵의 초기 반경 별로 개수를 계산하였고 이들을 압력 강하가 큰 날개 끝 전류에 랜덤하게 배치하였다. 이후 공동소음 해석을 위해 각각의 핵에 대하여 Lagrangian 관점에서 버블 다이나믹스를 활용하였고, 계산된 공동의 거동으로부터 소음해석을 수행하였다. 공동소음은 광대역 소음의 특성을 가지는 것을 확인하였으며, 최종적으로 선박해양플랜트연구소(KRISO)의 대형캐비테이션터널(LCT)에서 수행된 실험 계측결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다.