• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.15-15
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• 1998

The problem of the impingement of a sonic or a supersonic jet on a flat surface has not only wide applications but has also interesting and very complex flow phenomena. The main applications of this impinging jet include prediction of solid surface erosion, design of launcher systems, stage separation of multi-stage rocket system, V/STOL operations, thermal spray system, and manufacturing technologies of materials. Much have been learned about the supersonic impinging jet flow field but many fundamental questions have not been answered satisfactorily. The problem encompasses many facets of fluid dynamics which, in combination, present the compressibility effect and the viscous-inviscid interaction, coupled with flow separation and reattachment. What is more, there are many flow parameters that have on the impinging jet flow field, for example, Mach number, Reynolds number, pressure ratio, distance between the nozzle exit and flat plate, jet shock structure, nozzle diameter and etc. Thus the existing data on the supersonic impinging jet flow present considerable disagreement in which quantitative comparison between one result and another is often impossible.

• Corrosion Science and Technology
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• 제19권3호
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• pp.131-137
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• 2020

A number of piping components in the secondary system of nuclear power plants (NPPs) are exposed to aging mechanisms, such as flow-accelerated corrosion (FAC), cavitation, flashing, solid particle erosion, and liquid droplet impingement erosion. Those mechanisms may lead to thinning, leaking, or rupture of the components. Due to the pipe ruptures caused by wall thinning in Surry unit 2 in the USA in 1986 and Mihama unit 3 in Japan in 1994, pipe wall thinning management has emerged as one of the most important issues in the nuclear industry. To manage pipe wall thinning, a foreign program has been utilized for NPPs in Korea since 1996. As our experience and knowledge of pipe wall thinning management have accumulated, our program needs to reflect our experience, requests from users, and the result of recent experiments using Flow Accelerated Corrosion Testing System (FACTS). FACTS is the empirical experimental facility developed by Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) for tests. Accordingly, KEPCO-E&C developed a 3D-based pipe wall thinning management program called ToSPACE in 2016. This paper describes a comparison between the FAC analysis results using ToSPACE and the experimental results using FACTS to verify their applicability to pipe wall thinning management in NPPs.

• Corrosion Science and Technology
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• 제13권2호
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• pp.62-69
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• 2014

A huge number of carbon steel piping components installed in the secondary system of nuclear power plants are exposed to aging mechanisms such as FAC (Flow-Accelerated Corrosion), Cavitation, Flashing, and LDIE (Liquid Droplet Impingement Erosion). Those aging mechanisms can lead to thinning of the piping components. To manage the wall thinning degradation, most of utilities in the world predict the wall thinning rate based on the computational program such as CHECWORKS, COMSY, and BRT-CICERO, evaluate the UT (Ultrasonic Test) data, and determine next inspection timing, repair or replacement, if needed. There are several evaluation methods, such as band, blanket, and strip methods, commonly used for determining the wear of piping components from single UT inspection data. It has been identified that those single UT evaluation methods not only do not consider the manufacturing features of pipes, but also may exclude the data of the most thinned point when determining the representative wear rate of piping components. This paper describes a newly developed single UT evaluation method, E-Cross method, for solving above problems and introduces application examples for several pipes and elbows. It was identified that the E-Cross method using the length and width of UT data excluded the most thinned points appropriate as the single UT evaluation method for thinned piping components.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권9호
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• pp.2119-2129
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• 2020

Flow-accelerated corrosion (FAC), liquid droplet impingement erosion (LDIE), cavitation and flashing can cause continuous wall-thinning in nuclear secondary pipes. In order to prevent pipe rupture events resulting from the wall-thinning, most NPPs (nuclear power plants) implement their management programs, which include periodic thickness inspection using UT (ultrasonic test). Meanwhile, it is well known in field experiences that the thickness measurement errors (or deviations) are often comparable with the amount of thickness reduction. Because of these errors, it is difficult to estimate wall-thinning exactly whether the significant thinning has occurred in the inspected components or not. In the previous study, the authors presented an approximate estimation procedure as the first step for thickness measurement deviations at each inspected component and the statistical & quantitative characteristics of the measurement deviations using plant experience data. In this study, statistical significance was quantified for the current methods used for wall-thinning determination. Also, the authors proposed new estimation procedures for determining local wall-thinning to overcome the weakness of the current methods, in which the proposed procedure is based on analysis of variance (ANOVA) method using subgrouping of measured thinning values at all measurement grids. The new procedures were also quantified for their statistical significance. As the results, it is confirmed that the new methods have better estimation confidence than the methods having used until now.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.559-568
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• 2013

토양의 다짐은 강우 시 지표유출 및 토사유출에 큰 영향을 끼친다. 다짐은 체적밀도 증가, 전단강도 증가, 공극률 변형, 투수계수 등과 같은 토양특성 변화를 야기하기 때문이다. 본 연구는 인공강우 실험을 활용하여 개발지의 사면조건과 유사한 나지교란사면에서 표면의 다짐처리가 지표유출 및 토사유출에 미치는 영향을 파악하였다. 표면처리(다짐, 비다짐), 강우강도(68.5mm/hr, 95.6mm/hr), 사면경사($5^{\circ}$, $12.5^{\circ}$, $20^{\circ}$)의 각 조건별 3회 반복하여 총 36회의 강우모의에 따른 지표유출 및 토사유출을 측정하였다. 연구결과, 다짐처리 후 토양의 체적밀도 및 전단강도는 유의적으로 증가하였다. 그러나 이러한 물리적 특성의 변화가 지표유출에 미치는 영향은 강우강도와 사면경사에 따라 다르게 반응하였다. 평균 토사유출량은 강우강도와 사면경사가 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. 또한, 토사유출량은 강우강도와 사면경사 별 다짐처리 유 무에 따라 다른 반응을 보였다. 완경사($5^{\circ}$)에서는 다짐처리에서 더 많은 토사가 유출되었으나, 급경사($20^{\circ}$)에서의 다짐처리는 토사유출을 감소시키는 역할을 한 것으로 나타났다. 나지교란사면에서는 토사유출에 대한 다짐효과의 천이구간이 존재하는 것으로 파악되며, 본 연구의토양조건 및 강우조건에서 천이구간은 완경사와 급경사 사이로서 사면경사 $10{\sim}15^{\circ}$ 범위에 존재하는 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.26-36
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• 2007

슬랏이 있는 튜브형 그레인 형상의 알루미늄 함유 PCP계 또는 HTPB계 추진제를 충전한 고체 추진기관에 대해 노즐 내열재의 열반응 특성을 분석하였다. 노즐 내열재에서 채취한 산화알루미늄 입자의 SEM 사진을 통해 상대적으로 크기가 작고 저 함량의 산화제를 포함한 PCP계 추진제는 HTPB계 추진제보다 알루미늄 분말들이 응집될 가능성이 크다는 것을 확인할 수 있었다. PCP계 추진제를 적용한 경우에는 그레인 슬랏과 일치하는 노즐 축소부 내열재의 원주방향 4개 영역에서 큰 입자의 산화알루미늄 충돌로 인해 국부적으로 삭마가 많았지만 HTPB계 추진제는 연소가스내 $H_2O$ 및 $CO_2$의 몰분율이 상대적으로 많음으로 인해 노즐 토출관, 목삽입재 및 확대부 내열재에서 화학반응으로 인한 삭마가 많았다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제20권6호
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• pp.335-346
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• 2021

Since epoxy resin coating shows excellent properties in formability, adhesion, and corrosion resistance, they have been extensively used in many industries. However, various types of damages in the epoxy coated tube within a relative short time have been reported due to cavitation erosion, liquid impingement, variation of temperature and pressure. Nevertheless, there has been little research on the effect of temperature on the cavitation degradation of epoxy coatings. Therefore, this work used an ultrasonic cavitation tester to focus on the effect of solution temperature on the cavitation properties of 3 kinds of epoxy coatings in 3.5% NaCl. The cavitation properties were discussed basis on the material properties and environmental aspects. As the solution temperature increased, even though with large fluctuation, the cavitation degradation rates of A and B coatings were reduced rapidly, but the rate of C coating was decreased gradually. In addition to the cushioning effect, the reason that the cavitation degradation rate reduced with solution temperature was partly related to the brittle fracture and water absorptivity of the epoxy coatings, and the water density, but was little related to the shape and composition of the compound in the coatings or the phase transition of the epoxy coating.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권10호
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• pp.743-752
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• 2019

만곡수로에서의 흐름은 나선형 운동 형태의 이차류가 지배적이며, 이로 인해 일반적으로 만곡 외측을 따라 침식 현상이 발생하게 된다. 이러한 이차류를 약화시키기 위해서 보통 만곡수로 외측을 따라서 수제와 같은 수공구조물을 설치한다. 이 연구에서는 OpenFOAM 오프소스 소프트웨어를 토대로 난류 해석을 위한 하이브리드 RANS/LES 기법과 자유수면 해석을 위한 VoF기법을 이용한 3차원 수치모의를 통해서 $90^{\circ}$ 만곡수로에 설치된 잠긴수제가 후루드수가 0.43인 조건에서 이차류의 발달에 미치는 영향을 분석하였다. 시간과 공간에 대해서 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 수치모의를 수행하였으며, 수치해석 결과는 실험결과와 비교하여 수치모의의 정확도를 평가하였다. 잠긴수제가 설치된 경우의 수치모의 결과를 흐름방향 유속 분포와 횡방향 순환 유속벡터장을 중심으로 수리실험 관측값들과 비교할 때 수치모의 결과는 수리실험에서 관측된 주요 이차류 흐름 거동과 현상들을 대부분 양호한 정확도로 잘 재현하는 것으로 나타났다. 수치모의 결과를 비교해보면, 잠긴수제 설치로 인해서 만곡이 끝나는 단면 외측 하상부근에서의 유속은 약 평균유속의 1/3 정도 감소하는 반면에 수제 상단부에서의 전단층 발달에 따른 흐름 가속으로 자유수면 부근까지 유속이 증가하고 만곡 수충부에서는 수면 부근 유속이 약 20% 증가하는 것으로 나타났다. 결과적으로 잠긴수제는 만곡부에서 발생하는 이차류의 강도를 약화시켜 만곡부 외측 하상의 안정에 도움이 될 것으로 판단된다. 한편, 각 잠긴수제 전면부에서 말발굽와가 그리고 후면부에서는 후류가 형성되면서 수제 구조물 주변에서 강한 국부세굴이 발생하는 것으로 나타남으로, 국부세굴을 최소화할 수 있는 수제의 형상 및 배열에 대한 추가 연구가 요구된다.