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쇽업소버 오리피스의 유형별 유동해석으로의 융합적 고찰
Convergent Investigation with Flow Analysis by Type of Shock Absorber Orifice 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.11 no.1, 2020년, pp.195 - 200  

오범석 (공주대학교 기계자동차공학부) ,  조재웅 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
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본 연구에서는 쇽업소버 오리피스 유형별 유동해석을 하였다. 좋은 차의 기준에서 중요한 승차감을 위해서는 쇽업소버는 없어서는 안 될 존재이다. 해석 절차로서, 실제 쇽업소버의 실린더가 전진될 때의 속력을 유동 속도로 설정하여 쇽업소버의 모델 A, B, C들에 대한 유동 해석 결과들을 서로 비교하였다. 유동해석을 통해 각 모델의 오리피스 근처에서 유동흐름을 고찰하여 쇽업소버의 성능을 알아보았다. 전반적으로 모델 A가 유속이 가장 빨랐으며 유동변화 또한 가장 컸다. 모델 B가 유속이 가장 느렸으며 오리피스의 개수가 같은 모델 B, C의 유속 형상들은 비슷하였다. 본 연구를 통하여 어느 쇽업소버 오리피스 모델이 실린더 내에서의 유동을 원활히 하여 승차감을 상승시키는지를 알 수 있다. 쇽업소버 오리피스의 유형별 유동해석에 대한 본 해석 결과는 디자인 분야에 융합하여 적용될 수 있다고 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the flow analyses by type of shock absorber orifice were carried out. A shock absorber is indispensable for the ride comfort that is important at the standard of a good car. As the analysis procedure, the actual speed of the shock absorber was set as the flow rate when the cylinder wa...

주제어

#쇽업소버   #오리피스   #유동해석   #유동 속도   #성능   #융합  

표/그림 (7)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 자동차의 승차감을 결정하는 요인은 많지만 가장 기본적인 부분은 쇽업소버이다. 본 논문에서는 쇽업소버 모델들 중 Single orifice A, Multiple orifices B, Multiple orifices C, 3가지 종류를 실린더가 전진했을 때 속도를 가정하여 조건을 주고 오리피스근처에서 어떤 형태의 유동이 생기는지 혹은 어느 정도의 유속이 형성되는지를 Ansys 프로그램을 사용하여 해석하였으며[1-5], 모델 A, B, C들 중 어떤 형태가 적당한 유속이 형성되며 들어온 유체가 원활히 빠져나가는지 눈으로 보고 이해할 수 있다[6-10]. 본 연구에서 3가지 모델로 나누어서 해석한 이유는 오리피스의 개수, 크기별로 가정을 하여 오리피스의 형태가 쇽업소버의 성능에 얼마나 영향을 끼치고 어떤 형태의 쇽업소버가 성능이 우수한지를 보기 위함이었다.
  • 본 연구에서는 쇽업소버 실린더 내의 오리피스 유형별 모델에 대한 유체 진입시 유동성을 유동해석을 통하여 다음과 같은 해석 결과를 확인하였다. 

가설 설정

  • 본 논문에서는 쇽업소버 모델들 중 Single orifice A, Multiple orifices B, Multiple orifices C, 3가지 종류를 실린더가 전진했을 때 속도를 가정하여 조건을 주고 오리피스근처에서 어떤 형태의 유동이 생기는지 혹은 어느 정도의 유속이 형성되는지를 Ansys 프로그램을 사용하여 해석하였으며[1-5], 모델 A, B, C들 중 어떤 형태가 적당한 유속이 형성되며 들어온 유체가 원활히 빠져나가는지 눈으로 보고 이해할 수 있다[6-10]. 본 연구에서 3가지 모델로 나누어서 해석한 이유는 오리피스의 개수, 크기별로 가정을 하여 오리피스의 형태가 쇽업소버의 성능에 얼마나 영향을 끼치고 어떤 형태의 쇽업소버가 성능이 우수한지를 보기 위함이었다. 이러한 본 연구 결과를 종합하여 자동차의 오리피스를 통한 쇽업소버 설계에 응용한다면[11-15], 탑승자와 운전자 모두 편안함을 줄 수 있도록 승차감을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
좋은 차의 기준에서 중요한 요소는? 본 연구에서는 쇽업소버 오리피스 유형별 유동해석을 하였다. 좋은 차의 기준에서 중요한 승차감을 위해서는 쇽업소버는 없어서는 안 될 존재이다. 해석 절차로서, 실제 쇽업소버의 실린더가 전진될 때의 속력을 유동 속도로 설정하여 쇽업소버의 모델 A, B, C들에 대한 유동 해석 결과들을 서로 비교하였다.
자동차의 승차감을 결정하는 기본적인 요소는? 좋은 차의 기준은 여러 가지가 있지만 승차감을 빼놓을 수는 없다. 자동차의 승차감을 결정하는 요인은 많지만 가장 기본적인 부분은 쇽업소버이다. 본 논문에서는 쇽업소버 모델들 중 Single orifice A, Multiple orifices B, Multiple orifices C, 3가지 종류를 실린더가 전진했을 때 속도를 가정하여 조건을 주고 오리피스근처에서 어떤 형태의 유동이 생기는지 혹은 어느 정도의 유속이 형성되는지를 Ansys 프로그램을 사용하여 해석하였으며[1-5], 모델 A, B, C들 중 어떤 형태가 적당한 유속이 형성되며 들어온 유체가 원활히 빠져나가는지 눈으로 보고 이해할 수 있다[6-10].
유체 진입시 유동성을 유동해석 하여 얻은 결론은? 1) Model A, B, C의 3가지 모델들에 대한 유동 흐름에 있어서는 세 모델 모두 오리피스에서 최대의 유동속도가 나타났다. 2) 최대의 유동속도에서는 세 모델 모두 오리피스 근처에서 가장 유동속도가 빨랐지만 오리피스의 개수가 1개인 Model A에서는 20.179m/s로 가장 높게 나타났으며 오리피스의 개수가 3개로 동일한 Model B, Model C에서는 6.752m/s, 8.086m/s로 비교적 낮은 수치로 유사하게 나타났다. 3) Streamline에서 Model A이 가장 유동변화가 급격히 일어났으며 Model B에서는 오리피스 사이에서 유동의 정체가 생겼고 Model C에서는 들어온 유체가 각각 지름이 다른 오리피스를 통해 원활히 빠져나가는 형상을 보였다. 4) 본 연구 결과를 종합해 보면, Model A는 유속이 가장 빠르지만 유동이 안정화되지 않았고 Model B의 경우 유동이 3개의 오리피스로 나눠지면서 유동의 안정화가 많이 진행되었지만 유속이 급격이 느려졌음을 알 수 있었다. Model C에서는 오리피스의 지름을 유체의 진행방향에 맞추어 정체되는 유동 없이 안정되게 유출되는 유동의 형상을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로서 Model C의 형태가 가장 적합한 형태라는 것을 알 수 있다. 또한 본 해석 결과는 디자인 분야에 융합하여 이용될 수 있다고 보인다.
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참고문헌 (15)

  1. B. S. Oh & J. U. Cho. (2019). Convergence Study on Durability Analysis of Scooter Seat. Journal of the Korea Convergence Society, 10(6), 165-170. DOI : 10.15207/JKCS.2019.10.6.165 

  2. H. C. Lee & J. U. Cho. (2014). A Study on Air Flow Analysis due to the Shape of Automotive Body. Journal of the Korea Convergence Society, 5(2), 19-23. DOI : 10.15207/jkcs.2014.5.2.019 

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  3. J. U. Cho. (2015). Study on Convergence Technique through the Flow Analytical Study inside the Faucet for Bathroom. Journal of the Korea Convergence Society, 6(2), 37-42. DOI : 10.15207/JKCS.2015.6.2.037 

  4. H. C. Lee & J. U. Cho. (2014). A Study on Air Flow Analysis due to the Shape of Automotive Body. Journal of the Korea Convergence Society, 5(2), 19-23. DOI : 10.15207/JKCS.2014.5.2.019 

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  5. S. H. Jung. (2017). The Control of Spring-Mass-Damper Convergence System using $H{\infty}$ Controller and ${\mu}$ ?Synthesis Controller. Journal of the Korea Convergence Society, 8(5), 1-11. 

  6. O. B. Suk & J. U. Cho. (2018). A Convergence Study through Flow Analysis due to the Configuration of Automotive Air Breather. Journal of the Korea Convergence Society, 9(10), 265-270. 

  7. D. H. Park & H. H. Kwon. (2016). Development of Automotive Seat Rail Parts for Improving Shape Fixability of Ultra High Strength Steel of 980MPa. Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, 15(5), 137-144. DOI : 10.14775/ksmpe.2016.15.5.137 

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  8. J. S. Ha & G. M. Lee. (2017). A Study on Structure and Vibration Analysis of an Air Suspension Seat. Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, 16(6), 47-54. DOI : 10.14775/ksmpe.2017.16.6.047 

  9. S. C. Yoo. (2018). Development of the Design and Manufacturing Technologies of the Experimental Four-Valve SI Engine for In-Cylinder Air Flow Study Using the Laser Based Flow Diagnostic Techniques. Journal of the Korean Society of Mechanical Technology, 20(3), 377-382. DOI : doi.org/10.17958/ksmt.20.3.201806.377 

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  10. J. B. Lee, D. H. Yang, S. Y. Kim & K. S. Kim. (2015). A Study on Flow Analysis of the Blast Valve for Anti-aircraft Shelter. Journal of the Korean Society of Mechanical Technology, 17(5), 1107-1115. DOI : 10.17958/ksmt.17.5.201510.1107 

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  11. S. H. Kwag. (2012). Flow Analysis over Moving Circular Cylinder Near the Wall at Moderate Reynolds Number. Journal of the Korean Society of Marine Engineering, 36(8), 1091-1096. DOI : 10.5916/jkosme.2012.36.8.1091 

  12. K. S. Ahn, J. G. Oh, T. H. Yang & G. T. Yeo. (2019). An analysis of the Factors of Moving in and Activation Strategies for Incheon Cold-Chain Cluster using LNG cold energy. Journal of Digital Convergence, 17(2), 101-111. 

  13. S. Y. Min & S. I. Kim. (2018). Study on Improvement of tap water drinking rate of Seoul city Tap water 'Arisu' through usage and recognition analysis. Journal of Digital Convergence, 16(9), 399-404. 

  14. J. S. Lim. (2019). A Design of Small Size Sensor Data Acquisition and Transmission System. Journal of Convergence for Information Technology, 9(1), 136-141. 

  15. J. H. Ku. (2017). A Study on the Platform for Big Data Analysis of Manufacturing Process. Journal of Convergence for Information Technology, 7(5), 177-182. 

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