• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권1호
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• pp.246-258
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• 2016

The shield building of AP1000 was designed to protect the steel containment vessel of the nuclear reactor. Therefore, the safety and integrity must be ensured during the plant life in any conditions such as an earthquake. The aim of this paper is to study the effect of water in the water tank on the response of the AP1000 shield building when subjected to three-dimensional seismic ground acceleration. The smoothed particle hydrodynamics method (SPH) and finite element method (FEM) coupling method is used to numerically simulate the fluid and structure interaction (FSI) between water in the water tank and the AP1000 shield building. Then the grid convergence of FEM and SPH for the AP1000 shield building is analyzed. Next the modal analysis of the AP1000 shield building with various water levels (WLs) in the water tank is taken. Meanwhile, the pressure due to sloshing and oscillation of the water in the gravity drain water tank is studied. The influences of the height of water in the water tank on the time history of acceleration of the AP1000 shield building are discussed, as well as the distributions of amplification, acceleration, displacement, and stresses of the AP1000 shield building. Research on the relationship between the WLs in the water tank and the response spectrums of the structure are also taken. The results show that the high WL in the water tank can limit the vibration of the AP1000 shield building and can more efficiently dissipate the kinetic energy of the AP1000 shield building by fluid-structure interaction.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.161-166
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• 2003

It is the common features of the integral reactors that the main components of the RCS are installed within the reactor vessel, and so there are no any flow pipes connecting the coolant pumps or steam generators. Due to no any flow pipes, it is impossible to measure the differential pressure at the RCS of the integral reactors, and it also makes impossible measure the flow-rate of the reactor coolant. As a alternative method, the method by the measurement of coolant pump power has been introduced in this study. Up to now, we did not found out a precedent which the coolant pump power is used for the real-time flow-rate calculation at normal operation of the commercial nuclear power plants. The objective of the study is to embody the real-time flow-rate calculation method by the measurement of coolant pump power in an integral reactor. As a result of the study, we could theoretically reason that the capacity-head curve and capacity-shaft power curve around the rated capacity with the high specific-speeded axial flow pumps have each diagonally steep incline but show the similar shape. Also, we could confirm the above theoretical reasoning from the measured result of the pump motor inputs, So, it has been concluded that it is possible to calculate the real-time flow-rate by the measurement of pump motor inputs. In addition, the compensation for a above new method can be made by HBM being now used in the commercial nuclear power plants.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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• pp.147-156
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• 2003

해상수송의 안전성을 개선하는 하나의 수단으로서, 해상풍 정보로부터 예정 항로상에서 조우하게될 파랑정보를 높은 정밀도로 예측하여 단시간에 본선에 제공할 수 있는 시스템을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 이의 제1단계로서 대양에서의 다방향 불규칙 예측을 위한 파랑추산모델을 제시하였다. 검토방법으로는 과거 실제 해역에서 발생한 황천에 기인한 선박 침몰사고를 대상으로 선박의 항행 일정에 따른 해상풍의 분석 및 파랑추산시뮬레이션을 수행하였으며, 이로부터 사고 선박이 조우한 해상을 평가하고 모델의 재현성 및 정도를 검토하였다.연구의 결과, 사고 선박은 침몰사고의 원인이 Okhotsk해에서 발랄한 저기압에 의해 급속히 성장한 고파랑 해역을 회피하지 못하여 발생한 것에 있음을 명백히 하였으며, 본 계산에 이용한 제3세대 파랑추산모델(WAM)로부터의 결과는 실제 관측 파랑의 유의파고, 주기, 방향 스펙트럼 등 항행관련의 파랑제원과 잘 부합되었으며, 실용 선박에서의 예측시스템 구축에 적용성이 양호한 것으로 나타났다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권3호
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• pp.139-146
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• 2009

The heat-affected zone (HAZ) of SA508 Gr.4N Ni-Mo-Cr low alloy steel, which has higher Ni and Cr contents than SA508 Gr.3 Mn-Mo-Ni low alloy steel, was investigated on the microstructure and mechanical properties. The HAZ was categorized into seven characteristic zones (CGCG, FGCG, ICCG, SCCG, FGFG, ICIC and SCSC-HAZ) according to the peak temperature from the thermal cycle experienced during multi-pass welding. Post Weld Heat Treatment (PWHT) was conducted in the temperature range of $550{\sim}610^{\circ}C$ for 30 hours to evaluate the effect of PWHT conditions on the microstructure and mechanical properties. Before PWHT, CGHAZ and FGFGHAZ showed high yield strength (YS) ranging from 1000 to 1250 MPa, while YS of SCSCHAZ decreased from 607 MPa (observed for base metal) to 501 MPa. The Charpy impact energies of sub-HAZs fell below 100J at $-29^{\circ}C$, except in the SCSCHAZ. By applying PWHT to sub-HAZ specimens, YS decreased as the PWHT temperature increased. In the case of CGHAZs and FGFGHAZ heat-treated at $610^{\circ}C$, YS dropped drastically to the range of 654~686 MPa. From the Charpy impact test, the upper-shelf energy (USE) increased to approximately 250J and Index temperature ($T_{68J}$) decreased below $-50^{\circ}C$. Specifically, in FGFG, ICIC and SCSC-HAZ, $T_{68J}$ was below -110, which was lower than the case of base metal.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권8호
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• pp.628-634
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• 2011

SA508 Gr.4N Ni-Cr-Mo low alloy steel, in which Ni and Cr contents are higher than in commercial SA508 Gr.3 Mn-Mo-Ni low alloy steels, may be a candidate reactor pressure vessel (RPV) material with higher strength and toughness from its tempered martensitic microstructure. The inner surface of the RPV is weld-cladded with stainless steels to prevent corrosion. The goal of this study is to evaluate the microstructural properties of the clad interface between Ni-Cr-Mo low alloy steel and stainless weldment, and the effects of post weld heat treatment (PWHT) on the properties. The properties of the clad interface were compared with those of commercial Mn-Mo-Ni low alloy steel. Multi-layer welding of model alloys with ER308L and ER309L stainless steel by the SAW method was performed, and then PWHT was conducted at $610^{\circ}C$ for 30 h. The microstructural changes of the clad interface were analyzed using OM, SEM and TEM, and micro-Vickers hardness tests were performed. Before PWHT, the heat affected zone (HAZ) showed higher hardness than base and weld metals due to formation of martensite after welding in both steels. In addition, the hardness of the HAZ in Ni-Cr-Mo low alloy steel was higher than that in Mn-Mo-Ni low alloy steel due to a comparatively high martensite fraction. The hardness of the HAZ decreased after PWHT in both steels, but the dark region was formed near the fusion line in which the hardness was locally high. In the case of Mn-Mo-Ni low alloy steel, formation of fine Cr-carbides in the weld region near the fusion line by diffusion of C from the base metal resulted in locally high hardness in the dark region. However, the precipitates of the region in the Ni-Cr-Mo low alloy steel were similar to that in the base metal, and the hardness in the region was not greatly different from that in the base metal.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.9-21
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• 1999

물분사 추진장치(waterjet)는 현재 고속선의 추진기로 폭넓게 사용되고 있으나, 입구면(inlet) 형상에 따른 효율 문제와 제작상의 어려움으로 인해 제작사는 한정되어 있다. 입구면 형상 설계에 있어서 가장 중요한 문제는 효율에 크게 영향을 주는 공동(cavitation) 발생을 최소화하는 것이다. 본 논문에서는 포텐셜 유동해석에 의해 공동발생이 최소화되는 최적 형상을 찾기 위해, 평접형(flush type) 이차원 물분사 추진장치의 입추면 형상을 수치계산 모델로 택하여 이차원 단면으로 가정하고, 유동해석을 수행하였다. 형상 파라미터의 변화를 통해 얻어진 다양한 입구면 형상에 대해 수치계산을 수행하여, 공동 발생에 미치는 입구면 형상의 영향을 조사하였고, 이를 바탕으로 최적 형상을 얻을 수 있는 형상해석 기법을 확립하였다. 또한 주어진 입구면 주위의 압력분포를 입력자료로 하여 입구면 형상이 찾아지도록 하는 형상 설계법을 확립하였다. 입구면의 형상 해석 및 형상 설계시 이용한 포텐셜 유동해석은 최근 공동문제 해석에 적용되어 좋은 결과를 주고 있는 포텐셜을 기저로 한 패널법[1,2]을 적용하였다. 형상 해석을 수행하여 얻어진 결과와 Kashiwadani[3,4]의 결과를 비교하여 근사한 결과를 얻은 것으로 본 논문의 형상 해석 기법의 우수성을 알 수 있었다. 형상 해석 결과로 얻어진 압력분포를 입력자료로 하여 입구면의 lip과 ramp에 대한 형상 설계를 수행한 결과 모두 만족스러운 결과를 얻었다.

• Composites Research
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• 제23권6호
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• pp.7-13
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• 2010

CNG 차량에서 실사용 중 Type3 복합재료 압력용기의 외부 복합재 층에 결함이 발생된다면, 용기의 구조적 성능 즉, 원래의 설계수명보다 반복수명이 감소되는 현상을 초래할 수 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 복합재 결함을 고려한 복합재료 압력용기의 유한요소 모델링과 해석 기법을 제시하였다. Type3 복합재료 압력용기의 유한요소해석은 자긴처리 공정에서 알루미늄 라이너의 소성 변형으로 인해 경로 의존적 현상을 보이므로, 실사용 중 결함이 발생되는 실제 환경을 고려한 해석에서 결함은 자긴압력 이후에 도입되어야한다. 이러한 상황의 사실적인 시뮬레이션을 위해, 해석의 중간단계에서 결함이 도입되는 유한요소 모델링과 해석 기법이 제시되었으며, 해석결과는 해석의 시작단계에서부터 모델에 초기결함을 내포하는 일반적 유한요소해석과 비교되었다. 제안된 해석 기업은 Type3 복합재료 압력용기의 복합재층 손상에 따른 영향성 평가 및 실사용 중에서의 검사 기준을 마련하는데 효과적으로 사용될 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.822-831
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• 2021

선박의 주묘 위험성을 평가할 수 있는 프로그램이 개발되어 있지만 선박의 제원에 해당되는 다양한 입력요소들을 직접 찾아서 입력해야 하므로 VTS 관제사가 정박지에 정박 중인 선박들로부터 이러한 입력요소들을 모두 확인하여 프로그램을 활용하는 것은 현실적으로 어려운 상황이다. 이에 본 연구에서는 VTS 관제사 입장에서 선박으로부터 쉽게 획득할 수 있는 총톤수(GT)를 독립변수로 설정하고 프로그램 입력요소들을 종속변수로 하여 선형 및 비선형 회귀분석을 실시하였다. 다항식 모델(선형)과 멱급수 모델(비선형)의 적합도를 비교한 결과, 컨테이너선과 벌크선의 경우에는 모든 입력요소에서 멱수급 모델이 적합한 것으로 평가되었다. 하지만 탱커선의 경우에는 수선간장, 선폭, 흘수는 멱수급 모델이 적합하고, 정면풍압면적, 앵커의 무게, 의장수, 묘쇄공으로부터 선저까지의 높이는 다항식 모델이 더 적합한 것으로 평가되었다. 또한 탱커선의 정면풍압면적 요소를 제외한 다른 나머지 종속변수들은 모두 결정계수가 0.7 이상으로 높은 적합도를 보였다. 따라서 주묘 위험성 평가 프로그램의 입력요소 중 외력 요소, 해저 저질, 수심 및 앵커 체인의 신출량을 제외한 나머지 입력요소들은 선박의 총톤수만 입력하면 회귀분석 모델식에 의해 자동으로 입력됨으로써 주묘 위험성 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.405-413
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• 2015

최근 미국에서는 가동기간이 오래된 원전 매설배관에서 부식 및 침식에 의해 삼중수소 누설로 지하수가 오염되는 사례가 급증하고 있다. 따라서, 현재 원전 안전등급 매설배관으로 사용되고 있는 금속재료의 배관을 대신해서 부식 및 침식 등의 열화 손상에 대한 저항성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 배관을 ASME Code Class 3 안전계통 배관으로 사용하기 위한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 발전소 가동 중 매설배관에 가해질 수 있는 하중과 온도 범위를 바탕으로 HDPE 배관 융착부에 대한 인장 시험과 저속균열성장 (SCG) 시험을 수행하였다. 시험 결과로 얻은 SCG 시험편의 파단면을 분석하여 HDPE 재료의 파손 기구를 파악하였다. 이를 바탕으로 3D 유한요소 해석을 이용하여 균열이 있는 HDPE 재료가 버틸 수 있는 한계하중에 대한 검증을 수행하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.706-714
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• 2020

전 세계 90 %의 인구가 WHO의 연평균 미세먼지 노출 기준(10 ㎍/㎥)을 초과한 공기를 흡입하고 있다. 전 세계적으로 육상뿐만 아니라 해양에서 발생하는 질소산화물에 대한 규제를 통해 2차 오염물질, 초미세먼지 저감에 대해 노력하고 있으며 국내에서는 선박에서 미세먼지 발생의 주요한 원인인 황 함유량 저감과 환경친화적 선박의 개발 및 보급 등을 통해 깨끗한 해양환경 조성을 위한 노력을 하고 있다. 디젤엔진 유해 배출가스 저감을 위한 기술 중 압력 손실이 적고 높은 집진 효율 및 NOx의 제거와 유지 관리의 장점이 많은 전기 집진기의 수요와 중요성이 증가하고 있다. 본 연구는 총톤수 999톤급 선박의 2,427 kW 선박용 디젤엔진의 미세먼지 저감을 목적으로 개발된 전기 집진기를 예지보전단계에서 고장모드영향분석을 통해 장비 품질을 높여 선박 내에서의 내구연한을 높이고자 위험 우선순위 도출하였다. 위험 우선순위는 고장모드 241(poor dust capture efficiency)이 RPN 180으로 가장 높았다. Collecting electrode에서 가장 많은 고위험 고장모드를 검출하여 집중관리 부품으로 관리해야 할 필요가 있었으며 원인으로 진동과 핀 풀림으로 인한 유격 불량이 가장 많이 검출되었다. 핀 풀림 역시 근본적으로는 선체 또는 장비에서 발생하는 진동이 원인이 되어 발생할 수 있는 사항이기 때문에 핀 풀림이 발생하는 개소에 보완이 필요하겠다.