• 대한기계학회논문집B
• /
• 제27권9호
• /
• pp.1299-1308
• /
• 2003

This paper is studied to investigate the effect of slits and swirl vanes on the development of turbulent flow fields in gun-type gas burner with a cone type baffle plate because this gas burner is generally composed of eight slits and swirl vanes. All of turbulent characteristics including mean velocities were measured in the horizontal plane and cross section by using X-type hot-wire probe from hot-wire anemometer system. This experiment is carried out at flow rate 450 l/min in the test section of subsonic wind tunnel. Slits cause the fast jets, and then they have the characteristic that the flow is not adequately spread to radial direction and has long flow length and very small flow velocity distribution in the central part. On the contrary, swirl vanes does not have long enough for adequate flow length to downstream because the rotational flow diffuses remarkably to radial direction. However, the suitable arrangement between slits and swirl vanes causes effective flow width and flow length, and then it promotes fast flow mixing over the entire region including central part to increase turbulence more largely and effectively. Therefore, it is thought as a very desirable design method in gun-type gas burner to locate slits on the outside of swirl vanes.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
• /
• 제10권3호
• /
• pp.287-295
• /
• 2017

The most detrimental pressure pulsations in high-head pump-turbines is caused by the rotor-stator interaction (RSI) between the guide vanes and runner blades. When the pump-turbine operates in the S-shaped region of the characteristic curves, the deteriorative flow structures may significantly strengthen RSI, causing larger pressure pulsations and stronger vibration with an increased risk of mechanical failure. CFD simulations were carried out to analyze the impacts of flow evolution on the pressure pulsations in the S-shaped region of a model pump-turbine. The results show that the reverse flow vortex structures (RFVS) at the runner inlet have regular development and transition patterns when discharge reduces from the best efficiency point (BEP). The RFVS first occur at the hub side, and then shift to the mid-span near the no-load point, which cause the strongest pressure pulsations. The locally distributed RFVS at hub side enhance the local RSI and makes the pressure fluctuations at the corresponding sections stronger than those at the rest sections along the spanwise direction. Under the condition of RFVS at the mid-span, the smaller flow rate make the smaller difference of pressure pulsation amplitudes in the spanwise direction. Moreover, the rotating stall, rotating at 35.7%-62.5% of the runner rotational frequency, make the low frequency components of pressure pulsations distribute unevenly along the circumference in the vaneless space. However, it have little influence on the distributions of high components.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.25-32
• /
• 2016

지반공학에서 평면변형율을 가정하는 2차원 사면안정해석은 일반적으로 널리 사용되고 있다. 이 가정은 사면활동이 넓은 영역에 걸쳐서 발생되는 가정이므로 3차원 효과가 무시된다. 대다수 연구에서 2차원해석의 최소안전율값은 3차원해석에 비하여 작게 평가되는 보수적인 결과를 나타낸다. 최근에는 컴퓨터의 소프트웨어와 하드웨어를 포함한 해석방법의 발달로 3차원해석에 대한 요구가 커지고 있다. 본 논문에서는 원호모드, 병진모드사면을 이용하여 유한요소에 의한 2, 3차원해석 및 2차원 한계평형해석을 통하여 수치해석을 실시하였다. 해석결과 매개변수(요소망크기, 체적팽창각(dilatency angle), 경계조건, 응력이력, 모델차원)에 따른 사면안정해석에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과 2차원 해석보다 3차원 해석에 의한 사면의 안전율 값은 항상 크게 평가되며, W 뱡향 경계조건이 롤러지지인 경우, 사면폭에 의한 결과 차이는 없는 것으로 조사되었다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제15권8호
• /
• pp.17-25
• /
• 1998

Aluminum alloys have low density, relatively high strength and yield strength, good plasticity, good machinability, and high corrosion and acid resistance. Therefore, they are suitable for large containers for the food, chemical and other industries. Large containers are often bodies of revolution consisting of shell courses, stiffening rings, heads and other elements joined by annular welds. Larger containers have longer welds and require greater leak-tightness and higher weld mechanical properties. The LNG tank consists of aluminum plates with various sizes, so its construction should by divided by several sections. Moreover, each section has its own sub-section consisted of several aluminum plates. To guarantee the quality of huge LNG tank, therefore, the precise control of plate dimension should by urgently needed in conjunction with the appropriate selection of process parameters such as cutting speed, depth of cut, rotational speed and so on. In this paper, a manufacturing system was developed to implement automatic circular tracking in height direction and automatic circular interpolation in depth of cut direction. Also, the neural network based on the backpropagation algorithm was used to predict the cutting quality and motor load related with the life time of the developed system. It was revealed that the manufacturing system and the neural network could be effectively applied to the bevelling process and to predict the quality of machined area and the motor load.

• 열처리공학회지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.61-71
• /
• 1994

This study is to investigate the stress distributions, crystal orientations and magnetic properties during die-upsetting according to working temperature of Nd-Fe-B-Cu alloys. The stress distributions in the specimens during compressing process were calculated by a finite element method program(SPID). The calculated stresses were effective stress (${\sigma}_{eff}$), compression stress(${\sigma}_z$), radial direction stress(${\sigma}_r$) rotational direction stress(${\sigma}_e$) and shear stress(${\tau}_{rz}$). The stress distributions of ${\sigma}_z$, obtained by a computer simulation showed that the stress components causing the magnetic alignment during die-upsetting of the cast magnets were very high at the center-part of a specimen, and decreased toward the periphery-part of a specimen. In view of the above results the magnetic properties should be better at the center-part of a specimen than any other parts. But the measured magnetic properties were better at the mid-part. These results should be due to the fact that the specimens were casted. Normally the magnetic properties are affected by the casting process as well as by the stress levels. ${\sigma}_r$, ${\sigma}_e$ are thought to affect the liquid phase flowing and domain patterns, respectively. The influence of ${\tau}_{rz}$ was trivial, ${\sigma}_{eff}$ distributed similar throughout the specimen. The Nd-rich phase appeared at the peripheral of the specimen where the stress level of ${\sigma}_r$, ${\sigma}_z$, was low or the stress level of ${\sigma}_e$ was high. The Nd-rich phase was squeezed out during die-upsetting. This phase had an effect on the crystal orientation and grain growth. The stress distributions of alloy were irregular at the parts of the specimen where the die contacted with specimen.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제17권1호
• /
• pp.104-115
• /
• 1999

판재의 비드 용접과정에서 열응력과 각변형의 발생기구 및 크기를 판재 단면에 대한 2차원 유한 요소해석을 통해 규명하고자 할 때 판재의 3차원 특성을 판재 길이의 크기효과로 간주하여, 구속경계조 건으로 설정함으로써 2차원 해석으로도 더욱 실제에 근접한 현상해석이 가능함을 제안하고자 하였다. 먼저 용접 입열에 의한 판재 내부의 천이 온도분포를 해석하였고, 이를 열응력 해석에 활용하였다. 2차 원 열응력 해석에 있어, 용접도중에 단면 전체가 길이 방향으로 동일한 크기의 변위를 한다고 가정하여 일정 변위를 길이 방향 경계조건으로 설정하고, 판재의 길이에 따라 각변형의 발생이 구속된다고 가정 하여, 판재의 길이에 의한 구속효과를 상당 구속력으로 간주하여 이를 단면 부재의 회전방향에 대한 경 계조건으로 설정함으로써 판재의 3차원 특성을 고려하고자 하였다. 제안된 방법에 의한 응력 분포 형태, 각변형 크기 등의 해석 결과가 기존의 2차원 해석 결과에 비해 실제에 더 근접함을 보여 주었다.

• 한국가시화정보학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.30-36
• /
• 2018

In the present study, we investigate the flow characteristics of a quadrotor UAV in a hovering mode by measuring multiple two-dimensional velocity fields in the wake. The experiment is conducted at Re = 24,000 in a chamber large enough to neglect the ground effect, where Re is the Reynolds number based on the rotor chord length and the rotor tip speed. The rotational speed of the rotor is determined by an optical tachometer so that the lift force can be balanced with the weight of the UAV. The velocity field measured on the center plane of the rotor shows that the vortices are shedding from the tip of the rotor, inducing large fluctuations in the streamwise velocity along the wake shear layer. The strength of the rotor-tip vortex shedding is asymmetric with respect to the rotor axis due to the interaction between the rotor and the wake centerline of each rotor is inclined to the center of the UAV due to the pressure difference caused by the induced velocity. The wake from each rotor moves closer to each other while traveling in the streamwise direction, and then is merged together inducing large fluctuations in the transverse velocity. Due to the wake merging, on the center plane of the UAV, the velocity increases in the streamwise direction showing two-peak structure in the streamwise velocity contours.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제3권3호
• /
• pp.126-136
• /
• 1991

본 논문에서는 파랑하중을 받는 Guyed Tower의 비선형 동적거동에 대하여 연구하였다. Guyed Tower를 효율적으로 해석하기 위하여 Tower는 등가의 기둥으로 모형화 하였으며, 계유장치는 수평방향의 비선형 경계요소로 이상화하였다. 또한 파일 기초부는 회전방향의 선형경계요소로 대치하였다. Tower에 작용하는 파랑하중은 Morison 방정식에 의한 산정하였다. 계유장치와 유체의 점성에 기인된 항력 등의 비선형성을 적절히 고려하기 위하여 시간영역에서 해석을 수행하였으며, 비선형 운동방정식을 효율적으로 풀기 위해 Newmark 적분기법에 기초한 모우드 중첩법을 사용하였다. Guyed Tower의 중요한 설계변수인 계유선의 Clump weight 중량 조건과 파일 기초부 조건의 변화에 대한 수치해석을 수행하였다.

• 한국게임학회 논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.53-62
• /
• 2017

VR 콘텐츠 조작 장비는 높은 가격을 요구하기 때문에 개인이 접하기 쉽지 않다. 특히 VR 콘텐츠 중 사용자의 모션을 추적하는 시스템의 경우 일반적으로 적외선 카메라를 사용하는 별도의 광학 센서 장비를 사용한다. 광학 센서 장비들은 단일기기만 사용할 경우 회전 동작 추적을 할 때 측정 가능한 범위가 측정 방향에 의존적이라는 단점이 있다. 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 본 논문에서는 별도의 광학 센서 장비 없이 일반적으로 대중이 보유하고 있는 장비인 스마트폰의 관성센서를 사용하여 측정 방향에 구애 받지 않고 사용자의 회전 동작을 추적할 수 있음을 보인다. 그리고 립모션을 사용한 시스템을 참조 시스템으로, 스마트폰을 사용한 시스템을 평가 시스템으로 정하여 두 시스템의 사용자 만족도를 비교하여 평가 시스템의 유용성을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제49권8호
• /
• pp.699-708
• /
• 2021

본 논문에서는 제자리 비행하는 동축반전 로터의 설계 파라미터인 상하부 로터의 축 간격에 따른 공력 특성 및 공력소음 특성에 관해 전산유체해석을 통해 분석하였다. Reynolds Averaged Navier Stokes 방정식을 사용하여 공력 해석을 진행하였으며 공력소음 해석 시에 Ffowcs Williams ans Hawkings 방정식을 사용하여 공력 특성 및 공력소음 특성을 비교하였다. 동축반전 로터는 회전에 의해 상하부 로터가 다른 각도를 가지며, 위상이 주기적으로 변하는 비정상 특성을 가진다. 상하부 로터의 간격이 증가함에 따라 유동 상호간섭이 감소하여 추력 및 토크의 공기역학적인 효율이 증가함을 확인하였다. 공력소음 관점에서 회전 평면 방향으로 방사하는 소음 특성은 축 간격에 의한 영향이 미미하게 나타났다. 로터 수직 아래 방향으로 주파수가 증가함에 따라 음압이 감쇄하지 않고 크기가 유지되어 전체 음압 수준을 증가시킨다. 동축반전 로터의 축 간격이 증가함에 따라 유동의 비정상 특성이 감소하여 전체 음압 수준이 크게 감소함을 확인하였다.