• 제목/요약/키워드: finite element ANSYS analysis

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Ansys를 활용한 플랜트 시설물 내화성능에 대한 해석적 연구 (Analytical Study of Fire Resistance Performance of Plant Facilities using Ansys)

  • 최두찬;양민혁;오수민;양소진
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.958-967
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    • 2023
  • 연구목적: 본 연구는 화재위험도가 높은 플랜트 시설물에 적용하고 있는 국내 내화성능을 분석하고 적합한 내화저항성능을 확보하여 플랜트 시설물의 화재 안전성을 확보하고자 한다. 연구방법:유한요소해석 프로그램인 Ansys를 활용하여 화재하중과 내화피복을 변수로 열전달 해석과 구조해석을 수행하고 해석 결과에 따른 플랜트 시설물의 내화성능을 분석하였다. 연구결과: 국내 플랜트 시설물에 적용된 내화피복은 UL 1709에 제시된 탄화수소화재의 화재하중을 적용하였을 때 내화성능을 확보하지 못하였으며 화재 후 강재의 변형 또한 크게 나타남을 확인하였다. 결론:현재 플랜트 시설물에 적용된 국내의 내화성능은 석유화학 플랜트 등과 같이 급격한 화재성장과 큰 화재하중에서 내화성능을 확보할 수 없으며 플랜트 시설물의 성능평가를 통해 적합한 내화성능을 평가하여 화재 안전성을 확보하여야 한다.

그래프 분할 및 다중 프론탈 기법에 의거한 3차원 전자기장의 병렬 해석 (Parallel Computation on the Three-dimensional Electromagnetic Field by the Graph Partitioning and Multi-frontal Method)

  • 강승훈;송동현;최재원;신상준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권12호
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    • pp.889-898
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    • 2022
  • 본 논문에서는 3차원 전자기장의 병렬 해석 기법을 제안하였다. 시간 조화 벡터 파동 방정식 및 유한요소 기법에 기반한 전자기장 산란 해석이 수행되었으며, 모서리 기반 요소 및 2차 흡수 경계 조건이 도입되었다. 개발한 알고리즘은 유한요소망을 분할한 뒤 각 프로세서에 할당함으로써 요소별 수치적분 및 행렬 조립 과정의 병렬화를 달성하였다. 이때 부영역 생성을 위해 그래프 분할 라이브러리인 METIS가 도입되었다. 대형 희박행렬 방정식의 계산은 다중 프론탈 기법 기반 병렬 연산 라이브러리인 MUMPS를 통해 수행되었다. 개발된 프로그램의 정확도는 Mie 이론해 및 ANSYS HFSS 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 또한 사용된 프로세서 수에 따른 가속 지표를 측정하여 확장성을 확인하였다. 완전 전기 도체 구, 등·이방성 유전체 구 및 유도탄 예제 형상에 대한 전자기장 산란 해석이 수행되었다. 개발된 프로그램의 알고리즘은 추후 유한요소 분할 및 합성법에 활용될 예정이며, 더욱 확장된 병렬 연산 성능을 목표하고자 한다.

핵연료집합체 안내관의 하중집중계수 해석 (Load Concentration Factor Analysis of Fuel Assembly Guide Thimble)

  • 이영신;전상윤
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.93-100
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    • 2005
  • The top and bottom nozzles of PWR fuel assembly are connected by guide thimbles and an instrumentation tube that are connected with spacer grids. The fuel rods are inserted into the each cell of spacer grids. The loads acting on the fuel assembly are transmitted to the guide thimbles through the flow plate of top nozzle The axial loads applied to the fuel assembly are not equally distributed among the guide thimble due to the geometry of the top nozzle flow plate and spacer grid. In this study, the load concentration factors for the $17\times17$ fuel assembly were calculated. The analytical model fur the calculation of the load concentration factor of top nozzle flow plate was developed using ANSYS 5.6. The finite element analyses were performed using the model composed of top nozzle, guide thimble, and spacer grid. And, the analysis results were compared with the test results.

강압용 압전변압기의 설계 및 유한요소해석 (Design and FEM Analysis of Piezoelectric Ceramic Transformer for Low-Voltage Step-Down Application)

  • 정현호;이상기;박태곤;이원재
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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    • pp.70-73
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    • 2000
  • This paper present a new sort of multilayer piezoelectric ceramic transformer for AC-adapter. This piezoelectric transformer operates in the second longitudinal vibration mode. The output voltage of the multilayer piezoelectric transformer was simulated using ANSYS, that is one of the FEM analysis program. As results, the minimum displacement was occurred at the two paints where one is the middle of input and the other is middle of output side in second thickness extensional vibration mode. And output voltage was inversely decreased by increasing number of output layers. 缀Ѐ㘰〻ሀ䝥湥牡氠瑥捨湯汯杹

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시간적분법을 이용한 경수로 핵연료집합체의 선형충격 거동해석 (Linear-Impact Behaviour of PWR Fuel Assembly)

  • 임정식;손동성
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.627-632
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    • 2000
  • A finite element model for the transient dynamic analysis of a PWR fuel assembly was developed and programmed as a name of DAMASS. The Newmark time integration method was used to solve the governing equation of motion. Results of the program was compared with those of ANSYS in terms of displacement and impact forces to show the validity of the model. Up to now it has capability of solving the linear impact of FA(s) and it will be extended to the non-linear analysis of a FA in the future.

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레벨 러핑 크레인 붐에 대한 구조설계의 건전성 평가 (Structure Evaluation for the Level Luffing Crane' Boom)

  • 김민생;이재철;정석용;안성훈;손지원;조광제;송철기;박실룡;배태한
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제32권6호
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    • pp.526-532
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    • 2008
  • Structure evaluation for 70/15 $T{\times}105\;m$ LLC(Level Luffing Crane)'s boom was conducted by Finite Element Method. Boom modeled with beam element was fixed by luff rope and boom mount and was received loads from self weight, luff hoisting, traveling motion, slewing motion, and wind force, etc. These applied loads were calculated using various factors presented in the reference standards and were inputted in the analysis model after considering about the adverse conditions of LLC. In the research, deformation, stresses, buckling of boom were evaluated by ANSYS. Structural safety of boom was confirmed in the results of numerical analysis.

유한요소해석을 이용한 파열판의 특성 예측 (Property Prediction of Rupture Disc by Using Finite Element Analysis)

  • 한창용;이성범;정희석;김태구
    • 한국가스학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.1-6
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    • 2009
  • 최근 화학 산업이 발전함에 따라 고압설비가 널리 이용되고 있다. 이러한 고압 설비는 편리성과 함께 많은 위험을 내포하고 있다. 파열판 안전장치는 고압설비의 안전사고로부터 설비와 생명을 보호하는 장치이다. 파열판 안전장치는 홀더, 파열판, 버큠서포트로 구성되어져 있으며, 다양한 환경 조건에서 부식되거나 파괴되는 단점이 있다. 본 논문에서는 부식 저항성이 우수하여 파열판 안전장치의 소재로 많이 사용되고 있는 STS 316L stainless steel 소재를 이용해서 제작한 파열판 안전장치를 CATIA V5를 이용하여 3차원 모델링을 수행하고, 유한요소해석을 통하여 소재의 두께와 높이에 따라 파열판 안전장치의 파열에 영향을 미치는 요인을 분석하였다.

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정착판 GFRP 근(Rebar)의 모르타르 인발거동에 관한 시험연구 (An Experimental Study on the Pull-Out Behaviors of Headed GFRP Rebar in Mortar)

  • 지효선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.2797-2803
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    • 2012
  • 본 논문은 모르타르에 근입되어 인발하중을 받는 정착판 GFRP 근의 인발거동을 기술하고 있다. 정착판 GFRP 근의 모르타르 시험체를 5개 제작하여 인발시험을 수행하였다. 시험 결과를 검증하기 위해 ANSYS 상용프로그램을 이용한 유한요소해석을 수행하였으며 시험결과와 비교되었다. 시험결과 모르타르에 매입된 정착판 GFRP 근의 파열 파괴강도식은 45도 콘(Cone)파괴 이론 보다는 CCD(Concrete Capacity Design)파괴이론을 적용하는 것이 타당한 것으로 나타났다.

LNG 운반선용 펌프타워의 구조해석 GUI개발에 관한 연구 (A Study on GUI Development of Structural Analysis of LNG Pump Tower)

  • 이강수;손충렬
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.605-613
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 LNG 펌프타워 구조물의 전용 구조해석 GUI를 개발하는데 있다. 이 시스템은 펌프타워 구조물의 유한요소모델을 가장 적절한 형태로 만들어 주며, 가장 적합한 과정을 통하여 해석이 자동으로 수행되도록 해준다. 펌프타워 구조물은 LNG선의 가장 중요한 것 중의 하나이다. 펌프타워 구조물은 주로 카고탱크 안의 LNG가 채워져 있는 양과 선박의 운동에 의한 슬로싱(sloshing) 하중이 주가된다. 그 밖에 하중의 형태는 열, 관성, 자중 등의 세 가지에 대하여도 고려하였다. 이러한 하중들을 범용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS에 적용하여 구조해석을 수행하였다. 미국선급협회(ABS) 내의 API Unity check를 통하여 구조부재의 강도 계산과 조인트(Joint)에서의 Punching shear unity 값도 검토하여 그 건전성 여부를 판단할 수 있도록 하였다. 상위의 과정을 새로운 형태의 GUI로 개발하였다. 펌프타워 전용해석 툴(tool)은 Tcl/tk언어로 개발되었다. 위의 모든 과정들이 GUI 성공적으로 적용되었다.

줄-톰슨 마이크로 냉각기용 소형 금속 벨로우즈의 구조적 특성에 관한 연구 (A Study on the Structural Characteristics of Miniature Metal Bellows in Joule-Thomson Micro-Cryocooler)

  • 이승하;이태원
    • 한국정밀공학회지
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    • 제25권9호
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    • pp.95-102
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    • 2008
  • A miniature metal bellows is used to minimize the excessive flow of the cryogenic gas in Joule-Thomson micro cryocooler. It is made of metal alloy and its geometry is axisymmetric. The bellows is filled with high pressure gas. It contracts or expands in the axial direction for a wide change of temperature, because the pressure and volume inside the bellows must be satisfied with state equation of the gas. Therefore, in order to design the bellows in Joule-Thomson micro-cryocooler, it is important to evaluate deformation of the bellows under internal pressure exactly. Considering geometric nonlinearity, deformations analysis of the bellows were obtained by a commercial finite element code ANSYS, The bellows was modeled by 3-node axisymmetric shell elements with reduced integration. Experiments were also performed to prove the validity of proposed numerical analysis. The results by numerical analysis and experiments were shown in good agreements.