• 제목/요약/키워드: large scale structural analysis

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공정열교환기 소형 시제품에 대한 고온구조해석(IV) - 거시적 고온 탄·소성 구조해석을 중심으로 - (High-Temperature Structural Analysis of a Small-Scale Prototype of a Process Heat Exchanger (IV) - Macroscopic High-Temperature Elastic-Plastic Analysis -)

  • 송기남;홍성덕;박홍윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권10호
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    • pp.1249-1255
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    • 2011
  • 공정열교환기는 초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 대량의 수소를 생산하기 위한 화학반응공정으로 전달하는데 필요한 핵심기기이다. Hastelloy-X 로 제작된 소형 공정열교환기 시제품이 한국원자력연구원에 있는 소형가스루프에서 성능시험이 계획되어 있다. 본 연구에서는 소형가스루프 시험조건하에서 소형 공정열교환기 시제품의 고온 구조건전성을 사전에 평가하기 위한 작업의 일환으로 소형 공정열교환기 시제품에 대한 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 탄 소성구조 해석을 수행하고 그 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 수정 시제품 성능시험장치 설계에 반영할 것이다.

용접 물성치를 고려한 공정열교환기 시제품의 거시적 고온구조해석 (Macroscopic High-Temperature Structural Analysis of PHE Prototypes Considering Weld Material Properties)

  • 송기남;홍성덕;박홍윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권9호
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    • pp.1095-1101
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    • 2012
  • 수소를 대량으로 생산하기 위한 원자력수소생산시스템에서 공정열교환기(PHE)는 초고온가스로로 부터 생성된 초고온 열을 화학반응공정으로 전달하는 핵심기기이다. 한국원자력연구원에 구축되어 있는 소형 질소가스루프에서 Hastelloy-X로 제작된 소형 및 중형 PHE 시제품들에 대한 성능시험이 수행되고 있다. 그동안 PHE 시제품에 대한 거시적 고온구조해석은 용접 물성치의 부재로 인해 모재의 물성치만을 사용한 해석이 주로 수행되었으나 본 연구에서는 계장형 압입시험법으로부터 얻은 용접부 기계적 물성치를 이용하여 거시적 고온구조해석을 수행하고 그 결과를 비교, 분석하였다.

The effects of uncertainties in structural analysis

  • Pellissetti, M.F.;SchueIler, G.I.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제25권3호
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    • pp.311-330
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    • 2007
  • Model-based predictions of structural behavior are negatively affected by uncertainties of various type and in various stages of the structural analysis. The present paper focusses on dynamic analysis and addresses the effects of uncertainties concerning material and geometric parameters, mainly in the context of modal analysis of large-scale structures. Given the large number of uncertain parameters arising in this case, highly scalable simulation-based methods are adopted, which can deal with possibly thousands of uncertain parameters. In order to solve the reliability problem, i.e., the estimation of very small exceedance probabilities, an advanced simulation method called Line Sampling is used. In combination with an efficient algorithm for the estimation of the most important uncertain parameters, the method provides good estimates of the failure probability and enables one to quantify the error in the estimate. Another aspect here considered is the uncertainty quantification for closely-spaced eigenfrequencies. The solution here adopted represents each eigenfrequency as a weighted superposition of the full set of eigenfrequencies. In a case study performed with the FE model of a satellite it is shown that the effects of uncertain parameters can be very different in magnitude, depending on the considered response quantity. In particular, the uncertainty in the quantities of interest (eigenfrequencies) turns out to be mainly caused by very few of the uncertain parameters, which results in sharp estimates of the failure probabilities at low computational cost.

케이블-돔 복합구조의 형상해석에 관한 연구 (A Study on the Shape Analysis of Cable-Dome Structures)

  • 권택진;한상을;최옥훈
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.93-100
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    • 1998
  • The basic systems of spatial structures such as shells, membrane, cable-nets and tensegrity structure have been developed to create the large spaces without column. These structures may have large freedom in scale and form, and especially tensegrity structures are received much attention from the view points of their light weight and aesthetics. But There re some difficulties concerning structural stability, surface formation and construction method. One of the way to solve these problems reasonably is a combination of tensile members and rigid members. A structural system based on this concept is referred to as the "HTS ( Hybrid Tension Structure )". This is a type of flexible structural system which is unstable initially, because the cable material has little initial rigidity. As cable - dome hybrid structures is a type of HTS, the initial stress for the self- equilibrated system having stable state have to be introduced. To determine initial stress having stable state, the shape finding analysis is required before the stress - deformation analysis. In this paper, the primary objective is to derive the nonlinear finite element formula of cable and truss members considering geometric nonlinearity for shape finding of cable-dome, and to propose the method to decide the initial stress by the shape analysis of cable-dome hybrid structure with the self-equilibrated state.

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풍력발전기용 대형 복합재 블레이드에 대한 구조 해석 및 사이징에 관한 연구 (Stress Analysis and Sizing for a Glass/Epoxy Composite Wind Turbine Blade)

  • 이충훈;박진무;홍순곤;박지상;김태욱
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.5-9
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    • 2002
  • This paper presents a method and procedure for stress analysis and sizing in development of structures of a large composite wind turbine blade. Structural requirement of IEC standard was reviewed to set up appropriate analysis method and procedure. Several structural layouts were examined in a viewpoint of a large scale wind turbine blade. For the critical load cases, stress analysis were performed using finite element method. Stacking sequence and thickness of a laminate for each part and location were determined considering stress levels and producibility. Nonlinear geometric analysis was performed to check stability problem due to local buckling of a skin structures.

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중형 공정열교환기 시제품 고온구조해석 (High-Temperature Structural Analysis of a Medium-Scale Process Heat Exchanger Prototype)

  • 송기남;홍성덕;박홍윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권10호
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    • pp.1283-1288
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    • 2012
  • 수소를 대량으로 생산하기 위한 원자력수소생산시스템에서 공정열교환기는 초고온가스로로부터 생성된 초고온 열을 화학반응공정으로 전달하는 핵심기기이다. 한국원자력연구원에 구축되어 있는 소형 가스루프에서 $Hastelloy^{(R)}$-X 로 제작된 중형 공정열교환기 시제품에 대한 성능시험이 계획되어 있다. 본 연구에서는 중형 공정열교환기의 고온구조건전성을 파악하기 위한 선행 연구로서 소형가스루프 시험조건하에서 중형 공정열교환기 시제품의 고온구조해석을 이전 연구에서 확립된 경계조건을 적용하여 수행하였다. 해석결과는 소형가스루프에서의 중형 공정열교환기 시제품에 대한 성능시험 결과와 비교할 예정이다.

KIESSI-3D 프로그램을 이용한 대형 3차원 SSI 해석 (Large-scale 3D SSI Analysis using KIESSI-3D Program)

  • 이은행;김재민;서춘교
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.439-445
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    • 2013
  • 단단한 암반이 아닌 지반에 건설된 구조물의 지진응답을 정확하게 평가하기 위해서는 지반-구조물 상호작용(SSI)의 영향을 고려하여야 한다. 최근에는 USNRC SRP 3.7.2와 같은 원전설계분야의 규제지침 강화로 인해 SSI 해석의 필요성이 증가되고 있다. 이 연구에서는 대형 3차원 SSI 해석에 KIESSI-3D 프로그램을 사용한 사례를 제시하고 해석시간 및 정확성에 대한 토의를 하였다. 이를 위하여 대형 3차원 구조물 예제에 대한 SSI 해석을 수행하고 해석결과와 해석시간을 ACS/SASSI 프로그램과 비교하였다. 비교결과 KIESSI-3D 프로그램과 ACS/SASSI 프로그램에 의해 구한 구조응답의 전달함수가 거의 동일함을 보여 KIESSI-3D 프로그램의 정확성을 확인할 수 있었다. 아울러 해석시간 측면에서는 다중 쓰레드를 사용한 KIESSI-3D 프로그램(8개 쓰레드)이 단일 쓰레드를 사용한 ACS/SASSI 프로그램 보다 약 30배~2000배 빠른 성능을 보였다.

한국형 고속전철 객차 연결부 에어백 지지부 대형 알루미늄 주물의 개발 (Development of Large-Scale Aluminum Castings of Air Bag Support Components for the Korean High Speed Trains)

  • 유승목;남정호;김정인;임채호;김용현;박수현
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.2046-2052
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    • 2008
  • For the lighting of vehicles structural casting components of aluminum casting alloys are substituted for those of steel or iron. For the manufacturing of large-scale premium quality aluminum castings the developments of a new casting process and a heat treatment process are necessary. The optimum casting design and heat treatment condition for large-scale castings are drawn with the help of Z-Cast software for the casting process analysis in this study. Low pressure sand casting method is applied successfully to produce air bag support components of D357 aluminum casting alloy.

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부구조기법을 이용한 병렬 고유치해석 알고리즘 개발 (Development of Parallel Eigenvalue Solution Algorithm with Substructuring Techniques)

  • 김재홍;성창원;박효선
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.411-420
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    • 1999
  • The computational model and a new eigenvalue solution algorithm for large-scale structures is presented in the form of parallel computation. The computational loads and data storages required during the solution process are drastically reduced by evenly distributing computational loads to each processor. As the parallel computational model, multiple personal computers are connected by 10Mbits per second Ethernet card. In this study substructuring techniques and static condensation method are adopted for modeling a large-scale structure. To reduce the size of an eigenvalue problem the interface degrees of freedom and one lateral degree of freedom are selected as the master degrees of freedom in each substructure. The performance of the proposed parallel algorithm is demonstrated by applying the algorithm to dynamic analysis of two-dimensional structures.

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대규모해석을 활용한 수직형 배열회수 증기발생기의 안전설계에 관한 연구 (Study on Safety Design of Vertical-Type Heat Recovery Steam Generator Based on Large-Scale Analysis)

  • 류태영;양상모;장현민;최재붕;명기출;이동윤;최신범
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권12호
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    • pp.1535-1542
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    • 2012
  • 배열회수 증기발생기는 복합발전플랜트에서 사용되는 주요기기로서, 박판으로 제작된 대형구조물이며 열변형과 열피로에 매우 민감하다. 따라서 운전 중에 발생하는 열피로에 의한 파손을 예방하기 위하여 대규모해석 기반의 안전성 평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 대규모해석을 수행하고 이를 활용하여 배열회수 증기발생기의 손상 메커니즘 분석 및 해결방안을 도출하고자 한다. 또한 이를 반영하여 열변형과 열피로를 예방하고 건전성을 확보할 수 있는 모델을 제안 및 검증하고자 한다. 이는 수직형 배열회수 증기발생기의 안전성 향상을 위한 기초자료로 활용된다.