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수직 충격파 이론을 이용한 레이저 절단용 초음속 보조 가스의 효과 분석
Analysis of the Effects of Supersonic Assist Gas for Laser Cutting Using Normal Shock Theory
- 김두승;
- 이승헌;
- 박병훈;
- 강성원
초록
레이저 절단 과정에서 보조 가스의 거동은 절단 품질에 영향을 준다고 알려져 있다. 본 연구에서는 노즐 형상과 절단 거리에 따른 절단 품질의 경향성을 분석하고자 수치 해석을 수행하였다. 이를 위해 먼저 특성곡선법을 이용하여 절단 거리와 무관하게 절단 품질을 유지할 수 있는 초음속 노즐의 형상을 설계하였다. 다음으로 레이저 절단 과정을 축대칭 조건을 사용하여 모사하였다. RANS 기법을 이용하여 최소 길이 노즐과 원뿔형 노즐에 대해 절단 거리에 따른 수치 해석을 수행하였고, 유동의 구조적 유사성을 바탕으로 수직 충격파 이론을 도입하여 절단 거리에 따른 절단 품질의 경향성을 예측했으며, free jet 해석 결과로부터 절단 성능 예측의 가능성을 확인하였다.
키워드
Assist Gas; Cutting Quality; Supersonic Flow; Method of Characteristics; Minimum Length Nozzle; Normal Shock Theory; 보조 가스; 절단 품질; 초음속 유동; 특성곡선법; 최소 길이 노즐; 수직 충격파 이론
- 제목
- 수직 충격파 이론을 이용한 레이저 절단용 초음속 보조 가스의 효과 분석
- 제목 (타언어)
- Analysis of the Effects of Supersonic Assist Gas for Laser Cutting Using Normal Shock Theory
- 저자
- 김두승; 이승헌; 박병훈; 강성원
- 발행일
- 2019-04
- 저널명
- 대한기계학회논문집 B
- 권
- 43
- 호
- 4
- 페이지
- 231 ~ 239