• 대한기계학회논문집A
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• 제33권10호
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• pp.1108-1118
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• 2009

A Very High Temperature Gas Cooled Reactor (VHTR) has been selected as a high energy heat source of the order of $950^{\circ}C$ for nuclear hydrogen generation, which can produce hydrogen from water or natural gas. A primary hot gas duct (HGD) as a coaxial double-tube type cross vessel is a key component connecting a reactor pressure vessel and an intermediate heat exchanger in the VHTR. In this study, a structural sizing methodology for the primary HGD of the VHTR is suggested in order to modulate a flow-induced vibration (FIV). And as an example, a structural sizing of the horizontal HGD with a coaxial double-tube structure was carried out using the suggested method. These activities include a decision of the geometric dimensions, a selection of the material, and an evaluation of the strength of the coaxial double-tube type cross vessel components. Also in order to compare the FIV characteristics of the proposed design cases, a fluid-structure interaction (FSI) analysis was carried out using the ADINA code.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5B호
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• pp.313-320
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• 2012

본 논문에서는 폰툰형 콘크리트 부유구조체의 하부슬래브에 발생하는 인장력을 억제하여 구조적 안전성을 향상시킬 수 있는 방안으로 부유구조체 외측 모듈을 반잠수식 모듈로 구성하는 구조시스템을 제시하였다. 본 시스템의 적용성을 확인하기 위해 반잠수식 모듈 제원과 전체 시스템에 대한 반잠수식 모듈의 구성비를 변화시켜 외력에 대한 구조응답과 부유구조체 중량, 흘수를 종합적으로 검토하였다. 구조성능 검토 시 효율적인 매개변수 연구를 위해 이단계 등가 정적 해석법을 도입하였으며, 본 해석법을 바탕으로 시스템 제원 변화에 따른 각 구조부 작용 외력의 변화와 구조 거동을 분석하였다. 분석 결과, 본 시스템 도입 시 콘크리트 부유구조체의 하부슬래브 발생 인장력을 충분히 억제할 수 있는 것으로 나타났으며, 적정한 반잠수식 모듈의 구성비는 부유구조체 길이대비 약 15% 이하인 것으로 분석되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1367-1372
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• 2008

A plate type supporting structure of a tube bundle in axial flow generates a certain band of a high frequency periodic excitation of a vortex shedding and/or a flow separation due to sharp edge of the plate thickness and a severe pressure drop due to a cross-sectional area of the supports. With a design consideration of the low vibration and a small flow resistance, the analysis method is uniquely confined to an experimental approach because a complex geometry of a cylindrical tube bundle and/or physical phenomena related to the fluid-structure interaction of tube bundle in a flow impede a theoretical or a numerical approach. A 5x5 cylindrical tube bundle with 5 supports which were discretely located along the bundle's axis was tested in the FIVPET hydraulic test loop for a design evaluation and an analysis perspectives. A high frequency flow-induced vibration of the supporting structures of the cylindrical tube bundle was measured at a outer surface of a supporting structure through a transparent flow housing by the laser dopper vibrometer. Pressure drop in-between three measurement distances was measured by the differential pressure transmitter. High frequency vibration and pressure drop fairly depends on the geometric design of supporting structure. So, these two parameters would be used as a qualitative design variables for design evaluation and analysis.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.47-54
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• 2014

This paper presents the structural model development and verification processes of wind turbine blade. The National Renewable Energy Laboratory (NREL) Phase VI wind turbine which the wind tunnel and structural test data has publicly available is used for the study. The wind turbine assembled by blades, rotor, nacelle and tower. The wind blade connected to rotor. To make the whole turbine structural model, the mass and stiffness properties of all parts should be clear and given. However the wind blade, hub, nacelle, rotor and power generating machinery parts have difficulties to define the material properties because of the composite and assembling nature of that. Nowadays to increase the power generating coefficient and cost efficiency, the highly accurate aerodynamic loading evaluating technique should be developed. The Fluid-Structure Interaction (FSI) is the emerging new way to evaluate the aerodynamic force on the rotating wind blade. To perform the FSI analysis, the fluid and structural model which are sharing the associated interface topology have to be provided. In this paper, the structural model of blade development and verifying processes have been explained for Part1. In following Part2 paper, the processes of whole turbine system will be discussing.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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• pp.167-174
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• 2008

In this study, flutter analyses for supercritical airfoil have been conducted in transonic region. Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics (CFD) and computational structural dynamics (CSD) has been developed in order to investigate detailed static and dynamic responses of supercritical airfoil. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with Spalart-Allmaras (S-A) and SST ${\kappa}-{\omega}$ turbulence models are solved for unsteady flow problems. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of cascades for fluid-structure interaction (FSI) problems. Also, flow-induced vibration (FIV) analyses for various supercritical airfoil models have been conducted. Detailed flutter responses for supercritical are presented to show the physical performance and vibration characteristics in various angle of attack.

• 한국항공운항학회지
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• 제17권2호
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• pp.8-17
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• 2009

In this study, flutter analyses for supercritical airfoil have been conducted in transonic region. Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics (CFD) and computational structural dynamics (CSD) has been developed in order to investigate detailed static and dynamic responses of supercritical airfoil. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with Spalart-Allmaras (S-A) and SST ${\kappa}-{\omega}$ turbulence models are solved for unsteady flow problems. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of cascades for fluid-structure interaction (FSI) problems. Also, flow-induced vibration (FIV) analyses for various supercritical airfoil models have been conducted. Detailed flutter responses for supercritical are presented to show the physical performance and vibration characteristics in various angle of attack.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.693-700
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• 2003

CFD를 이용하여 풍하중을 받는 구조부재의 Indicial 함수를 구하고 이로부터 플러터 계수를 얻는 방법을 제안한다. 이를 위해 유한요소법을 이용한 CFD 프로그램을 개발하고 이것을 사용하여 순간적 영각 변화에 따른 공기력계수의 시간적 변화, 즉 Indicial 함수를 구한다. 이 함수를 Fourier적분하여 플러터 계수를 구한다. 이 방법에서는 유체 속에서 진동하는 물체를 직접 시뮬레이션 하는 대신에 일정한 영각을 갖는 고정된 구조물의 수직력 및 회전력의 시간적 변화만을 구하면 된다. 이 방법의 타당성을 검증하기 위해 단면비가 다른 2개의 직사각 단면에 대해 본 연구에서 개발한 프로그램을 사용하여 플러터 계수를 구하고, 또 풍동실험을 실시하여 같은 단면에 대한 플러터 계수를 구하여 서로 비교하였다. 본 연구결과는 교량의 예비설계 단계에서 효과적으로 사용할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.451-457
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• 2014

최근에는 법공학 분야에 구조해석 및 구조-유동 연성해석을 이용한 다양한 시뮬레이션 기법을 활용하여 안전사고 및 재난사고에 대한 법적 책임문제를 해명하고, 보다 정확한 원인분석을 통해 원인을 규명하고 있는 추세이다. 본 연구에서 다룬 플레이트 거더교 사고는 교각과 교대 사이의 기존 교각에 대하여 확장 교각을 신설하던 중 방호벽 콘크리트 타설이 완료되는 시점에 전도 추락되어 발생되었다. 본 사고는 설계와 다른 시공 작업과 설계 시 고려되지 않은 추가 하중 등으로 인해 확장 교량에 부반력이 발생하여 구조적 불안정을 가져와 붕괴된 사고로 MIDAS 구조 해석을 통해 설계와 실제 시공 시 작업 하중에 대한 구조적 안정성을 비교 평가하여 정확한 공학적 사고의 원인을 규명하고자 한다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권5호
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• pp.357-363
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• 2017

The sloshing pressure acting on a membrane-type LNG CCS is a typical irregular impact load, and the structural response of a tank system induced by sloshing also shows very complex behavior, including fluid structure interaction. Therefore, it is not easy to accurately estimate the sloshing impact pressures and resulting structural response. Moreover, a huge time consuming process to deal with the enormous pressure data obtained during a model tank test and the following structural analysis would be inevitable. To reduce the computation time for structural analysis, in this study, a rational structural modeling strategy was considered, and a simplified scheme to analyze the dynamic structural responses of an LNG CCS was introduced, which was based on the concept of the linear combination of the triangular response functions obtained by a transient response analysis of structures under unit triangular impact pressure. A structural analysis of a real Mark III membrane type insulation system under the sloshing impact pressure time histories obtained by model tests was performed using the various proposed structural models and simplified analysis scheme. The results were investigated in detail, including the elastic support effects of the hull structure.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.126-132
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• 2016

본 연구는 전산유체역학 기법을 이용하여 수소 생산 플랜트의 개질 튜브 공정가스와 버너 가스 온도에 따른 화학반응과 열변형 특성을 분석한다. 개질로 내부의 온도는 약 800 K 내지 1000 K 이상으로 고온으로 유지되기 때문에 튜브의 열변형 문제가 심각하게 발생할 수 있다. 따라서 개질로의 구조건전성을 평가하고 안정된 생산력을 가진 장비를 운영하기 위해서 반응과 열변형 특성에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구는 상용 전산해석 코드(ANSYS Fluent/Mechanical V.13.0)를 사용하여, 대류, 전도 및 복사 열전달을 포함한 복합 열전달과 난류유동을 3차원적으로 해석하였다. 특히, 열유동 특성에 따른 연성해석(Fluid-Solid Interaction: FSI)를 수행하였으며 고온 버너가스와 공정가스 운전조건에 따른 반응 특성과 열변형 변화를 분석하였다. 수치해석 결과, 개질 공정가스와 버너 가스의 주입온도가 각각 200 K 감소하면, 수소생성량은 최대 약 4 배, 최소 약 2 배 감소한다. 또한, 공정가스와 버너 가스의 주입온도에 따라 열변형은 최대 약 20%, 최소 약 15% 감소한다.