• 한국유체기계학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.7-13
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• 2005

Although the globe is the most typical valve to control high pressure drop in piping system, it is very hard to figure out the characteristics of flow field in the globe valve caused by its complex geometry, So there is very few studies to find out flow characteristics of globe valve. In this study numerical analysis for flow field in the globe valve is carried out using the FLUENT code which is commercial CFD program. Pressure drop through the globe valve is also measured to verify the results come from numerical analysis. Comparing experiment with numerical analysis, two results are very close to each other.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1022-1025
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• 2003

Although the globe is the most typical valve to control high pressure drop in piping system, it is very hard to figure out the characteristics of flow field in the globe valve caused by its complex geometry. So there is very few studies to find out flow characteristics of globe valve. In this study, numerical analysis for flow field in the globe valve is carried out using the Fluent code which is commercial CFD program. Pressure drop through the globe valve is also measured to verify the results come from numerical analysis. Comparing experiment with numerical analysis, two results are very close to each other. Also finite element method is employed to evaluate the safety of globe valve using the results coming from the flow analysis to make the boundary conditions for FEM analysis. Maximum stress appears on the inlet channel of valve where inlet flow runs against. Because the maximum stress between 11.7 MPa to 3.6 MPa is within 3.4% of yield stress. the structural safety of valve is considered to be very sound

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권1호
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• pp.110-118
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• 2008

It is essential for the valid design of a marine flow-control valve to exactly know its flow characteristics. The present study has numerically investigated the flow characteristics inside a marine throttle-type globe valve using a kind of commercial CFD code, CFX10.0, with an adoption of the SST (Shear-Stress Transport) turbulence model. To validate the numerical approach, the flow coefficients are compared with the experimental ones. Results show that the globe valve is effective in the control of flow rate according to the opening ratio in case of the forward-direction flow, whereas it is effective in the flow shutoff in case of the reverse-direction flow. Around the inlet of the valve, a recirculation region is formed due to the blunt body shape, the turbulence intensity becomes strengthened and then an abrupt pressure loss occurs.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.29-37
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• 2003

This study was undertaken to verify the effect of flow coefficient when a globe control valve was attached by different type of fitting. The valve flow coefficient is usually determined by measuring the flow rate and the pressure drop with the connection of straight pipe through the valve. The effect of different fitting that is mounted on the downstream of the valve is studied. Four types of fittings and three distances between the valve and a downstream fitting are compared parametrically to investigate the effect on the flow coefficient of it. Measured flow coefficient and numerically predicted value by using computational fluid dynamics were compared in detail. It is concluded that the flow coefficient is reduced if the fitting is attached after a valve, but the effect of different type of fitting is not crucial.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제18권4호
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• pp.28-34
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• 2021

Among the currently available types of fuel, LNG emits a relatively small amount of nitrogen oxide and carbon dioxide when it burns in the engine. However, since LNG is a flammable material, leakage during bunkering can lead to accidents, such as fires. Therefore, it is necessary to install a remote operation emergency shut-down (ESD) valve to block the flow and leakage of LNG in an emergency situation that occurs during bunkering. The ESD valve uses a hydraulic driving device consisting of a hydraulic control valve and a hydraulic motor to control globe valve disc displacement, which regulates the flow path for LNG transfer. At this time, there are various nonlinearities in hydraulic driving devices; hence, it is necessary to design a controller with robust control performance against these uncertainties. In this study, modeling of the ESD valve was carried out, and a sliding mode controller to control the displacement of the globe valve disc was designed. As a result, it was confirmed that the designed control performance could be achieved by overcoming nonlinearity characteristics using the designed controller.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.718-723
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• 2017

본 논문에서는 액체로켓에서 추력제어를 위해 주로 사용되는 글로브 제어밸브의 대해 주기적인 저주파 압력섭동에서 유효 단면적에 따라 변하는 임피던스 특성에 관해 해석적 연구를 수행하였다. 유효 단면적에 따라 임피던스가 증가하는 경향을 확인하였으며, 유동장 가시화를 통해 임피던스 특성 변화를 일으키는 원인에 대해 알아보았다. 향후 제어밸브의 임피던스 특성변화의 관한 정보는 공급 시스템의 임피던스를 구하는데 활용될 수 있기 때문에 포고 현상 예측의 활용될 수 있을 뿐만 아니라 포고 현상 감소를 위해 완충기 및 오리피스를 설계할 때도 도움이 될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.734-739
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• 2016

선형으로 움직이는 글로브 밸브의 목적은 주로 유량을 제어할 수 있도록 설계 되어 있으며, 디스크의 움직임으로 인해서 유량을 제어가 가능하게 된다. 본 논문은 유량계수를 예측하기 위해서 전산유동해석 프로그램인 ANSYS-CFX로 유동해석을 진행 하였고 본 해석에서 사용되는 글로브 밸브 모델을 시제품과 동일한 형상의 크기로 설계하였다. 유량계수는 밸브 전개 시 $16.5^{\circ}C$의 맑은 물이 전후의 압력차 1psi로 흐를 때 그때의 유량을 말한다. 다시 말해서 밸브의 크기를 결정할 수 있는 중요한 요인이 된다. 밸브의 유량계수와 유량을 해석을 통해서 얻어낼 수 있었고, 그 해석으로 인해서 분당 0~0.1gal 유량을 제어할 수 있는 정밀제어 글로브 밸브를 개발 할 수 있었다. 유동해석과 실험의 결과로 유량계수를 서로 비교하였으며 그 결과로 인해서 유량계수의 오차율이 매우 작음을 확인하였고, 해석의 신뢰성을 확보하였다. 따라서 실험 없이 해석만으로 충분히 유량계수의 경향성을 파악하는데 크게 어려움이 없음을 보여주었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.14-20
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• 2001

Numerical analysis of the three dimensional turbulent flow field in a complex valve trim is carried out to confirm the possibility whether this simulation tool can be used as a design tool or not. The simulation of the incompressible flow in a glove valve is performed by using the commercial code. CFD-ACEA utilizes the finite volume approach as a discretization scheme, and the pressure-velocity coupling is made from SIMPLEC algorithm in it. Four flow cases of the control valve are investigated, and the valve flow coefficient for each case is compared with the experimental data. Simulation results show a good agreement with the experiments, and it is observed that the cavitation model improves the simulation results.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.387-392
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• 2020

본 논문은 산업용 밸브의 유량제어시스템을 제안하였다. 산업용 밸브는 주로 배관시스템에 장착되어 유량 및 압력 제어에 사용된다. 제어밸브의 구조 및 작동 방식은 설치환경과 작업용도에 따라 상이하다. 밸브는 그 형태에 따라 그루브 밸브, 버터플라이 밸브 및 볼 밸브 등으로 분류되고, 구동방식은 모터를 이용하거나, 유압 및 공압을 이용하는 것이 일반적이다. 제어밸브를 이용한 유량제어시스템은 유량을 계측하여 피드백시스템을 구현하여야 하지만, 본 논문에서는 고가의 유량센서를 사용하지 않고 밸브의 개폐에 따른 유량변화를 실험하여 밸브 전후단의 압력차와 개폐정도를 이용하는 방법을 제안하였다. 밸브의 유량은 유량계수를 이용하여 밸브 전후단의 압력차와 밸브의 개폐정도로 표현할 수 있으므로 이를 이용하여 유량제어시스템을 설계하였다. 제어입력에 따른 밸브의 개폐를 나타내는 전달함수는 신호압축법을 이용하여 구하였으며, 이를 이용하여 밸브 스템의 명령추종성능을 향상시킬 수 있는 외란관측기를 설계하였다. 제안된 제어시스템의 성능을 검증하기 위해 제어밸브 전후단에 압력센서를 장착하여 제안된 제어방법의 성능이 유량센서를 이용한 경우에 준함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권1호
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• pp.81-86
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• 2016

밸브는 배관의 유량을 차단 및 제어하기 위한 장치로써 게이트 밸브, 글로브 밸브, 체크 밸브 등 많은 종류가 사용되고 있다. 그 중 글로브 밸브는 고압력 조건에서의 유량조절이 용이하여 LNG 선박, 증기 배관 등에 사용된다. 본 논문에서는 글로브 밸브의 누설 문제를 구조적으로 해결하기 위해 시트의 형상을 변형하는 방법을 제시하였다. 또한 유한 요소 해석을 통해 각 모델의 응력분포와 변형량을 비교하고 이를 통하여 제안한 모델에 대한 검증을 진행하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 모델에서 원주 방향의 변형이 줄어들고, 누설을 감소시킬 수 있는 Self-supporting 효과를 확인할 수 있었다.