• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권10호
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• pp.1347-1360
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• 2009

A multi-dimensional component for the thermal-hydraulic system analysis code, MARS, was developed for a more realistic three-dimensional analysis of nuclear systems. A three-dimensional and two-fluid model for a two-phase flow in Cartesian and cylindrical coordinates was employed. The governing equations and physical constitutive relationships were extended from those of a one-dimensional version. The numerical solution method adopted a semi-implicit and finite-difference method based on a staggered-grid mesh and a donor-cell scheme. The relevant length scale was very coarse compared to commercial computational fluid dynamics tools. Thus a simple Prandtl's mixing length turbulence model was applied to interpret the turbulent induced momentum and energy diffusivity. Non drag interfacial forces were not considered as in the general nuclear system codes. Several conceptual cases with analytic solutions were chosen and analyzed to assess the fundamental terms. RPI air-water and UPTF 7 tests were simulated and compared to the experimental data. The simulation results for the RPI air-water two-phase flow experiment showed good agreement with the measured void fraction. The simulation results for the UPTF downcomer test 7 were compared to the experiment data and the results from other multi-dimensional system codes for the ECC delivery flow.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.161-168
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• 2018

This paper presents the design procedure of the suction bucket used to support a subsea manifold. The soil-suction bucket interaction numerical analysis technique was verified by comparing the present results with a reference data. In order to simulate the soil-bucket interaction analyses of a subsea manifold structure, various material data such as undrained shear strength, elastic modulus, and poisson ratio of soft clay in Gulf of Mexico were collected from reference survey. We proposed vertical and horizontal design loads based on system weights and current-induced drag forces. Under the assumption that diameter of the suction bucket was 3.0 m considering real dimension of the subsea manifold frame structures, aspect ratio was decided to be 3.0 based on reference survey. The ultimate bearing load components were determined using tangent intersection method. It was proved that the two design load components were less than ultimate bearing loads.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제2권3호
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• pp.303-328
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• 2015

A design methodology is presented to develop the hingeless control surfaces for MAV using adhesively bonded Macro Fiber Composite (MFC) actuators. These actuators have got the capability to deflect the trailing edge surfaces of the wing to attain the required maneuverability, besides achieving the set aerodynamic trim condition. A scheme involving design, analysis, fabrication and testing procedure has been adopted to realize the trailing edge morphing mechanism. The stiffness distribution of the composite MAV wing is tailored such that the induced deflection by piezoelectric actuation is approximately optimized. Through ground testing, the proposed concept has been demonstrated on a typical MAV structure. Electromechanical analysis is performed to evaluate the actuator performance and subsequently aeroelastic and 2D CFD analyses are carried out to see the functional requirements of wing trailing edge surfaces to behave as elevons. Efforts have been made to obtain the performance comparison of conventional control surfaces (elevons) with morphing wing trailing edge surfaces. A significant improvement in lift to drag ratio is noticed with morphed wing configuration in comparison to conventional wing. Further, it has been shown that the morphed wing trailing edge surfaces can be deployed as elevons for aerodynamic trim applications.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.998-1001
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• 2009

본 논문에서는 기존의 호밍유도법칙으로 널리 사용되는 상수 항법이득을 갖는 비례항법유도법칙이 속력 변화가 있는 경우에도 엄밀한 의미에서 최적해임을 보였다. 해석결과로부터 항법상수가 3인 경우 유도항력에 접근속력이 가중된 성능지수를 최소화하는 최적해임이 확인되었다. 비행체의 운동을 선형방정식으로 표현하고 속력변화를 고려하지 않은 기존 연구결과들과 달리 본 연구에서는 비선형 방정식을 기반으로 속력변화까지 고려하여 비례항법유도법칙의 최적성에 관한 보다 일반적인 해석 결과를 제시하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.718-733
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• 2021

A prediction method, based on the Morison equation as well as Froude-Krylov formula, is presented to simulate the loads acting on the columns and caissons of the semi-submersible platform induced by Internal Solitary Wave (ISW) respectively. Combined with the experimental results, empirical formulas of the drag and inertia coefficients in Morison equation can be determined as a function of the Keulegan-Carpenter (KC) number, Reynolds number (Re) and upper layer depth h₁/h respectively. The experimental and calculated results are compared. And a good agreement is observed, which proves that the present prediction method can be used for analyzing the ISW-forces on the semi-submersible platform. Moreover, the results also demonstrate the layer thickness ratio has a significant effect upon the maximum horizontal forces on the columns and caissons, but both minimum horizontal and vertical forces are scarcely affected. In addition, the incoming wave directions may also contribute greatly to the values of horizontal forces exerted on the caissons, which can be ignored in the vertical force analysis.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.9-18
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• 2016

고층빌딩이나 해양 라이저와 같은 세장 구조물은 구조시스템의 동적 불안정의 주요 원인인 와류유기진동(vortex-induced vibration, VIV)에 의한 동하중에 매우 취약하다. 와류유기진동이 라이저의 고유진동수 영역에서 발생하는 경우 Lock-in현상으로 피로파괴의 우려가 있다. 본 논문에서는 Lock-in 영역에서 구조물과 유동의 동적거동에 대한 수치해석을 다루었으며, 유동조건 변화에도 불구하고 공진 주파수가 유지되는 현상에 대해 분석하였으며, 유입유동에 대해 수직방향으로 자유진동하는 1자유도의 2차원 원형실린더 단면에 대한 비정상 층류를 가정하였다. 각 시간 단계에서 물체의 움직임을 고려하여 유동장 격자를 재생성하며 비정상 유동과 물체의 운동에 대한 지배방정식을 순차적으로 수치해석하여 유체-구조 연성해석을 수행하였다. 결과는 선행연구와 잘 일치함을 보여주었고, Lock-in 현상에 대한 특성을 잘 나타내었다. Lock-in 영역에서는 양력뿐만 아니라 항력도 크게 증가함을 보여주었으며, 실린더의 수직변위는 직경의 20%까지 이름을 나타내었다. 양력과 수직변위의 상관분석을 통해 실린더가 Lock-in 영역에서 양력과 수직변위의 위상차가 동기로부터 반동기로 천이함을 확인하였으며, 이러한 변화가 Lock-in 영역에서 나타나는 공진거동의 원인이 되는 것으로 판된되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.811-824
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• 1995

CANDU 핵연료봉의 휨 열적 휨 멘트와 수력학적 견인력 및 기계적 하중에 기인하는 휨 모멘트에 의하여 일어난다. 여기서, 연료봉 휨은 연료봉 축방향 중심선으로부터의 측면 처짐으로 정의한다. 본 논문에서는 연료봉 축방향 중심선에 대한 비대칭 온도불포에 의해 핵연료 피복관 자체와 피복관과 소결체의 상호작용 부위에서 발생하는 열적 휨만을 취급한다. 이를 위해 1).소결체와 피복관사이의 기계적 상호작용을 무시한 조건에서의 핵연료 피복관의 휨과 2) 소결체와 피복관의 온도 변화에 기인하여 발생하는 소결체와 피복관 사이의 기계적 상호작용을 고려한 조건에서의 연료봉 휨을 혼합 고려하고, 각각에서 피복관의 비대칭 온도분포가 (i) 냉각재의 불완전한 혼합에 따른 비균질 냉각재 온도, (ii) 핵연료 피복관과 냉각재 사이의 비균질한 열전달 계수, (iii) 핵연료내 반경 방향으로의 중성자속 감쇄에 의한 비대칭 열 발생 등의 복합적효과에 의해 발생되는 것으로 고려하여 피복관의 대칭온도 분포까지 포함 할 수 있는 열적 휨의 일반적 해석 공식을 제시하였다. 본 휨 공식에 사용되는 모든 변수에 대한 민감도 분석을 통해, 핵연료봉 길이, 피복관 내경, 냉각재 평균 온도 및 변화 인자, 소결체 -피복관 기계적 상호 작용 인자, 중성자속 감쇄 인자, 핵연료 열팽창 계수, 피복관-냉각재 열전도 계수 등의 변화가 피복관 두께, 피복관-냉각재 열전달 계수, 피복관 열팽창 계수, 핵연료-피복관 열전달 계수 등의 변화보다 핵연료봉의 열적 휨에 상대적으로 더욱 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권6호
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• pp.54-63
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• 2022

최근 다양한 형태의 전기추진 항공기가 개발 중이다. 전기추진 항공기에 장착되는 프로펠러의 위치는 항공기 공력성능에 큰 영향을 미칠 수 있다. 날개 앞에 장착된 프로펠러는 프로펠러 주변과 하류방향으로 복잡한 선회 유동(Swirl Flow)을 발생시킨다. 선회 유동으로 발생하는 올려흐름과 내리흐름은 날개의 유효받음각에 영향을 미친다. 날개의 길이 분포 방향으로 발생하는 유효받음각 분포변화는 날개의 공력 하중분포에 영향을 준다. 본 연구에서는 날개에 장착된 프로펠러의 위치가 변화하면서 발생하는 프로펠러-날개 상호작용이 날개의 공력 하중분포에 미치는 영향을 연구했다. 프로펠러-날개 상호작용이 날개에 미치는 영향을 해석하기 위해, 프로펠러에 의한 선회 유동을 Actuator Disk Theory를 사용하여 나타냈다. VSPAERO를 사용하여 날개에서 발생하는 공력을 계산했다. 본 연구방법을 사용하여 얻은 계산결과는 프로펠러-날개 모델을 사용한 풍동시험 자료와 비교·검증했다. 연구결과 프로펠러와 날개 사이의 거리가 날개의 공력특성에 미치는 영향은 크게 나타났다. 축방향 및 날개길이 방향의 거리 증가는 양항비를 증가시켰다. 프로펠러가 날개 상단에 위치할 경우 더 큰 양항비를 얻을 수 있었다.

• 한국운동역학회지
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• 제13권3호
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• pp.117-131
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• 2003

This study simulated the range of golf ball with different projection angles using a drive swing condition. For the simulation purpose, the differential equation of dynamics was induced by using Bernoulli's principle and average back spin frequency, instant velocity, and dimple of golf ball from amateur group, professional group, and Tiger Woods were chosen as the initial condition. The study result indicated that lift coefficient($C_{lift}$) relative to drag coefficient ($C_d$), 0.3 of differential equation was applied differently in terms of back spin Sequency, and when $C_{lift}$ was 0.4 for amateur, 0.5 for professional, and 0.7 for Tiger Woods the projection ranges of ball were closely matched with initial condition. With selected $C_{lift}$ and back spin frequency of initial condition, the ranges with different projection angle was measured as 193m ($13-17^{\circ}$) for amateur, 240m ($9-13^{\circ}$), professional and 273m ($9^{\circ}$)Tiger Woods, respectively. For the range in terms of back spin frequency and projection angle, the amateur group indicated relatively high spin frequency (70 RPS) and showed the maximal range (195m) with $13^{\circ}$ of projection angle. The tendency of longer range with higher projection angle was also found under the different conditions of spin frequency in this group. The professional group showed their maximal range (245m) with conditions of 60RPS of spin frequency and $9^{\circ}$ of projection angle. Their range was decreased dramatically when the spin frequency was reduced to 40-50 RPS. For Tiger Woods, the maximal range was found with 40RPS of spin frequency and the range was decreased notably when the spin frequency was above 40RPS.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권2호통권31호
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• pp.259-267
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• 1997

본 연구에서는 주 케이블에 횡방향 새그를 가진 자정식 현수교의 내풍안정성을 검토하기 위하여 풍동실험을 수행하고, 주형의 거동을 중심으로 그 결과를 분석하였다. 등류와 난류하에서 수행한 부분 모형 실험에서 가장 내풍안정성이 뛰어난 단면을 최종단면으로 선정하고, 전교 모형 실험을 통하여 검증하였다. 또한 차후 연구를 위한 플러터 계수를 측정하여 제시하였다. 교량의 사용성과 피로문제를 검토하기 위하여 버페팅 응답을 조사하였지만, 공학적 관점에서 만족할 만한 수준인 것으로 나타났다. 주형의 항력계수가 상당히 큼에도 불구하고 횡방향 변위가 매우 작게 나타났는데, 이는 주 케이블의 횡방향 새그가 주형의 변위를 구속하기 때문인 것으로 판단된다.