석사학위 논문  (2013년 8월   숭실대학교 대학원 기계공학과  박 춘 광, 지도교수 김 진 오)

 

파이프의 진동과 비틂파에 대한 점성 유체의 영향 해석 및 모니터링

Analysis and Monitoring for the Effects of Viscous Fluid on the Vibration and Torsional Waves in a Pipe

 

[국문초록]

   본 논문은 점성 유체가 담겨있는 파이프의 회전전단 진동 해석과 비틂파 전파에 대한 점성 유체의 영향을 다룬다.

   파이프와 점성 유체 간의 상호작용을 더욱 면밀히 파악하기 위해 파이프의 일부인 원통의 회전전단 진동을 해석하였다. 자유진동일 때 점도에 따른 고유진동수 및 감쇠의 변화를 구하고, 원통과 유체에서 원주방향 진동 속도 분포를 구하였다. 강제진동일 때 원통에서 진동수의 변화에 따른 원주방향 진동 속도 분포를 구하였다.

   점성 유체가 담긴 파이프에서 비틂파 전파 해석을 하였다. 문제의 정식화를 통하여 운동방정식과 경계조건을 설정하였다. 해석적 방법에 의한 엄밀해와 섭동법에 의한 근사해를 구하여 비교하였다. 이를 토대로 비틂파 전파에 미치는 점성유체의 영향을 파악하였다. 트랜스듀서로서 힘 센서를 장착하여 진동을 측정하는 모니터링 시스템을 구축하였다.

   본 논문의 연구 결과는 파이프에서 유체의 흐름에 지장을 주지 않는 방법으로 유체의 점도를 측정하는 점도계에 활용할 수 있다.

 

[목 차]

1. 서 론

2. 점성 유체가 담긴 원통의 회전전단 진동

    2.1 자유 진동 해석

    2.2 강제 진동 해석

3. 점성 유체가 담긴 파이프에서 비틂파 전파

    3.1 문제의 정식화

    3.2 엄밀해

    3.3 근사해

    3.4 결과 비교

4. 진동 측정 신호의 모니터링

    4.1 모니터링 시스템 구축

    4.2 모니터링 결과

5. 결 론