• 제목/요약/키워드: Realistic thermal analysis

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W/H형 원전 시뮬레이터용 핵 증기공급 계통 열수력모델 ARTS(Advanced Real-time Thermal Hydraulic Simulation)의 보조계산체계 개발 (Development of Backup Calculation System for a Nuclear Steam Supply System Thermal-Hydraulic Model ARTS (Advanced Real-time Thermal Hydraulic Simulation) of the W/H Type NPP)

  • 서재승;전규동
    • 에너지공학
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    • 제13권1호
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    • pp.51-59
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    • 2004
  • 국내에 설치 운영중인 원전 훈련용 시뮬레이터의 핵 증기공급 계통 열수력 프로그램은 1980련 전후에 외국 벤더들이 개발하여 공급한 것으로 이들 열수력 프로그램은 핵 증기공급 계통 열수력 현상을 실시간으로 모의하기 위해 과도하게 단순화된 모델을 채택하고 있다. 그 결과 원자로 냉각계통에 복잡한 이상유동이 발생하는 사고를 모의하는 경우 정확도가 떨어질 수 있어 부정적인 훈련(Negative training)을 초래할 가능성이 있다. 이와같은 문제를 해결하기 위해 전력연구원에서는 RETRAN-3D코드를 기본으로 시뮬레이터용 핵 증기공급 계통 열수력 프로그램 ARTS코드를 개발하였다. RETRAN-3D코드를 기본으로 하는 ARTS코드는 거의 대부분의 사고를 실시간으로 모의할 수 있으며 계산의 건전성도 보장된다. 그러나, 대형냉각재 상실사고나 저압 저유속 상태의 장기 과도현상 등을 모의하는 경우에 발생하는 계산실패나 실시간 계산 지체등의 가능성이 있다. 이 경우 이를 자동으로 대체 보완할 수 있는 보조계산체계를 개발했다. 특히, ARTS코드의 실시간 계산 및 건전성 문제가 예상되는 대형냉각재 상실사고를 주모의 대상으로 간주했다. 계산 결과는 코드의 정확도, 실시간 계산능력, 건전성 및 운전원 교육등에서 최종안정성평가보고서 및 ANSI/ANS-3.5-1998$^{[1]}$ 시뮬레이터 소프트웨어 기준을 만족하는 것으로 평가되었다

반도체패키지에서의 층간박리 및 패키지균열에 대한 파괴역학적 연구 (2) - 패키지균열- (A Fracture Mechanics Approach on Delamination and Package Crack in Electronic Packaging(ll) - Package Crack -)

  • 박상선;반용운;엄윤용
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권8호
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    • pp.2158-2166
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    • 1994
  • In order to understand the package crack emanating from the edge of leadframe after the delamination between leadframe and epoxy molding compound in an electronic packaging of surface mounting type, the M-integral and J-integral in fracture mechanics are obtained. The effects of geometry, material properties and molding process temperature on the package crack are investigated taking into account the temperature dependence of the material properties, which simulates a more realistic condition. If the temperature dependence of the material properties is considered the result of analysis conforms with observations that the crack is kinked at between 50 and 65 degree. However, in case of constant material properties at the room temperature it is found that the J-integral is underestimated and the kink crack angle is different form the observation. The effects of the material properties and molding process temperature on J-integral and crack angle are less significant that the chip size for the cases considered here. It is suggested that the geometric factors such as ship size, leadframe size are to be well designed in order to prevent(or control) the occurrence and propagation of the package crack.

환원황화합물의 분석과 검량기준의 선택에 따른 오차발생의 특성 (Selection of Calibration Approaches and Their Impact on the Quantification of Unknown Samples: Case Study on Reduced Sulfur Gases)

  • 조효재;홍원필;김기현
    • 한국대기환경학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.133-141
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    • 2011
  • In this study, different calibration approaches for reduced sulfur compounds (RSCs) were investigated by using thermal desorption coupled with gas chromatography (GC) and pulsed flame photometric detection (PFPD). To evaluate the effects of calibration procedures, gaseous standards of 4 RSCs ($H_2S$, $CH_3SH$, DMS, and DMDS) prepared at 10 ppm level were analyzed at 7 loading injection volumes (40, 60, 80, 100, 160, 240, and 320 ${\mu}L$). The results were then compared with calibration curves made with the Z (zero offset) and N (non-zero offset) method. The concentrations of unknown samples were then quantified by using R (ratio) method in which the slope values are compared between standards and samples. Secondly, in A (average) method, results obtained from a multi-point analysis of unknown samples were also averaged to extract representative values for each sample. Results of both experiments showed that analytical error of low molecular weight components (such as $H_2S$ and $CH_3SH$) was greatly expanded with the Z method. In conclusion, the combined application of N-A method was the more realistic approach to reduce biases in the quantification of RSCs.

FE TECHNIQUES TO IMPROVE PREDICTION ACCURACY OF DIMENSION FOR COLD FORGED PART

  • Lee Y.S.;Lee J.H.;Kwon Y.N.;Ishikawa T.
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2003년도 The 8th Asian Symposium on Precision Forging ASPF
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    • pp.26-30
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    • 2003
  • Since the dimension of cold forged part is larger than the cavity size of forging die, the difference results from the various features, such as, the elastic characteristics of die and workpiece, thermal influences, and machine-elasticity. All of these factors should be considered to get more accurate prediction of the dimension of forged part. In this paper, severe FE techniques are proposed to improve the prediction accuracy of dimension for cold forged part. To validate the importance of the above mentioned factors, and the estimated results are compared with the experimental results. The used model is a closed die upsetting of cylindrical billet. The calculated dimensions are well coincided with .the measured values based on the proposed techniques. The proposed techniques have put two simple but important points into Fe simulation. One is the separation of forging stages into 3 steps, from a loading through punch retraction to ejecting stage. The other is the dimensional change, according to the temperature changes due to the deformation. The FE analysis could predict the dimension of cold forged part within the $10{\mu}m$, based on the more realistic consideration.

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사무소건물의 가동식 수평차양에 대한 연구 (A Study on Design of Movable Horizontal Shading Device for Office Building)

  • 김미현;서승직
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.50-57
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    • 2008
  • This study intends to evaluate the effect on indoor environment(annual thermal load, sunshine)by the application of the movable horizontal shading device on summer and winter season. For these purpose, we supposed the models which are composed of the several horizontal shading devices. Then we analyzed the simulation using the IES5.5.1 and Seoul weather data. The results of this study are as follows: 1) The proper length, angle of horizontal shading device is 2.1m, 28 degree, respectively. 2) The decreasing rate of the annual load of the Movable Horizontal Shading Model(MHSM) in comparison with the No Shading Model(NSM) & Conventional Horizontal Shading Model(CHSM) is 31.11%, 6.63% respectively. 3) The decrease of sunshine of the MHSM on summer season is effective the alleviation of visual displeasure. On the other hand, the increase of sunshine of the MHSM on winter season is effective the psychological comfort. Further study is to be required the sensitivity analysis on the various shading length for the realistic proper shading length.

열량기준 50kW급 매체순환식 가스연소기의 개념설계 및 변수해석 (Conceptual Design of 50 kW thermal Chemical-Looping Combustor and Analysis of Variables)

  • 류호정;진경태
    • 에너지공학
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    • 제12권4호
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    • pp.289-301
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    • 2003
  • 매체순환식 가스연소기의 개발을 위해 산화반응기와 환원반응기가 연계된 2탑 가압순환유동층 조건의 50kWth 매체순환식 가스연소기에 대해 물질수지와 에너지수지를 통한 개념설계를 수행하였다. 매체순환식 가스연소기의 물질수지를 통해 산화반응기는 상승관 형태의 고속유동층 조건으로, 환원반응기는 기포유동층 조건으로 반응기 형태를 결정하였다. 물질수지와 에너지수지에 의해 계산된 층내 고체량, 고체순환량 및 반응기 크기는 장치제작 및 실제조업에 적당한 범위의 값을 나타내었으며 산소공여입자의 반응속도는 만족할 만한 수준에 도달하는 것으로 확인되었다. 본 연구의 개념설계 결과에 의하면 매체순환식 가스연소기의 조업조건은 상용 순환유동층의 조업조건과 유사하였으며 실제공정에 적용하기에 무리가 없는 것으로 사료되었다. 본 연구에서 개발된 설계 tool을 이용하여 시스템의 용량, 조업압력, 산소공여입자 중의금속산화물의 함량, 수증기 주입량, 기체유속 및 고체층 높이 등의 변화에 따른 설계 값의 변화를 해석하였으며 이를 통해 조업조건 변화에 따른 시스템의 성능변화를 예측할 수 있었다.

선박용 대형 디젤 엔진 열 해석을 위한 CFD-FEM 연계 방법의 적용 (Application of CFD-FEM Coupling Methodology to Thermal Analysis on the Large-size Marine Diesel Engine)

  • 김한상;민경덕
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.64-70
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    • 2008
  • Temperatures of engine head and liner depend on many factors such as spray and combustion process, coolant passage flow and engine related structures. To estimate the temperature distribution of engine structure, multi-dimensional computational fluid dynamics (CFD) codes have been mainly adopted. In this case, it is of great importance to obtain the realistic wall temperature distribution of entire engine structure. In the present work, a CFD-FEM coupling methodology was presented to address this demand. This approach was applied to a real large-size marine diesel engine. CFD combustion and coolant flow simulations were coupled to FEM temperature analysis. Wall heat flux and wall temperature data were interfaced between combustion simulation and solid component temperature analysis via translator by a commercial CFD package named FIRE by AVL. Heat transfer coefficient and surface temperature data were exchanged and mapped between coolant flow simulation and FEM temperature analysis. Results indicate that there exists the optimum cell thickness near combustion chamber wall to reasonably predict the wall heat flux during combustion period. The present study also shows that the effect of cell refining on predicting in-cylinder pressure during combustion is negligible. Hence, the basic guidance on obtaining the wall heat flux needed for the reasonable CFD-FEM coupling analysis has been established. It is expected that this coupling methodology is a robust tool for practical engine design and can be applied to further assessment of the temperature distribution of other engine components.

리브 간격 변화에 따른 열.유동 수치해석 및 압력 저하 특성 (Numerical Analysis of Thermal and Flow affected by the variation of rib interval and Pressure drop Characteristics)

  • 정한식;이경환;신용한;최순호;정효민
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권5호
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    • pp.616-624
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    • 2011
  • 본 연구에서는 사각채널내에 주유속 방향에 가로지르게 배치된 반원 리브의 난류 유동에 대한 유동 특성과 열전달 증대에 관해 수치해석적으로 살펴보았다. 사각채널의 종횡비는 5이고, 수력직경 대비 리브 높이비는 0.07, 사각채널 높이 대비 리브 높이비는 0.117로서 리브 높이 대비 리브 피치비가 8~14인 리브를 주기적으로 배열하여 연구를 수행하였다. 난류 모델의 선정은 실제 현상과 근접한 벽 근처 유동 특성과 열전달을 위해 SST k-${\omega}$ 난류 모델과 v2-f 난류 모델을 이용하였다. 수치해석의 결과는 실험에 의 해 관찰된 난류 유동 특성, 열전달 및 마찰계수의 결과를 잘 예측함을 보여준다. 본 결과에서 난류 운동 에너지가 재순환류 영역의 확산과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있고 v2-f 난류 모델이 SST k-${\omega}$ 난류 모델에 비해 실험결과를 더 잘 예측하였다.

물-기체 2상 유동 해석을 위한 Semi-Implicit 방법의 대류항에 대한 이차정확도 확장 (IMPLEMENTATION OF A SECOND-ORDER INTERPOLATION SCHEME FOR THE CONVECTIVE TERMS OF A SEMI-IMPLICIT TWO-PHASE FLOW ANALYSIS SOLVER)

  • 조형규;이희동;박익규;정재준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.290-297
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    • 2009
  • 가압 경수로의 주요 기기에서 발생할 수 있는 과도 2상 유동(Two-phase flow) 현상에 대한 해석을 수행하기 위해 원자로 기기 열수력 해석 코드를 개발 중에 있다. 개발 중인 기기 열수력 해석 코드는 지배 방정식으로 Two-phase, three-field model을 사용하고 있으며, 복잡한 기하학적 형상의 원자로 기기를 모사하기 위해 비정렬 격자계(Unstructured grid)를 활용하고 있다. 수치해석 기법으로는, 원자로 계통 해석코드 RELAP5가 사용 중이며 대부분의 원자로 내 2상 유동 조건에서 안정적이며 정확하다고 알려진 Semi-implicit 방법을 적용하였다. 그러나 기존의 Semi-implicit 방법은 1차원, 엇갈림격자(Staggered grid)에 대해 개발되었기 때문에, 이를 다차원, 비정렬, 비엇갈림 격자(Non-staggered grid)에 적용하기 위해 기존의 Semi-implicit 방법을 수정하였다. 본 논문에서는 Semi-implicit 방법의 대류항을 이차정확도를 갖도록 확장하였으며, 이차정확도에 의한 수치확산의 감소를 평가하기 위해 수행된 수치시험의 결과를 기술하였다. 이차정확도 및 일차정확도로 계산된 값을 해석해 또는 격자 수렴성 시험을 통해 평가해 본 결과, 이차정확도 계산시 수치 확산의 감소 확인하였다.

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토지이용도와 기상모델을 이용한 서울기후분석(CAS)지도 개발 (Development of Climate Analysis Seoul(CAS) Maps Based on Landuse and Meteorogical Model)

  • 이채연;엄정희;최영진;김규랑;;;김근회
    • 한국지리정보학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.12-25
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    • 2011
  • 도시 및 환경계획에서는 국지적 기후에 미치는 부정적인 영향을 줄이고 긍정적인 영향을 지속시킬 수 있는 계획 도출이 필요하다. 본 연구는 서울의 도시 및 환경계획 수립을 위해 국지 기온과 바람의 흐름을 고려하여 현실적인 기후분석지도의 개발을 목적으로 수행되었다. 서울기후분석(Climate Analysis Seoul, CAS) 지도는 서울의 도시환경 구조 변화 양상을 적시에 반영하기 위하여 도시기후 분석 및 기후지도 프로세스를 갖춘 전자지도(digital map)이다. 지면의 피복과 기복에 대한 분석자료와 중규모 기상모델인 MetPhoMod의 모의수행 분석결과를 바탕으로 찬공기 생성 이동 정체, 바람흐름, 열적 환경 등을 정량적으로 분석한 결과가 CAS 지도에 담겨있다. 본 연구에서 개발된 CAS를 이용함으로써 도시 개발이 기후에 미치는 영향의 분석 및 평가가 용이하게 되었다. 도시기후분석지도를 통해 도시 및 환경 분야의 계획 과정에서 삶의 질 향상을 위한 기후요소의 활용이 더욱 편리해 질 것으로 기대한다.