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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 윤준용
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
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수격 현상은 운동중인 유체가 갑작스럽게 정지하거나 방향이 바뀌는 것과 같이 급격한 운동의 상태 변화가 이루어 질 때 발생하며 관망 내에 충격파와 큰 압력 변화를 유발한다. 압력 변동으로 인해 관망에는 소음과 진동이 발생되며 압력 변화로 인하여 관의 파열과 수주분리 현상 혹은 공동 현상이 발생할 수 있다. 해당 현상들은 결과적으로 관망의 수명과 안정성에 큰 문제를 야기할 수 있다.
수격 현상을 방지하는 방법 중의 하나는 밸브의 폐쇄 방법을 조정하는 것이다. 밸브 폐쇄 시간과 밸브 폐쇄 곡선의 형상을 통해 밸브 폐쇄 방법을 조정 가능하다. 현재 선행 연구를 통하여 밸브 폐쇄 시간이 길어질수록 수격 현상의 완화 정도가 급격히 늘어난다는 사실은 밝혀졌지만, 밸브 폐쇄 곡선의 형상이 수격 현상 완화 정도에 어떠한 영향을 끼치는 데에 대한 자세한 분석은 아직 미비한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 Bentley 사의 Hammer 소프트웨어를 사용하여 1-D 관망에서의 수격 현상을 해석하였고, 각 무차원 밸브 폐쇄 시간에서 다항식형 밸브 폐쇄 곡선의 형상이 수격 현상의 완화에 어떠한 영향을 끼치는지 분석을 진행하였다.
분석 결과 다항식의 차수가 1/8 인 밸브 폐쇄 곡선에서 수격 현상의 완화 정도가 가장 큼을 확인하였으며 최대 83%의 수격 완화 효과를 얻었다. 해당 수격 완화 효과는 무차원 밸브 폐쇄 시간이 늘어남에 따라 줄어들며 그 이유는 폐쇄 시간으로 인한 수격 완화 정도가 폐쇄 곡선보다 더 지배적이기 때문이다. 또한 다항식 밸브 폐쇄 곡선의 차수가 지나치게 낮을 경우에는, 폐쇄 곡선의 초기 구배가 커지기 때문에 선형 곡선에 비하여 수격 압력이 악화될 수 있음을 확인하였다.
수격 현상을 방지하는 방법 중의 하나는 밸브의 폐쇄 방법을 조정하는 것이다. 밸브 폐쇄 시간과 밸브 폐쇄 곡선의 형상을 통해 밸브 폐쇄 방법을 조정 가능하다. 현재 선행 연구를 통하여 밸브 폐쇄 시간이 길어질수록 수격 현상의 완화 정도가 급격히 늘어난다는 사실은 밝혀졌지만, 밸브 폐쇄 곡선의 형상이 수격 현상 완화 정도에 어떠한 영향을 끼치는 데에 대한 자세한 분석은 아직 미비한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 Bentley 사의 Hammer 소프트웨어를 사용하여 1-D 관망에서의 수격 현상을 해석하였고, 각 무차원 밸브 폐쇄 시간에서 다항식형 밸브 폐쇄 곡선의 형상이 수격 현상의 완화에 어떠한 영향을 끼치는지 분석을 진행하였다.
분석 결과 다항식의 차수가 1/8 인 밸브 폐쇄 곡선에서 수격 현상의 완화 정도가 가장 큼을 확인하였으며 최대 83%의 수격 완화 효과를 얻었다. 해당 수격 완화 효과는 무차원 밸브 폐쇄 시간이 늘어남에 따라 줄어들며 그 이유는 폐쇄 시간으로 인한 수격 완화 정도가 폐쇄 곡선보다 더 지배적이기 때문이다. 또한 다항식 밸브 폐쇄 곡선의 차수가 지나치게 낮을 경우에는, 폐쇄 곡선의 초기 구배가 커지기 때문에 선형 곡선에 비하여 수격 압력이 악화될 수 있음을 확인하였다.
목차
Nomenclature iiiList of Figures ivList of Tables vi국문요지 vii1. 서론1.1 연구 배경 및 동향 11.2 연구 목적 및 내용 22. 수격 현상 관련 이론2.1 Joukowsky 이론 42.2 전파속도 42.3 압력파 왕복 시간 53. 수치해석3.1 특성 곡선법(Method of characteristics) 63.2 실험 모델 83.3 실험 조건 133.4 실험 변수 214. 결과 및 고찰4.1 수치해석 결과 234.2 고찰 345. 결론 38참고문헌 39Abstract 41
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