• 전기학회논문지P
• /
• 제60권2호
• /
• pp.82-90
• /
• 2011

The small precision spindle motors in the high value-added products including the visible home appliances such as DLP projector require not only the energy conversion devices but also high efficiency, low vibration and sound operation. However, the spindle motors using the conventional ball bearing and sintered porous metal bearing have following problems, respectively: the vibration by the irregularity of balls and the short motor life cycle by the ball's abrasion and higher sound noises by dry contact between shaft and sleeve. In this paper, it is proposed that the spindle motor with a fluid dynamic bearing is suitable for the motor to drive the color wheel of the DLP(digital lightening processor) in the visible home appliances. The proposed spindle motor is composed of the fluid dynamic bearing with both the radial force and the thrust force. The fluid dynamic bearing is solved by the finite element analysis of the mechanical field with the Reynolds equations. The magnetic part of spindle motor, which is a type of Brushless DC Motor, is designed by the electro-magnetic field analysis coupled with the Maxwell equation. And the load capacity and the friction loss of fluid dynamic bearing are analyzed to bearing clearance variation by the fabrication error in designed motor. The design of the proposed motor is implemented by the load torque caused by the eccentricity and the unbalance of the fluid dynamic bearing when the motors are fabricated in error. The prototype of the motor with the fluid dynamic bearing is manufactured, and experiment results show the vibration, sound, and phase current at no load and color wheel load of the motors in comparison. The high performance characteristics with the low vibration, the low acoustic noise and the optimal mechanical structure are verified by the experimental results.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.530-533
• /
• 2010

This paper presents numerical analysis and design optimization of various turbine blade cooling techniques with three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS) analysis. The fluid flow and heat transfer have been performed using ANSYS-CFX 11.0. A fan-shaped hole for film-cooling has been carried out to improve film-cooling effectiveness with the radial basis neural network method. The injection angle of hole, lateral expansion angle of hole and ratio of length-to-diameter of the hole are chosen as design variables and spatially averaged film-cooling effectiveness is considered as an objective function which is to be maximized. The impingement jet cooling has been performed to investigate heat transfer characteristic with geometry variables. Distance between jet nozzle exit and impingement plate, inclination of nozzle and aspect ratio of nozzle hole are considered as geometry variables. The area averaged Nusselt number is evaluated each geometry variables. A rotating rectangular channel with staggered array pin-fins has been investigated to increase heat transfer performance ad to decrease friction loss using KRG modeling. Two non-dimensional variables, the ratio of the eight diameter of the pin-fins and ratio of the spacing between the pin-fins to diameter of the pin-fins selected as design variables. A rotating rectangular channel with staggered dimples on opposite walls are formulated numerically to enhance heat transfer performance. The ratio of the dimple depth and dimple diameter are selected as geometry variables.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.551-555
• /
• 2010

Electrowetting is a versatile tool to handle tiny droplets and forms a backbone of digital microfluidics. Numerical analysis is necessary to fully understand the dynamics of electrowetting, especially in designing electrowetting-based devices, such as liquid lenses and reflective displays. We developed a numerical method to analyze the general contact-line problems, incorporating dynamic contact angle models. The method is based on the conservative level set method to capture the interface of two fluids without loss of mass. We applied the method to the analysis of spreading process of a sessile droplet for step input voltages and oscillation of the droplet for alternating input voltages in electrowetting. The result was compared with experimental data. It is shown that contact line friction significantly affects the contact line motion and the oscillation amplitude. The pinning process of contact line was well represented by including the hysteresis effect in the contact angle models. In level set method, in the mean time, material properties are made to change smoothly across an interface of two materials with different properties by introducing an interpolation or smoothing scheme. So far, the weighted arithmetic mean (WAM) method has been exclusively adopted in level set method, without complete assessment for its validity. We viscosity, thermal conductivity, electrical conductivity, and permittivity, can be an alternative. I.e., the WHM gives more accurate results than the WAM method in certain circumstances. The interpolation scheme should be selected considering various characteristics including type of property, ratio of property of two fluids, geometry of interface, and so on.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.111-121
• /
• 1993

본 연구는 충적하천(沖積河川)에서 실측된 자료를 이용하여 한 하천지점에서 유량의 변화에 따른 하상형태의 변화와 그에 따른 하천마찰의 변화를 검토하는 것이다. 본 연구는 다음과 같은 조건의 하천상태에 국한한다: (1) 하폭 100m 내외의 중규모 하천, (2) 하천선형이 직선이고 하천단면의 변화가 적어 하상마찰 이외에 특별한 에너지 손실요인이 없는 하천, (3) 프루우드 수가 0.5 이하인 저수류영역(低水流領域) 하천. 본 연구에서 얻은 주요 결론을 요약하면 다음과 같다: (1) 매닝의 조도계수(粗度係數)는 평탄하상(平坦河床)의 경우 0.02정도에서 사구(砂丘) 형성시 0.05 정도로 2배 이상 증가한다. (2) 충적하천의 조도계수는 Strickler 공식 형태의 고정상 하천에 대한 조도계수 추정방법으로는 얻을 수 없다. (3) 기존의 하천시설기준에 수록된 이동상 하천에서의 조도계수 추정방법은 실제하천에 적용하는데 있어 한계가 있으며, 우리나라 자료를 이용한 구체적인 연구가 요망된다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.297-302
• /
• 2007

점적관수 자재 및 분수호스의 관수균일도 실험결과 사용압력과 배관길이에 따라 유출량의 차이가 큰 것으로 나타났다. 점적관수 중에서는 점적단추의 관수 균일도가 가장 높았고, 점적테잎, 점적호스의 순으로 나타났다. 관의 직경과 길이 및 유량에 따라 다르지만 마찰에 의한 압력손실이 상당히 크므로 점적관수의 사용압력과 배관길이 선택에 주의할 필요가 있다. 제품에 따라 약간의 차이는 있었지만 대체로 점적호스는 50m, 점적테잎은 70m 정도를 최대 배관길이로 제한하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다. 점적단추는 실험에서 설정한 최대길이인 100m까지도 사용이 가능한 것으로 사료된다. 그러나 관수시스템의 압력을 체크하여 충분한 압력을 확보하고 있는지 검토할 필요가 있고, 부족시 별도의 가압펌프를 설치하여 적정압력 범위를 만족할 수 있도록 하며 물구멍이 막히지 않도록 필터를 설치하고 수질을 관리하는 등의 유지관리가 필요한 것으로 판단되었다. 분수호스의 경우에는 균등계수가 매우 낮아 균일한 관수를 기대할 수 없는 것으로 나타났다. 따라서 균일한 관수 제어를 필요로 하는 높은 수준의 시설재배에서는 가능한 한 점적관수를 사용하고, 비교적 낮은 수준의 배지수분 관리가 이루어지는 시설재배에서도 분수호스를 이용할 경우 배관길이를 $30{\sim}35m$이내로 제한하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권7호
• /
• pp.703-714
• /
• 2010

본 연구에서는 크리깅 기법을 이용하여 엇갈린 핀휜이 부착된 회전하는 내부냉각유로의 형상 최적화를 수행하였다. 냉각유로 형상의 여러 매개변수 중 핀의 지름과 높이의 비, 핀의 지름과 핀과 핀 사이의 거리의 비를 최적설계를 위한 설계변수로 선택하였다. 열전달 관련 목적함수와 마찰손실 관련 목적함수를 가중계수를 이용하여 선형적으로 결합한 목적함수를 정의하였다. 크리깅 모델을 구축하기 위해 라틴하이퍼큐브 샘플링기법에 의해 생성된 20개 실험점에서 목적함수가 SST난류모델을 사용한 삼차원 레이놀즈평균 나비어-스톡스(RANS) 유동해석법에 의해 계산되었다. 크리깅 기법을 통하여 예측된 목적함수값은 RANS해석을 이용해 계산된 값과 매우 작은 오차 범위 내에서 일치하였으며, 최적설계를 통해 목적함수가 11% 감소하는 결과를 얻었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.469-485
• /
• 2016

심부 터널 주변 암반의 파괴는 불연속면의 영향을 크게 받는 천부 터널 주변과 다르게 응력의 크기와 방향이 지배한다. 응력 지배 파괴의 양상은 응력 조건, 암석의 특성에 따라 연성과 취성으로 구분할 수 있으며 파석, 판상 파괴, 암석 파열 현상의 결과로 나타나는 V-형 홈 형태 취성 파괴 영역의 범위와 깊이는 심부 터널의 굴착과 보강 설계의 주요 인자이므로 이를 파악하는 것은 중요하다. 취성 파괴의 특성은 응력 조건에 따라 점착력 상실과 마찰력 전이로 구성된다는 점과 진행성 파괴라는 점이다. 본 연구는 이중 선형 절단 파괴 포락선과 탄성-탄소성 연계 해석과 점진적 탄소성 영역 확대라는 해석 절차와 방법을 도입하여 터널 주변 취성 암반의 파괴를 합리적으로 모사할 수 있는 3차원 수치 모델을 구현하였다. 이 수치 모델이 예상한 취성 파괴 영역의 깊이는 기존 사례 연구를 통한 경험식의 결과와 부합되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제28권2호
• /
• pp.162-174
• /
• 1996

서로 다른 지지격자들이 인접한 6$\times$6 핵연료 봉다발부수로내에서 국부 수력특성인자들을 레이저 유속 측정 장치인 LDV(Laser Doppler Velocimeter)를 이용하여 측정하였다. 6$\times$6 봉다발은 서로 다른 지지격자를 가진 3$\times$6 봉다발이 서로 인접하여 이룬 형상이다. 본 연구에서는 다른 형상과 다른 수력저항을 갖는 지지격자간들의 열수력적 상호작용을 규명하는데 그 목적이 있다. LDV를 이용하여 축방향 및 횡방향 속도, 난류강도 등의 측정 인자들을 측정하였다. 또한 압력강하를 측정하여 지지격자의 손실계수와 봉다발의 마찰계수를 구하였다. 수력실험결과에 근거하여 지지격자에 기인된 열혼합현상에 관한 것을 연구하였다. DNB의 정성적인 기준이라고 할 수 있는 swirl인자를 정의하고 횡방향속도 실험인자로부터 구하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제24권3호
• /
• pp.263-273
• /
• 1992

핵연료 집합체의 속도분포, 압력강하는 열수력 설계와 안전해석에 중요하다. 본 실험적 연구의 목적은 봉다발 지지 격자 하류에서의 수력학적 혼합을 고찰하는데 있다. 이 연구에서 가압경수로형 5X5 봉다발 부수로의 상세한 수력학적 특성들을 1차익 He-Ne LDV를 이용하여 측정하였다. 축방향 유속, 난류강도와 압력강하를 주로 측정하였고 LDV의 정렬을 조정하여 측방향의 유속, 난류강도, Reynolds 전단응력 등도 역시 측정하였다. 봉다발의 마찰계수와 지지 격자의 손실계수는 측정된 압력 강하로부터 평가하였다. 서로 다른 종류의 지지 격자의 수력학적 혼합성능을 이웃하는 부수로 간에서의 난류 횡류 혼합률을 예측함으로써 고찰할 수 있었다.

• Wind and Structures
• /
• 제30권2호
• /
• pp.165-180
• /
• 2020

To determine tornadic wind loads, the wind pressure, forces and moments induced by tornadoes on civil structures have been studied. However, in most previous studies, only the individual building of interest was included in the wind field, which may be suitable to simulate the case where a tornado strikes rural areas. The statistical data has indicated that tornadoes induce more significant fatalities and property loss when they attack densely populated areas. To simulate this case, all buildings in the community of interest should be included in the wind field. However, this has been rarely studied. To bridge this research gap, this study will systematically investigate the influence of a community of buildings on tornadic wind fields by modeling all buildings in the community into the wind field (designated as "the Community case under tornadic winds"). For comparison, the case in which only a single building is included in the tornadic wind field (designated as "the Single-building case under tornadic winds") and the case where a community of buildings are included in the equivalent straight-line wind field (designated as "the Community case under straight-line winds") are also simulated. The results demonstrate that the presence of a number of buildings completely destroys the pattern of regular circular strips in the distribution of tangential velocity and pressure on horizontal planes. Above the roof height, the maximum tangential velocity is lower in the Community case under tornadic winds than that in the Single-building case under tornadic winds because of the higher surface friction in the Community case; below the roof height, greater tangential velocity and pressure are observed in the Community case under tornadic wind fields, and more unfavorable conditions are observed in the Community case under tornadic winds than under the equivalent straight-line winds.