용접 관통깊이가 배관 유동·압력손실에 미치는 영향의 CFD 빅데이터 예측 및 용접기술 연계

CFD big-data prediction of weld penetration effects on piping flow/pressure loss and welding-technology linkage

연구 내용

화재 스프링클러 배관에서 용접 관통깊이에 따른 유동 교란을 대규모 CFD로 생성하고, 회귀 및 Deep Neural Network로 속도 분포를 예측하며, 완전용입 용접 기술 개발로 내수압·기밀성을 확보하는 연구

배관의 용접 형상은 내부 유동 구조를 변화시켜 국부 재순환과 압력손실을 유발할 수 있습니다. 본 연구는 Tee-type 화재 스프링클러 배관을 대상으로 용접 관통깊이 및 치수 변수를 체계적으로 변화시키는 대규모 CFD 시뮬레이션을 수행하고, 재순환 영역과 국부 압력강하가 평균 속도 분포에 미치는 영향을 정리합니다. 또한 power-law 경험식과 Deep Neural Network를 결합한 예측 모델을 구축하여 다지점 평균 속도를 추정하고, 용접 관통깊이 선택이 스프링클러 성능과 관련된 유동 균일도에 미치는 영향을 반영합니다. 동시에 소방 배관용 TEE 분기배관의 완전용입 용접 기술을 개발하여 내수압과 기밀성 확보 요건을 연결합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 소방용 분기배관에서 비확관 홀가공과 완전용입 용접을 통해 내수압·기밀성 요구를 만족시키는 공정 기술 개발을 수행했습니다. 이후 배관 내부 유동의 관점으로 확장하여 용접 관통깊이에 따른 유동 특성 변화를 CFD 빅데이터로 생성했습니다. 대량 케이스에서 재순환과 압력손실 경향을 확인한 뒤, 관통깊이·기하·유입조건을 입력으로 하는 회귀 및 Deep Neural Network 예측 모델을 구성했습니다. 최근에는 예측 결과를 기반으로 용접 관통깊이 선택 기준을 제안하는 방향으로 연구를 진행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

화재 스프링클러 배관 설계 가이드
용접 관통깊이-유동 성능 연계 기준
배관 재순환 영역 최소화 설계
국부 압력강하 저감 설계
유량 균일도 평가
캐비테이션 위험 사전 평가
배관 부식 위험 저감 전략
CO2 용접 공정 조건 최적화
TEE 분기배관 용접 품질 확보
배관 통합 신뢰성 검증 모델