초록 ▼

본 연구에서는 구형기포가 비뉴톤성 유체내에서 성장 또는 수축할 때의 현상을 이론적으로 해석하였다. 유체모델로는 적분형과 미분형의 upper convected Maxwell model과 이차유체를 대상으로 하였고, 수치해법으로는 Largrangian frame에서 자유표면을 추적하는 동시에, 압력변수도 explicit한 방법으로 계산할 수 있는 유한요소법을 개발 사용하였다. 이때 적분형 유체의 경우에는 기존의 variational principle을 이용하였으며, 미분형 유체의 경우에는 지배방정식을 유도한 후, 이에 Galer

본 연구에서는 구형기포가 비뉴톤성 유체내에서 성장 또는 수축할 때의 현상을 이론적으로 해석하였다. 유체모델로는 적분형과 미분형의 upper convected Maxwell model과 이차유체를 대상으로 하였고, 수치해법으로는 Largrangian frame에서 자유표면을 추적하는 동시에, 압력변수도 explicit한 방법으로 계산할 수 있는 유한요소법을 개발 사용하였다. 이때 적분형 유체의 경우에는 기존의 variational principle을 이용하였으며, 미분형 유체의 경우에는 지배방정식을 유도한 후, 이에 Galerkin 법을 적용하였다.
Maxwell모델에 대하여는 Rf, De 및 We의 3가지 파라메터에 대한 파라메터연구를 수행하여 유체의 점성, 탄성 및 표면장력의 역활을 중점 검토하였고, 이차유체의 경우에는 1차 및 2차 법선응력차이계수의 역활을 검토하였다. 본 연구의 결과 유체의 탄성은 변형초기에 충분히 발달치 못하기 때문에 성장과 수축을 가속화 시키지만, 수축후기에는 지연시킴을 알 수 있었으며, 성장후기에는 큰 영향을 미치지 못함을 알 수 있었다. 이차유체의 경우, 양의 1차 및 음의 2차 법선 응력 차이는 기포의 성장과 수축을 가속화 시킴을 알 수 있었다. 또한 Maxwell 유체내에서 수축의 경우 reboun 현상이 나타나며, rebound가 감쇄될 때의 진폭과 주기는 비례함을 보였다.

Abstract ▼

A systemic and quantitive design of castings is one of the most important factors on improving sound energy of castings and productivity in the die casting and squeeze casting processes. Understanding of solidification phenomena and control of its pattern are necessary condition in casting design. I

A systemic and quantitive design of castings is one of the most important factors on improving sound energy of castings and productivity in the die casting and squeeze casting processes. Understanding of solidification phenomena and control of its pattern are necessary condition in casting design. In die casting and squeeze casting processes, active mold or die cooling systems are frequently employed with water cooling to remove the heat of solidifying metal. Thermal modeling is an important technique in designing of mold, for improving the productivity of the process, for avoiding the formation of casting defects, for prolonging die life by control of die temperatures, and for increasing mechanical properties through regulating solidification rates. In the present study, two- and three-dimensional computer programs for solidification analysis in the cyclic casting of die casting and squeeze casting processes will be developed. And thermal modeling of heat flow in die during cyclic casting process will be done by the boundary element method, and it will be applied to the design of cooling channels in a die or a mold for die casting and squeeze casting processes.

목차 Contents

• 제 1 장. 서론...11
• 제 2 장. 문제의 구성...16
• 제 3 장. 적분형 Maxwell 유체...21
• 제 1 절. Variational principle...21
• 제 2 절. 유한 요소법...24
• 제 3 절. 기포수축의 해석...29
• 제 4 절. 기포의 성장...37
• 제 5 절. 표면장력의 영향...40
• 제 4 장. 미분형 Maxwell 유체...45
• 제 1 절. 지배방정식의 유도...45
• 제 2 절. Galerkin 법의 적용...50
• 제 3 절. Newtonian fluid내 기포의 수축...52
• 제 4 절. Maxwell fluid내 기포의 수축 및 성장...54
• 제 5 절. 표면장력의 영향...64
• 제 5 장. 2차 유체...70
• 제 6 장 연구결과 종합...78
• REFERENCES...80