Nondestructive testing is a method of inspecting particular target objects without destructing them in industrial sites. Infrared thermal imaging is one of the nondestructive testing techniques. Among them, lock-in infrared thermography technique is a technique to detect a defect by generating a temperature difference of an object using periodic heat waves. This paper deals with the development of lock-in infrared thermography technique by using numerical analysis model for SM45C metal specimens. As a result, the appropriate frequency was determined for defect detection in SM45C metal specimen by using the established thermal behavior mechanism by periodic heat wave.

The water removal characteristics in a PEMFC trapezoidal gas channel are investigated with the volume of fluid (VOF) method. For the case of wall contact angle of 60 degree, liquid water attaches on the top wall and moves toward the exit. In contrast, liquid water moves along the channel side corner or GDL surface irregularly for the higher wall contact angles. The hydrophillic wall contact angle of 60 degrees provides more favorable diffusion of reactants to cathode reaction sites as the GDL surface water coverage ratio approaches zero even if the water flow rate increases.

Numerical analysis using k-ε model of unsteady state was performed to decide the optimal shape of power auxiliary apparatus in automotive engine. In order to obtain auxiliary electric power using coolant in automotive engine, shapes of 3 Types were compared. Furthermore to achieve the confidence of numerical analysis, the results of numerical analysis was compared with those of experiment. As the results, it showed that accuracy of numerical analysis was about 85~98%. Further the optimal shape, in this study, was Type-1, which had outer rounding R32.5, among 3 Types.

This paper is concerned with the numerical analysis of dynamic response of floating offshore wind turbine subject to underwater explosion using an effective non-reflecting technique. An infinite sea water domain was truncated into a finite domain, and the non-reflecting technique called the perfectly matched layer(PML) was applied to the boundary of truncated finite domain to absorb the inherent reflection of out-going impact wave at the boundary. The generalized transport equations that govern the inviscid compressible water flow was split into three PML equations by introducing the direction-wise absorption coefficients and state variables. The fluid-structure interaction problem that is composed of the wind turbine and the sea water flow was solved by the iterative coupled Eulerian FVM and Largangian FEM. And, the explosion-induced hydrodynamic pressure was calculated by JWL(Jones-Wilkins-Lee) equation of state. Through the numerical experiment, the hydrodynamic pressure and the structural dynamic response were investigated. It has been confirmed that the case using PML technique provides more reliable numerical results than the case without using PML technique.

It is known that air pollutants such as fine dust and exhaust gas from vehicles are harmful to human health. In particular, the black carbon emitted by vehicles is known to cause a large number of premature deaths. This study analyzed the effect of a noise barrier on the inflow amount of black carbon from a nearby high traffic road to a school area, using numerical analysis performed at two elementary schools. Also, the correlation between the noise barrier’s shape, height and the inflow amount of black carbon was assessed. As a result, it was found that the higher the noise barrier, the lower the inflow amount of black carbon observed at the school A. However, the inflow amount of black carbon at school B was not greatly influenced by the height of the noise barrier. The inflow amount of black carbon at the schools could be changed not only by the height of the noise barrier, but also by the shape, height and position of the noise barrier and the school building.

본 연구에서는 세굴된 해저 파이프 주위 중력류의 유동 해석을 수행하였다. 결과 비교를 위해 세굴이 아닌 평평한 해저면 위에 틈새 거리를 두고 설치된 해저 파이프 문제를 함께 고려하였다. 여기서 세굴의 깊이와 틈새 거리는 동일하며, 평평한 해저면 위에 설치된 파이프 문제는 일반적으로 실제 세굴효과를 이상적으로 구현하기 위해 주로 고려된다. 중력류와 해저 파이프 상호작용에 대한 유동특성의 이해를 위해 농도 및 와도장, 압력장 그리고 양항력 계수 등, 다양한 물리량들을 비교 및 분석 하였다. 결과적으로 세굴과 평평한 해저면 위에 설치된 해저 파이프 주위 유동특성이 달라짐을 관찰하였다, 특히 세굴의 위 파이프의 경우 구조물 상부에서 발달된 음의 와만 하류로 나아가게 되지만 평탄면 위 파이프는 이열 와구조 형태를 가지는 것을 확인하였다. 따라서 중력류에 놓인 해저 파이프의 안전 설계를 위해서는 무엇보다 실제 세굴조건을 고려하는 것이 중요 할 것으로 판단된다.

Abstract: In this study, finite element analysis modeling is proposed to evaluate middle- and low-rise steel-frame buildings constructed in South Korea. Two steel-frame joint specimens with welding joint parts were constructed and evaluated. Two types of displacement load, monotonic and cyclic, were used to evaluate the steel-frame joint specimens. According to the experimental results, the maximum moment of the cyclic test results was 80% smaller than that of the monotonic test results. Local buckling was observed in the compression area of the H-beam flange. A finite element analysis model based on the experimental results was proposed to analyze the steel-frame joint specimens. The numerical results predicted the experimental behavior of the steel-frame joint specimens well. Therefore, it is possible to use the proposed finite element analysis model to evaluate middle- and low-rise steel-frame buildings constructed in South Korea.

The effect of PEMFC trapezoidal channel wall contact angle on water removal characteristics is investigated with the volume of fluid (VOF) method. Two different contact angles 60 and 90 degrees are selected. In the case of the side and top wall contact angle of 60 degrees, stable semi-spherical droplets move along the top wall slowly. In contrast, complex shaped droplets move along the lower edge in the case of 90 degrees. Moreover, it is shown that very complex interaction patterns between different droplets which introduced into the channel at different times.

소음공해를 방지하기 위한 방음시설물로서 도로, 철로 및 공항 주변에 설치되는 방음벽은 주로 외부에 설치되어 풍하중에 노출된다. 지속적이고 반복적인 풍하중은 방음벽의 피로를 야기하며 높은 풍속이 발생할 경우 붕괴되는 경우도 흔히 발생하고 있다. 본 논문에서는 반사형, 통풍형 등 방음벽의 유형별로 방음벽에 작용하는 풍하중의 발생 과정과 내풍성능 개선방안에 대해서 전산해석을 수행하였다. 통풍형 방음벽의 경우 수압면적이 감소한 것에 비하여 풍하중은 다소 낮은 6.76%의 감소율이 나타난 원인은 풍하면의 통풍공 주변에 발달한 국부적 부압으로 판단되었다. 추가적인 풍하중 저감을 위하여 박리에 의한 와류의 규모를 개선하기 위한 방안으로 상부에 슬릿을 설치한 결과, 최대 14.67%의 감소효과를 나타내었다. 또한 슬릿의 간격이 250mm일 때 15.41%로 풍하중이 감소율이 상대적으로 우수하였으며, 이는 방음벽 상단과 슬릿에 의한 기류의 상호작용이 와류의 규모와 발달에 영향을 미친 것으로 판단된다.

본 연구에서는 KVLCC2의 파랑 중 부가저항과 운동을 Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS) 방법과 3차원 포텐셜법을 이용하여 추정하였다. 수치해석은 3가지 선박속도(설계, 운항, 정지 속도)에서 다양한 파랑조건에서의 선박의 부가저항 및 수직운동(상하 및 종 동요 응답)의 추정에 대해 수행되었다. 첫째, CFD와 3차원 포텐셜 방법을 이용하여 규칙파에서의 선박속도와 파랑조건에 따른 선박의 부가저항과 운동을 추정하고 실험값과의 비교를 통해 두 수치 해석법의 특징을 살펴보았다. 둘째, CFD를 이용한 선박의 속도별 비정상 파형 분포와 선박의 부가저항 및 운동의 시간이력에 대해 해석하였다. 수치 격자계에 대한 수렴도를 확인하였고 수치계산과 모형시험 결과를 비교하여 사용한 수치 기법들을 체계적으로 검증 하였다. 이를 통해 본 연구에 적용된 수치해석법들의 신뢰성과 선속변화에 따른 파랑 중 부가저항과 선박의 수직운동에 대한 관계를 확인하였다.

이 연구에서는 2014년 6월 10일 일산에서 발생한 용오름에 대해 구름분해모델(CReSS)를 활용하여 재현실험을 수행하고 발생 메커니즘을 분석하였다. 종관적으로는 대기 상층의 한랭하고 건조한 공기가 남하하였으며, 대기 하층에서는 온난하고 습윤한 공기의 이류가 있었다. 이로 인해 대기 상 하층 기온의 큰 차이가 발생하면서 강한 대기 불안정을 야기 시켰다. 19시 20분에 일산 지역에서 스톰이 발달하기 시작하여 10분 만에 최성기에 도달하였다. 재현 실험 결과 이 때 발달한 스톰의 높이는 9 km이었으며, 스톰 후면으로 갈고리 에코(hook echo)가 나타났다. 일산 주변으로 발달 한 스톰 내부에서는 활강 기류가 발생하는 것으로 모의 되었다. 모의된 하강기류가 지면에서 발산되어 수평 흐름으로 변하게 되었고, 이 흐름은 스톰의 후면에서 상승류로 전환 되었다. 이 때 후면에서 강한 하강기류가 발생하였는데 이 하강류가 전환된 상승류를 지면까지 끌어내려 지면에서 소용돌이도가 발달하게 되었다. 그 이후 이 소용돌이도가 연직으로 신장되면서 용오름이 모의되었다. 모의된 용오름에서 발달한 저기압성 소용돌이도는 360 m 고도에서 3×10−2 s−1이 었으며, 용오름의 직경은 900 m 고도에서 1 km로 추정되었다.

The MLCC electronic materials are used to make many industrial parts, for instance, such as smart phone, radio, LCD TV and so on. The screen ways and the rotor ways are known as methods that form electrode in MLCC. In these days, rotor ways have been frequently utilized because of its stability of quality. In this study, mixing characteristics for the inside of barrel of planetary mixer driver were investigated by numerical analysis using k-ε model of unsteady state, including effects for rotation and revolution. As the results, it showed that the flow of radius direction was mixed with regular pattern depending on time, however, the flow of longitudinal direction was mixed with same pattern regardless of time.

본 연구에서는 고체추진기관의 2차원 축대칭 FSI 해석에서 CSS 및 ISS 기법의 수치 안정성을 고찰하였다. 이를 위하여 CSS 및 ISS 기법을 2차원 축대칭 FSI 수치해석 알고리즘에 구현한 프로그램을 작성하고, 이를 ACM 및 BCM 고체추진기관의 복합거동 해석에 사용하였다. 해석 결과들을 비교 분석하여 ISS 기법이 고체추진기관 FSI 해석의 수치 안정성 개선에 효과적인지 검토하였다. 연구결과, ISS 기법을 적용한 FSI 해석은 시스템 시간간격이 작아질수록 수치적 수렴성을 보이며, CSS 기법과 다르게 시간이 진행되어도 수치해의 진동이 발산하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 ISS 기법을 사용하면 ACM 및 BCM의 FSI 해석에 CSS 기법을 이용할 시 나타나는 수치 불안정성을 개선할 수 있음을 확인하였다.