• 한국추진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.70-77
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• 2011

우주발사체의 액체추진공급시스템에 사용되는 벤트/릴리프 밸브는 안전 밸브의 조합체로 극저온의 산화제를 주입할 때와 보관할 때 기화된 산소기체를 배출시킨다. 또한 비행 중에 추진제 탱크의 얼리지 압력을 안정적으로 유지하는 역할을 한다. 밸브의 동특성 및 유공압 작동특성을 알아보기 위해서 벤트/릴리프 밸브의 설계검증을 위해 AMESim을 이용해서 벤트/릴리프 밸브의 시뮬레이션 모델을 구성하였다. AMESim 밸브 모델을 검증하기 위해 밸브의 개폐 압력, 개폐작동시간을 수학적 계산 결과와 비교하였다. 또한 FLUENT 상용코드를 이용하여 내부유동 해석 결과를 반영하여 모델의 정확도를 높였다. 밸브 모델을 이용하여 설계인자에 대한 검증 및 작동성능을 분석하였다. 이 연구는 한국형 발사체에 사용되는 벤트/릴리프 밸브의 다양한 작동 요구조건에 대한 개발 효율성을 높일 수 있는 참고 가이드로 적용될 것으로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.75-82
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• 1999

내부 삽입형 유도결합 플라즈마를 이온화원으로 하는 I-PVD장치를 이용하여 박막을 형성하는데 중요한 요소의 하나가 이온의 입사에너지이며, 이는 플라즈마 전위와 기판 전위의 차이에 의해서 결정된다. 이를 감소시킬 목적으로 안테나 여기 주파수를 4MHz의 중간주파수에서, 안테나의 정합 회로를 변형형, 부동형의 2가지로 변화시키고, 부동형에서는 바이어스 저항의 값을 가변시켰다. 그 결과 Ar 플라즈마에서 4MHz RF 전력 600 W에서 5 mTorr에서 30 mTorr의 넓은 압력 범위에서 5V 미만의 낮은 평균 플라즈마 전위와 60V의 안테나 전압을 얻었다. 또한 출력측에 설치한 RLC회로의 조절을 통해서 RF전력 500 W에서 RF 입력 및 출력단의 Rf 안테나 유기 전압을 50V의 아주 낮은 값으로 유지시킬 수 있었다. 이때의 안테나 및 플라즈마의 총 임피던스는 약 10$\Omega$이었으며, 리액턴스를 0.05$\Omega$수준으로 유지하였을 때 가장 낮은 전압을 얻었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권10호
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• pp.31-40
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• 2016

트랩도어 하강이 일어나는 토체 내부에서 발생하는 흙 아치 구조의 변화를 관찰하기 위해서 광탄성 측정 기법을 이용하여 입상체의 다양한 거동을 관찰하였다. 광탄성 반응 재료로 코팅된 원주형 모형 입자를 적층하여 입상체를 구성하였다. 광탄성 기법을 이용하여 입상체 내부에서 발생하는 입자 간 접촉력 전달 구조의 변화를 촬영하여 관찰하였으며 이를 입상체 하부 로드셀에서 측정된 압력 변화 및 내부 활동면의 변화 양상과 비교 분석하였다. 트랩도어 하강 초기에 형성된 흙 아치 구조는 하강이 지속되면 붕괴되지만 다시 확장된 아치 구조가 새롭게 형성되었다. 트랩도어 하강 초기에 일치하였던 흙 아치 구조의 경계면과 활동면은 트랩도어 하강이 진행되면서 활동면이 포함된 영역이 접촉력을 잃은 영역 내부에 포함되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.13-22
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• 2004

줄말뚝이 설치된 지반에서 지반의 측방변형에 의한 지반아칭발생시 말뚝주변지반의 파괴는 지반아칭영역중 외부아 치의 정상부에서 정상파괴가 발생될 때부터 시작하여 말뚝전면의 패기부에서 캡파괴가 발생될 때까지 진행된다. 따라서, 측방변형지반속 줄말뚝에 작용하는 측방토압은 정상파괴와 캡파괴 모두의 경우를 검토할 필요가 있다. 정상파괴시의 측방토압 산정식은 원주공동확장이론을 적용하여 제안할 수 있다. 이 제안식을 검토한 결과 말뚝에 작용하는 측방토압은 주변지반의 내부마찰각, 점착력 및 수평토압과 말뚝직경 및 말뚝설치간격에 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 그리고, 캡파괴에 의한 측방토압과 정상파괴에 의한 측방토압의 이론식을 이용하여 줄말뚝에 작용하는 측방토압 범위를 정의할 수 있다. 또한, 본 논문에서는 캡파괴와 정상파괴시 측방토압의 이론치과 모형실험으로부터 구한 실험치를 비교 검토하였다. 모형실험에서 얻은 캡파괴와 정상파괴의 실험치는 제안된 각 이론의 이론치와 잘 일치하고 있으므로, 제안된 이론식의 합리성을 확인할 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.100-105
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• 2014

해중철도 부근에서 테러나 사고에 의해 수중폭발이 발생하였을 경우, 함체에 치명적인 손상을 가할 수 있으므로, 충분한 강도를 확보해야 한다. 본 연구에서는 설계 목적으로 해중철도 인근에서 수중폭발이 발생한 경우, 경험에 기초한 공식을 이용하여 충격압을 추정하고, 충격압에 의한 해중철도의 응답을 해석할 수 있는 간이 해석 방법을 제안하였다. 해중철도 함체를 탄성 지지된 보로 이상화하고, 초기 최대 충격압이 작용하는 보에 대해 정적 유한요소해석을 실시한 후, 동하중 계수와 조합함으로 최대 변위 및 굽힘 모멘트를 계산한다. 간이해석 결과는 상용 유한요소해석 소프트웨어를 이용한, 시간에 따른 과도응답해석 결과와 비교하여 양호한 일치를 보임을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.235-240
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• 2010

분출냉각은 높은 압력과 온도의 가혹한 환경에서 운용되는 액체로켓과 공기흡입식 엔진을 위한 가장 효과적인 냉각방법이다. 연소기 라이너와 터빈 베인은 다공질 벽면을 통과하는 냉각재(공기 또는 연료) 뿐만 아니라 차단막으로 작용하는 공기에 의해 냉각된다. 그러나 이의 실용화는 유용한 다공질 재료의 제한에 의해 방해를 받아왔다. 벽면 내에서 내부 열전달을 증가시키는 보다 현실적인 방법을 찾는 노력을 통해 Lamilloy$^{(R)}$ 및 Transply$^{(R)}$와 같은 다층 기공 구조물을 개발하게 되었다. 본 논문은 액체로켓, 가스터빈 및 스크램제트의 추진기관 적용을 위한 분출냉각의 최근 연구동향을 고찰하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.35-42
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• 2006

최대 높이가 29.5m인 고성토 보강토옹벽에 대한 시공 및 계측이 수행되었다. 이와 같이 높은 보강토옹벽에 대한 설계 및 시공 경험이 그다지 많지 않기 때문에, 본 현장에서는 철저한 설계 및 시공관리가 이루어졌다. FHWA 설계기준에 근거하여 본 현장 보강토옹벽의 내적 및 외적안정을 검토하였고, Bishop의 간편법을 이용하여 전반활동에 대한 안정성 해석을 수행하였다. 또한 시공관리 및 안정성 검토를 위한 일련의 현장계측을 수행하였다. 본 논문에서는 높이가 20m 이상이고, 2단으로 시공된 대표단면 2개소에 대한 계측결과를 분석하였다. 계측결과, 벽체 및 보강재의 변형이 매우 작게 측정되었으며, 벽체작용 수평토압 또한 미소한 것으로 나타났다. 따라서 높이가 20m이상으로 매우 높은 옹벽구조물에 있어서, 보강토옹벽공법이 성공적으로 적용될 수 있음을 확인하였고, 또한 시공관리가 잘 이루어질 경우 이같이 높은 보강토옹벽에 대하여 FHWA 설계기준이 매우 보수적인 안전측 결과를 보임을 알 수 있었다.

• Coupled systems mechanics
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• 제7권6호
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• pp.649-668
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• 2018

In this paper, we present a numerical model for fluid-structure interaction between structure built of porous media and acoustic fluid, which provides both pore pressure inside porous media and hydrodynamic pressures and hydrodynamic forces exerted on the upstream face of the structure in an unified manner and simplifies fluid-structure interaction problems. The first original feature of the proposed model concerns the structure built of saturated porous medium whose response is obtained with coupled discrete beam lattice model, which is based on Voronoi cell representation with cohesive links as linear elastic Timoshenko beam finite elements. The motion of the pore fluid is governed by Darcy's law, and the coupling between the solid phase and the pore fluid is introduced in the model through Biot's porous media theory. The pore pressure field is discretized with CST (Constant Strain Triangle) finite elements, which coincide with Delaunay triangles. By exploiting Hammer quadrature rule for numerical integration on CST elements, and duality property between Voronoi diagram and Delaunay triangulation, the numerical implementation of the coupling results with an additional pore pressure degree of freedom placed at each node of a Timoshenko beam finite element. The second original point of the model concerns the motion of the outside fluid which is modeled with mixed displacement/pressure based formulation. The chosen finite element representations of the structure response and the outside fluid motion ensures for the structure and fluid finite elements to be connected directly at the common nodes at the fluid-structure interface, because they share both the displacement and the pressure degrees of freedom. Numerical simulations presented in this paper show an excellent agreement between the numerically obtained results and the analytical solutions.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제24권6_2호
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• pp.773-779
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• 2021

CNG, which has recently been attracting attention as an alternative fuel in the transportation field to reduce emissions caused by global warming, is natural gas with abundant reserves and mainly composed of methane. Being in a gaseous state, natural gas requires the compression and liquefaction processes for transportation. Until now, general shut-off valves for liquid and gas piping have been developed in Korea, but there are few studies on shut-off valves for high pressures of about 200 bar. Currently, research on the flow analysis of valves is being actively conducted around the world. However, there are relatively many studies on large valves such as low-pressure valves or shipbuilding and marine, and the safety factor through structural analysis to check the structural integrity of the valve is checked at the design stage. Since it is necessary to have a fast response speed while minimizing pressure and speed loss due to flow change, basic research was conducted on the flow analysis of the valve to secure design data, and the numerical analysis was performed on high-pressure automatic shut-off valves applied to CNG refueling stations. After securing the basic valve shape through reverse engineering for advanced products, we compared the valve flow coefficient Cv coefficient with advanced products. As a result, it was found that the reverse engineering model was at the level of about 60%. However, we compared the Cv coefficient by modifying the reverse engineering model, and the result showed that it was improved to about 96%.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.119-125
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• 2021

Subsea pipelines are widely used to transport hydrocarbons from ultra-deep seawater to facilities on the coast. A sandwich pipe is a pipe-in-pipe system in which the annulus between the two concentric steel pipes is filled with polymer cores and fillers for insulation and structural reinforcement. Sandwich pipeline is always exposed to complex loading such as bending moment, bulking, internal and external pressures caused by installation, operation and environmental factors. This research provides insights into the structural integrity of sandwich pipeline exposed to complex loading conditions using a linear matching method (LMM). The finite element model of the sandwich pipeline has been generated from previous research, and the model validation is performed by comparing the results of the linear analysis between the two models. The temperature dependent material properties are used to simulate the behavior of real pipeline, and the elastic-perfectly plastic (EPP) model has been taken into account for the material non-linearity. Numerical results provide comprehensive insights into the structural response of the sandwich pipeline under monotonic and cyclic loading and provide notable points about the evaluation of the plastic collapse limit and the elastic shakedown limit of the sandwich pipeline.