Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.47
no.4
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pp.543-552
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2010
The Coanda effect is noticeable when a jet stream is applied tangential to a curved surface since then the jet stream remains attached to the surface beyond the point where flow separates otherwise and results in augmentation of circulation and lift. Numerous experimental and numerical studies have been performed in various fields of aerodynamics to exploit the Coanda effect and many of them found to be useful. It can be speculated that the Coanda effect may have practical application to the field of marine hydrodynamics as well since various control surfaces are being used to control behaviors of ships and offshore structures. In the present study, the Coanda effect has been applied to a horn type rudder and a series of numerical computations and model experiments are performed to find the practical applicability. The results indicate that the Coanda jet increases the lift coefficient of the rudder as much as 52% at the momentum coefficient $C_j$ = 0.1 and the rudder angle ${\alpha}=10^{\circ}$.
Cartesian grid system has mainly been used in the casting simulation even though it does not nicely represent sloped and curved surfaces. These distorted boundaries cause several problems. A special treatment is necessary to clear these problems. A cut cell method on Cartesian grids has been developed to simulate three-dimensional mold filling Cut cells at a cast-mold interface are generated on Cartesian grids. Governing equations were computed using volume and areas of cast at cut cells. In this paper, we propose a new method that can consider the cutting cells which are cut by casting and mold based on the patial cell treatment (PCT). This method provides a better representation of geometry surface and will be used in the computation of velocities that are defined on the cell boundaries in the Cartesian gird system. Various test examples for several casting process were computed and validated. The analysis results of more accurate fluid flow pattern and less momentum loss owing to the stepped boundaries in the Cartesian grid system were confirmed. We can know the momentum energy at the cut cell is conserved by using the cut cell method. By using the cut cell method. performance of computation gets better because of reducing the whole number of meshes.
Park, J.W.;Kil, M.G.;Yoon, J.S.;Kang, B.S.;Lee, K.
Transactions of Materials Processing
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v.26
no.6
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pp.341-347
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2017
Flexibly-reconfigurable roll forming (FRRF) is a novel sheet metal forming technology conducive to produce multi-curvature surfaces by controlling strain distribution along longitudinal direction. Reconfigurable rollers could be arranged to implement a kind of punch die set. By utilizing these reconfigurable rollers, desired curved surface can be formed. In FRRF process, three-dimensional surface is formed from two-dimensional curve. Thus, it is difficult to predict the forming result. In this study, a regression analysis was suggested to construct a predictive model for a longitudinal curvature of FRRF process. To facilitate investigation, input parameters affecting the longitudinal curvature of FRRF were determined as maximum compression value, curvature radius in the transverse direction, and initial blank width. Three-factor three-level full factorial experimental design was utilized and 27 experiments using FRRF apparatus were performed to obtain sample data of the regression model. Regression analysis was carried out using experimental results as sample data. The model used for regression analysis was a quadratic nonlinear regression model. Determination factor and root mean square root error were calculated to confirm the conformity of this model. Through goodness of fit test, this regression predictive model was verified.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2016.05a
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pp.166-167
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2016
Unlike the past, supported by the development of digital technologies, free-form buildings are frequently designed with creative thoughts of architectural designers. However, there are some difficulties preventing successfully completion of projects, like reduced productivity and increased construction duration and cost upon the process of producing and installing concrete panels for free-form structures. In particular, there are active studies on the CNC machine for production of free-form concrete panels. Yet, it is difficult to effectively and easily come up with information on production and installation of free-form, curve-surfaced panels which are difficult to be mathematically defined. This requires a lot of manpower and time to implement the curved surfaces of free-form buildings as intended by architects. Accordingly, it needs a model that can effectively create production-installation data of free-form concrete panels for successful free-form building projects. Thus, the purpose of the study is to suggest data estimation model of production-installation using mathematical algorithm in free-form concrete panels. The study results will realize effective production and installation of free-form concrete members, allowing improved productivity of projects, reduced cost and shortened construction duration.
The out-of-pile mechanical performance and microstructure of recrystallized Zr-1.5 Nb-S alloy was investigated. The strength of the recrystallized Zr-1.5Nb-O-S alloys was observed to increase with the addition of sulfur over a wide temperature range, from room temperature up to $300^{\circ}C$. A yield drop and stress serrations due to dynamic strain were observed at room temperature and $300^{\circ}C$. Wavy and curved dislocations and loosely knit tangles were observed after strained to 0.07 at room temperature, suggesting that cross slip is easier. At $300^{\circ}C$, however, dislocations were observed to be straight and aligned along the slip plane, suggesting that cross slip is rather difficult. At $300^{\circ}C$, oxygen atoms are likely to exert a drag force on moving dislocations, intensifying the dynamic strain aging effect. Oxygen atoms segregated at partial dislocations of a screw dislocation with the edge component may hinder the cross slip, resulting in the rather straight dislocations distributed on the major slip planes. Recrystallized Zr-Nb-S alloys exhibited ductile fracture surfaces, supporting the beneficial effect of sulfur in zirconium alloys. Oxidation resistance in air was also found to be improved with the addition of sulfur in Zr-1.5 Nb-O alloys.
The present study investigates the heat transfer characteristics on concave surface with array impinging jet and fin arrangement. The heat transfer coefficients was measured by TLC method. The Reynolds number based on jet hole diameter is 10,000 and hole diameter-to-plate distance ratio (H/d) is fixed at 2. The rectangular fins are installed in the curved channel and the width of fin varies from 1d to 3d. Without fins, the averaged heat transfer coefficients decreases as moves downstream region. While, the rectangular fins block the crossflow and higher heat transfer rates were observed compared to smooth channel.
This paper suggests a new algorithm of automatic mesh generation over planar domains with arbitrarily shaped boundaries and control curves. The algorithm is based on the method of recursively subdividing the domain by the path connecting, with minimum penalty value, two points on the super-loop, which consists of the boundaries and the control curves, The algorithm is not subject to any limitation on the shape of the domain, and its process can be fully automated. Therefore, this algorithm can be implemented into computer programs which require minimal user intervention while generating finite element meshes over complicated domains. This algorithm can also be easily extended for application to the generation of meshes over curved surfaces, or to the adaptive mesh generation.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.25
no.7
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pp.103-110
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2008
This paper presents a new approach of recognizing a 3D object using a single camera, based on the extended convex hull of its silhouette. It aims at minimizing the DB size and simplifying the processes for matching and feature extraction. For this purpose, two concepts are introduced: extended convex hull and measurable region. Extended convex hull consists of convex curved edges as well as convex polygons. Measurable region is the cluster of the viewing vectors of a camera represented as the points on the orientation sphere from which a specific set of surfaces can be measured. A measurable region is represented by the extended convex hull of the silhouette which can be obtained by viewing the object from the center of the measurable region. Each silhouette is represented by a relation graph where a node describes an edge using its type, length, reality, and components. Experimental results are included to show that the proposed algorithm works efficiently even when the objects are overlapped and partially occluded. The time complexity for searching the object model in the database is O(N) where N is the number of silhouette models.
End milling is an important and common machining operation because of its versatility and capability to produce various profiles and curved surfaces. This paper presents an experimental study of the cutting force variations in the end milling of SM25C with HSS(high speed steel) and carbide tool. This paper involves a study of the Taguchi design application to optimize cutting force in a end milling operation. The Taguchi design is an efficient and effective experimental method in which a response variable can be optimized, given various control and noise factors, using fewer resources than a factorial design. This study included feed rate, spindle speed and depth of cut as control factors, and the noise factors were different cutting tool in the same specification. An orthogonal array of $L_9(3^3)$ of ANOVA analyses were carried out to identify the significant factors affecting cutting force, and the optimal cutting combination was determined by seeking the best cutting force and signal-to-noise ratio. Finally, confirmation tests verified that the Taguchi design was successful in optimizing end milling parameters for cutting force.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.48
no.2
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pp.113-120
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2011
Fins are widely used for roll stabilization of passenger ferries and high performance naval ships, among others. The Coanda effect is noticeable when a jet stream is applied tangentially to a curved wing surface since the jet can augment the lift by increasing the circulation. The Coanda effect has been found useful in various fields of aerodynamics and speculated to have practical applicability in marine hydrodynamics where various control surfaces are used to control motions of ships and the other offshore structures. In the present study, numerical computations have been performed to find proper jet momentum coefficients $C_j$ and trailing edge shapes suitable for the application of the Coanda effect to a stabilizer fin. The results show that the lift coefficient of the modified Coanda fin at the zero angle of attack ${\alpha}$ identically coincides with that of the original fin at ${\alpha}\;=\;25^{\circ}$ when Coanda jet is supplied at the rate of $C_j$ = 0.1. It is also shown that a fixed type fin stabilizer utilizing the Coanda effect can be implemented without changing the fin angle to actively control the motions of ships and the other offshore structures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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