Dual-cooled fuel with inner and outer flow channel was proposed for high burup, next generation nuclear fuel design. The annular cylinder of dual cooled fuel has higher structural strength compared to the conventional one, but also have concerns about flow induced vibration due to an additional flow of inner channel and the difference of flow velocity in between inner and outer channel. In this study, the dynamic stability of flexible, annular cylinder was evaluated according to the flow variation and compared to the that of the conventional PWR fuel rod. Centrifugal and Coriolis force by the additional flow in the inner channel were added in the dynamic equation of flexible beam in uniform, external, and axial flow. Complex eigenfrequency was calculated by the finite element method. Stability margin of annular cylinder compared to the solid cylinder and change of the dynamic characteristic are presented and discussed as a analysis results.
A new equivalent linearization technique is proposed for a friction damper-brace system (FDBS) idealized as a elastoplastic system. The equivalent linearization technique utilizes secant stiffness and dissipated energy defined by the probability distribution of the extremal displacement of the FDBS. In addition, a conversion scheme is proposed so that an equivalent linear system is designed first and converted to the FDBS. For comparative study, an existing model update technique based on system identification is modified in a form appropriate to update single element. For the purpose of verification, shaking table tests of a small scale three-story shear building model, in which a rotational FDBS is installed, are conducted and equivalent linear systems are obtained using the proposed technique and the model update technique. Complex eigenvalue analysis is conducted for those equivalent linear systems, and the natural frequencies and modal damping ratios are compared with those obtained from system identification. Additionally, RMS and peak responses obtained from time history analysis of the equivalent linear systems are compared with measured ones.
The arbitrary V-notched crack problem is considered. The general expressions for the stress components on this problem are obtained as explicit series forms composed of independent unknown coefficients which are denoted by coefficients of eigenvector. For this results eigenvalue equation is performed first through introducing complex stress functions and applying the traction free boundary conditions. Next solving this equation, eigenvalues and corresponding eigenvectors are obtained respectively, and finally inserting these results into stress components, the general equations are obtained. These results are also shown to be applicable to the symmetric V-notched crack or straight crack. It can be shown that this solutions are composed of the linear combination of Mode I and Mode II solutions which are obtained from different characteristic equations, respectively. Through performing asymptotic analysis for stresses, the stress intensity factor is given as a closed form equipped with the unknown coefficients of eigenvector. In order to calculate the unknown coefficients. based on these general explicit equations, numerical programming using the overdetermined boundary collocation method which is algorithmed originally by Carpenter is also worked out. As this programming requires the input data, the commercial FE analysis for stresses is performed. From this study, for some V-notched problems, unknown coefficients can be calculated numerically and also fracture parameters are determined.
판의 탄소성 좌굴문제는 판 구조의 해석과 설계시의 중요성으로 인하여 상당한 관심이 모아져 온 분야이다. 본 연구에서는 유한요소법에 의한 효율적인 탄소성 좌굴해석 프로그램을 개발하였다. 탄소성 강성행렬을 구성하기 위한 소성이론으로는 실험결과와 잘 일치하는 Stowell의 변형이론을 사용하였으며, 좌굴하중을 해석하기 위해서는 고유치해석에 의한 반복기법을 사용하였다. 고유치해석에서는 불필요한 고유치의 계산을 피할 수 있는 subspace반복기법을 사용하였다. 해석결과를 Stowell이 제시한 이론해와 Pride에 의한 실험결과와 비교하여 프로그램의 타당성을 보이고, 이를 이용하여 단순지지, 또는 고정된 경계조건에 대하여 일축 또는 이축응력이 작용되는 여러 경우에 대하여 좌굴하중을 구하였다. 또한, 탄소성 좌굴에 미치는 형상비의 영향을 검토하였다.
축방향 인장 및 압축하중을 받는 점탄성층을 갖는 복합재료 적층보의 동력학적 거동을 해석하였다. 개선된 지그재그 보이론과 지배방정식에 기초한 기하학적 상관식을 이용하여 점탄성층을 갖는 복합재료 적층보를 모델링하였고 이에 기초한 보 유한요소를 개발하였다. 축방향 인장 및 압축하중하의 고유진동수와 감쇠계수는 복소수 유일법을 이용하여 계산하였다. 축방향 인장 및 압축하중이 고유진동수 및 감쇠계수에 미치는 영향을 조사하였다.
베어링 하우징의 구조 유연성을 고려하여 7톤급 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 회전체동역학 해석이 수행되었다. 볼 베어링과 펌프 비접촉 실의 강성 및 감쇠 특성이 회전체동역학 모델에 반영되었으며, 베어링 하우징의 동특성이 집중 질량 및 강성으로 모델링 되어 해석에 반영되었다. 동기 회전체 질량 불평형 응답 해석과 회전 속도에 따른 복소 고유치 해석으로부터 회전체의 임계속도와 불안정 운전 시작 속도를 예측하였다. 회전체동역학적 특성에 베어링 하우징이 미치는 영향이 베어링 부하 조건 및 무부하 조건에서 각각 검토되었다. 수치 해석 결과 베어링 하우징의 구조 유연성은 회전체의 임계속도와 불안정 운전 속도를 의미있게 감소시킬 수 있는 것으로 확인되었다.
볼 베어링과 펌프 비접촉 실의 동특성을 고려하여 고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 회전체동역학 해석이 수행되었다. 회전 고유진동수와 감쇠비를 예측하기 위하여 회전속도에 따른 복소 고유치 해석이 수행되었다. 동기 회전체 질량 불평형 응답과 시간 과도 응답 해석을 통하여 회전체의 임계속도와 불안정 운전 시작 속도가 확인되었다. 수치 해석 결과로부터 후방 베어링 강성이 임계속도와 불안정성 예측에 있어서 가장 중요한 인자로 확인되었는데, 이는 1차 모드가 터빈부 회전축 굽힘 모드인 것에 기인한다. 임계속도에 있어서 펌프 실의 영향은 후방 베어링 강성이 감소할수록 그리고 전방 베어링 강성이 증가할수록 확대되는 것으로 나타났다.
The free vibration of a spinning flexible disk-spindle system supported by hydro dynamic bearings in a HDD is analyzed by FEM. The spinning flexible disk is described using Kirchhoff plate theory and von Karman non-linear strain, and its rigid body motion is also considered. It is discretized by annular sector element. The rotating spindle which includes the clamp, hub, permanent magnet and yoke, is modeled by Timoshenko beam including the gyroscopic effect. The flexible supporting structure with a complex shape which includes stator core, housing, base plate, sleeve and thrust pad is modeled by using a 4-node tetrahedron element with rotational degrees of freedom to satisfy the geometric compatibility. The dynamic coefficients of HDB are calculated from the HDB analysis program, which solves the perturbed Raynolds equation using FEM. Introducing the virtual nodes and the rigid link constraints defined in the center of HDB, beam elements of the shaft are connected to the solid elements of the sleeve and thrust pad through the spring and damper element. The global matrix equation obtained by assembling the finite element equations of each substructure is transformed to the state-space matrix-vector equation, and the associated eigenvalue problem is solved by using the restarted Arnoldi iteration method. The validity of this research is verified by comparing the numerical results of the natural frequencies with the experimental ones. Also the effect of supporting structures to the natural modes of the total HDD system is rigorously analyzed.
본 논문의 연구목적은 차세대의 국가 경세의 성장엔진으로 알려진 의료관광 산업의 성공적인 발전을 위한 주요성공요인(CSF)을 개발하는 것이다. 이를 위해서 연구자는 실험적이고 확정적인 요인 분석을 실시하여 주요성공요인을 생성하였고, 이들 요인들의 신뢰성과 타당성을 조사하였다. 본 연구를 위해 76명의 의료관광 분야의 전문가가 본 연구가 실시한 설문조사에 참여하였다. 설문지는 모두 51개항의 질문으로 구성되었으며, 이들이 성공적인 의료관광의 주요성공요인 도출을 위한 측정지표가 된다. 본 연구를 통해서 생성된 요인은 모두 15가지이다. 요인분석으로 성과측정지표를 개발한 후에는 이들 요인들 사이의 중요도를 계층분석기법(AHP)으로 분석하였다. AHP 분석의 결과로 주요성공요인들 사이의 중요도출 측정할 수 있었다. 본 연구의 결과는 급변하는 의료환경에서 각 의료기관들이 의료관광 시장에서 경쟁력을 확보할 수 있도록 방향과 기준을 제시할 수 있을 것이다.
1차전단변형 판이론에 의한 비등방성 복합적층판의 임계좌굴하중 및 좌굴모드는 기존의 해석적인 방법으로는 다양한 조건에 대하여 해를 제공할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 따라서 근사해법인 수치해석을 이용하게 되는데, 이러한 수치해석기법으로 기존 상용프로그램에서는 유한요소법이 널리 사용되었다. 그러나 least upper bound 특성을 가지고 있는 유한요소법을 이용한 적층판의 좌굴해는 구조적인 안정성을 보장하지 못하는 경우도 있다. 따라서 본 논문에서는 유한차분법에 의한 좌굴해석을 수행하여 유한요소법과 상호 비교함으로서 각 경우에 관한 두 가지 수치해석기법의 장단점을 규명하고 효과적으로 적용할 수 있는 기법을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 수치해석 결과, 유한차분법에 의한 좌굴하중 및 좌굴모드는 신소재를 사용하는 적층 구조물의 실용화에 앞서 다양한 기준을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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