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유체에 잠긴 다공 원통형 쉘의 자유진동해석
Free Vibration Analysis of Perforated Shell Submerged in Fluid

정명조    (한국원자력안전기술원 현안기술연구실   ); 조종철    (한국원자력안전기술원 현안기술연구실  );
  • 초록

    물에 잠긴 다공 원통형 쉘의 경우 물에 잠긴 상태로 유한요소해석을 하기에는 거의 불가능하므로 등가물성치를 사용하여야 한다. 다공 평판의 경우 이에 대한 등가물성치를 ASME 코드에서 제시하고 있지만, 다공 원통형 쉘의 등가물성치에 대한 연구는 아직까지 수행된 적이 없다. 따라서 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 다공 원통형 쉘의 동적 해석에 이용할 수 있는 등가물성치를 제안하였고 그 타당성을 검증하였다.


    For the perforated cylindrical shell submerged in fluid, it is almost impossible to develop a finite element model due to the necessity of the fine meshing of the shell and the fluid at the same time. This necessitates the use of solid shell with equivalent material properties. Unfortunately the effective elastic constants are not found in any references even though the ASME code is suggesting those for perforated plate. Therefore in this study the equivalent material properties of perforated shell are suggested by performing several finite element analyses with respect to the ligament efficiencies.


  • 주제어

    다공 원통형 쉘 .   유체-구조물 상호작용 .   등기물성치 .   고유진동수.  

  • 참고문헌 (8)

    1. ASME (2004), ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section III Rules for Construction of Nuclear Facility Components, Appendix A Stress Analysis Method, Article A-8000 Stresses in Perforated Flat Plates. The American Society of Mechanical Engineers 
    2. Grimes, R.G., Lewis, J.G., Simon, H.D. (1994), A Shifted Block Lanczos Algorithm for Solving Sparse Symmetric Generalized Eigenproblems. SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications, 15(1), pp.228-272 
    3. Slot. T., O'Donnell, W.J. (1971), Effective Elastic Constants for Thick Perforated Plates with Triangular and Square Penetration Patterns, Journal of Engineering for Industry, 93(4), pp.935-942 
    4. Jeong, K.H., Kim, K.J. (1998), Free vibration of a circular cylindrical shell coupled with bounded compressible fluid, Journal of Sound and Vibration, 217(2). pp.197-221 
    5. Jhung, M.J., Song, S.H., Jeong, K.H., Kim. T. H. (1999), Modal analysis of cylindrical shell using a scale model of the core support barrel. Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea. 12(1), pp.15-27 
    6. Jhung, M.J., Choi. Y.H., Jeong, K.H. (2003), Modal analysis of coaxial shells coupled with fluid, Structural Engineering and Mechanics. 16(6), pp.655-674 
    7. O'Donnell, W.J. (1973), Effective Elastic Constants for the Bending of Thin Perforated Plates with Triangular and Square Penetration Patterns. Journal of Engineering for Industry, 95, pp.121-128 
    8. ANSYS (2005), ANSYS Structural Analysis Guide, ANSYS, Inc., Houston 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Lee, Young-Shin 2009. "Review on the Cylindrical Shell Research" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, 33(1): 1~26     
    2. Yoon, Gil-Ho ; Kim, Ki-Hyun ; Choi, Jung-Sik ; Yun, Su-Hwan 2015. "Numerical Analysis and Verification of Sound Absorbing Properties of Perforated Plate" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, 28(2): 139~144     

 저자의 다른 논문

  • Jhung, Myung Jo (29)

    1. 1996 "가압열충격에 대한 원자로용기의 구조건전성 평가프로그램의 개발" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 9 (2): 153~161    
    2. 1997 "Rancho Seco Transient에 대한 고리 1호기 원자로용기의 건전성 평가" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (7): 1089~1096    
    3. 1997 "원자로 운전을 위한 압력/온도 한계곡선의 설정" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 10 (4): 155~164    
    4. 1998 "가압열충격 사고에 대한 원자로 용기의 최대 허용 기준무연성천이온도" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 11 (1): 153~160    
    5. 1999 "노심지지배럴의 축소모형을 이용한 원통형 쉘의 모드 해석" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 12 (1): 15~27    
    6. 1999 "주증기관 파단사고에 대한 원자로 용기의 가압열충격 해석" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 12 (3): 271~279    
    7. 2000 "지진 및 배관파단에 대한 핵연료집합체의 동적 검증" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 4 (1): 51~62    
    8. 2001 "갇힌 유체로 연성된 두 원판의 고유진동 해석" 한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering 11 (9): 439~453    
    9. 2002 "고온관 누설에 의한 가압열충격 사고시 원자로 용기의 건전성 평가를 위한 결정론적 파괴역학 해석" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 26 (11): 2219~2227    
    10. 2002 "Modal analysis of eccentric shells with fluid-filled annulus" Structural engineering and mechanics : An international journal 14 (1): 1~20  
  • Jo, Jong-Chull (17)

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