• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.939-946
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• 2011

석탄은 고정탄소분, 휘발분, 수분, 회로 구성되며, 연소시 회성분과 소량의 고정탄소분이 남게 된다. 석탄 화력 발전소에서는 석탄연소 후 나오는 잔여물(고정탄소분, 회)를 통칭하여 석탄회 라고 부르고 있다. 현재 발전소에서는 정제회(LOI함량 6%미만)는 경량골재의 원료로 재활용해 수익을 창출하고 있으나, LOI함량이 높은 회는 재활용이 불가능해 땅에 매립하고 있다. 이에 따라 환경적인 부담금을 줄이고 정제회 판매의 수익을 올리기 위해 회성분의 LIO감량은 필수적이다. 본 연구에서는TGA(Thermo-gravime- tric analysis)와 DTF(Drop tube furnce) 실험을 통해 석탄과 석탄회 연소를 위한 실험적인 상수 값을 결정하였다. 500MW급 표준화력발전 보일러를 모델링하고, 전산해석을 위해 격자를 형성시키고 적절한 해석 모델을 선정하였으며, 석탄회 재연소 시뮬레이션을 수행하여 석탄회 투입시 보일러 내부의 온도 및 유동을 모사하였다. 보일러 내부 석탄 입자와 회입자의 이동 궤적을 통해 가능한 높은 버너 위치에서 석탄회를 투입하는 것이 적절함을 나타내었다. 또한 실제 설치 가능한 D버너에서 6ton/h로 공급시에 기존의 보일러에 큰 영향을 주지 않으며 재연소 가능함을 알 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권6호
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• pp.1575-1588
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• 2019

Fracture near the U-10Mo/cladding material interface impacts fuel service life. In this work, a mesoscale stress model is developed with the fuel foil considered as a porous medium having gas bubbles and bearing bubble pressure and surface tension. The models for the evolution of bubble volume fraction, size and internal pressure are also obtained. For a U-10Mo/Al monolithic fuel plate under location-dependent irradiation, the finite element simulation of the thermo-mechanical coupling behavior is implemented to obtain the bubble distribution and evolution behavior together with their effects on the mesoscale stresses. The numerical simulation results indicate that higher macroscale tensile stresses appear close to the locations with the maximum increments of fuel foil thickness, which is intensively related to irradiation creep deformations. The maximum mesoscale tensile stress is more than 2 times of the macroscale one on the irradiation time of 98 days, which results from the contributions of considerable volume fraction and internal pressure of bubbles. This study lays a foundation for the fracture mechanism analysis and development of a fracture criterion for U-10Mo monolithic fuels.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.85-87
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• 2008

DMWs are common feature of the PWR in the welded connections between carbon steel and stainless steel piping. The nickel-based weld metal, Alloy 82/182, is used for welding the dissimilar metals and is known to be susceptible to PWSCC. A round-robin program has been implemented to benchmark the numerical simulation of the transient temperature and weld residual stresses in the DMWs. To solve the round-robin problem related to Pressurizer Safety & Relief nozzle, the thermal elasto-plastic analysis is performed in the DMW by using the FEM. The welding includes both the DMW of the nozzle to safe-end and the SMW of the safe-end and piping. Major results of the analyses are discussed: The axial and circumferential residual stresses are found to be -88MPa(225MPa) and -38MPa(293MPa) on the inner surface of the DMW; where the values in parenthesis are the residual stresses after the DMW. Thermo-mechanical interaction by the SMW has a significant effect on the residual stress fields in the DMW.

• Journal of Power Electronics
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• 제9권4호
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• pp.544-552
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• 2009

This paper presents a novel spring pressure contact interconnect technique for medium power integrated power electronics modules (IPEMs). The key technology of this interconnection is a spring which is made from Be-Cu alloy. By means of the string pressure contact, sufficient press-contact force and good electrical interconnection can be achieved. Another important advantage is that the spring exhibits excellent performance in enduring thermo-mechanical stress. In terms of manufacture procedure, it is also comparatively simple. A 4 kW half-bridge power inverter module is fabricated to demonstrate the performance of the proposed pressure contact technique. Electrical, thermal and mechanical test results of the packaged device are reported. The results of both the simulation and experiment have proven that a good performance can be achieved by the proposed pressure contact technique for the medium power IPEMs.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권7호
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• pp.747-754
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• 2004

Thermo-fluid characteristics in coke oven, sintering machine and blast furnace in iron-making facility are key processes related to the quality and productivity of the pig iron. Solid material in the processes usually forms a bed in a gas flow. For simulation of the processes by mathematical model, the solid beds are idealized to be a continuum and a reacting solid flow in the gas flow. Governing equations in the form of partial differential equations for the solid material can be constructed based on this assumption. Iron ore sintering bed is simulated and limited amount of parametric study have been performed. The results have a good agreement with the experimental results or physical phenomena, which shows the validity and applicability of the model.

• Steel and Composite Structures
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• 제41권5호
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• pp.625-636
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• 2021

This paper examines the fire performance of uninsulated and uncoated restrained steel-concrete composite beams supplemented with externally prestressed strands through advanced numerical simulation. In this work, a sequentially coupled thermo-mechanical analysis is carried out using ABAQUS. This analysis utilizes a highly nonlinear three-dimensional finite element (FE) model that is specifically developed and validated using full-sized specimens tested in a companion fire testing program. The developed FE model accounts for nonlinearities arising from geometric features and material properties, as well as complexities resulting from prestressing systems, fire conditions, and mechanical loadings. Four factors are of interest to this work including effect of restraints (axial vs. rotational), degree of stiffness of restraints, the configuration of external prestressed tendons, and magnitude of applied loading. The outcome of this analysis demonstrates how the prestressing force in the external tendons is primarily governed by the magnitude of applied loading and experienced temperature level. Interestingly, these results also show that the stiffness of axial restraints has a minor influence on the failure of restrained and prestressed steel-concrete composite beams. When the axial restraint ratio does not exceed 0.5, the critical deflection of the composite beam is lower than that of the composite beam with a restraint ratio of 1.0.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권5호
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• pp.437-447
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• 2016

원자력 발전소의 반응로에 핵연료 봉으로 이루어진 집합체가 있으며 핵 연료의 연소를 통한 열을 이용하여 발전을 한다. 핵연료 봉은 핵연료와 그를 감싸는 피복관으로 이루어졌으며 연소되는 동안 서로의 상호작용에 대한 해석은 안전성을 평가함에 있어 중요한 사실이다. 본 논문에서는 핵연료와 피복관의 연소 상태에서 기계적 상호작용에 대한 해석 방법에 대하여 제시한다. 온도 해석에 있어서 핵연료와 간극 사이에서의 열전도도가 중요하며 간극 거리와 접촉여부에 따른 접촉 압력이 또한 중요 요소이다. 이에 간극 열전도도는 비결정론적이기 때문에 이를 해결할 수 있는 방법에 대하여 제시했다. 핵 연료의 열팽창에 따른 피복관과의 접촉을 해결하기 위한 계산을 수행하였고 그에 따라 접촉 시 발생하는 응력이 항복함수를 넘어 소성 변형이 일어날 경우 또한 고려하였다. 핵연료의 열팽창에 따라 피복관과 접촉에 의한 소성 변형을 해석하므로 핵연료 봉의 안정성을 평가할 수 있다. 이를 적용하기 위해 3차원 유한요소 모듈을 FORTRAN90을 이용하여 개발하였다. 핵연료와 피복관의 접촉에 의한 탄소성 변형을 주로 다루며 두꺼운 실린더를 통한 간단한 이론 모델을 제시하여 코드에 대해 검증을 실시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.759-764
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• 2012

고밀도집적을 위하여 전기도금과 무전해도금법을 적용하여 구리기둥주석범프(CPTB)를 제작하고, 그 특성을 분석하였다. CPTB는 ${\sim}100{\mu}m$의 피치를 갖도록 KM-1250 건식감광필름(DFR)을 사용하여 먼저 구리기둥범프(CPB)를 도금 전착시킨 다음, 구리의 산화억제를 위하여 그 위에 주석을 무전해 도금하였다. 열-압력에 따른 산화효과와 접합특성을 위하여 전기저항계수와 기계적 층밀림 전단강도를 측정하였다. 전기저항계수는 산화두께의 증가에 따라서 증가하였고, 전단강도는 $330^{\circ}C$에서 500 N의 열-압력일 때 최고치를 나타냈다. 시뮬레이션 결과에 따르면, CPTB는 시간이 경과됨에 따라 통전면적의 크기 감소의 결과를 나타냈으며, 그것은 구리의 산화에 의해 크게 영향을 받는 것으로 확인되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.726-729
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• 2010

고밀도집적을 위하여 전기도금과 무전해도금법을 적용하여 구리기둥주석범프(CPTB)를 제작하고, 그 특성을 분석하였다. CPTB는 ${\sim}100{\mu}m$의 피치를 갖도록 KM-1250 건식감광필름(DFR)을 사용하여 먼저 구리 기둥범프(CPB)를 도금 전착시킨 다음, 구리의 산화억제를 위하여 그 위에 주석을 무전해 도금하였다. 열-압력에 따른 산화효과와 접합특성을 위하여 전기저항계수와 기계적 층밀림전단강도를 측정하였다. 전기저항계수는 산화두께의 증가에 따라서 증가하였고, 전단강도는 $330^{\circ}C$에서 500 N의 열-압력일 때 최고치를 나타냈다. 시뮬레이션 결과에 따르면, CPTB는 크기 감소의 결과를 나타냈으며, 그것은 구리의 산화에 의해 크게 영향을 받는 것으로 확인되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2015

본 연구에서는 토압 등의 외압이 원주 용접된 매설 강관의 잔류응력에 미치는 영향을 유한요소 해석을 통하여 명확히 하였다. 먼저 3차원 열탄소성 해석을 통하여 원주 용접된 강관의 잔류응력을 구하였으며, 이를 초기조건으로 설정하여 3차원 탄소성 해석을 수행함으로써 외압이 작용하는 경우 잔류응력 거동을 조사하였다. 해석결과 외압에 의해 원주 용접부에 발생하는 원주방향 압축응력 때문에 원주방향 잔류응력이 압축 측으로 상당히 많이 이동함을 알 수 있었고, 축방향 잔류응력은 작용하는 외압에 의해 거의 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.