• 제목/요약/키워드: 경계층이론

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경계층 이론을 이용한 고효율 열교환기 설계를 위한 이론적 접근법 (Theoretical approach on the effective heat exchanger design using boundary layer theory)

  • 이동연;이무연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.5655-5660
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 경계층 해석법을 이용하여 고효율 열교환기 설계를 위한 이론적 접근법을 제시하고 기존 열교환기에 많이 사용되고 있는 사각 평판 핀과 이를 대체할 수 있는 원형 평판 핀에 대하여 경계층 형성과 간섭에 대하여 설명하고 속도 및 온도 경계층 성장에 따른 열전달계수의 변화를 나타내고자 한다. 더불어 한 개의 핀에서의 유동은 외부유동으로 간주할 수 있으나 다수의 핀 사이의 유동은 내부유동으로 간주하였고 이론적인 결과를 도출하였다. 결과적으로 열교환기의 고효율화 및 컴팩트화를 실현하기 위하여 경계층 간섭을 회피할 수 있는 방안을 이론적으로 제시하였고, 이러한 관점에서 원형 평판 핀이 사각 평판 핀에 비하여 열전달성능이 우수함을 알 수 있었다.

난류경계층에 의한 다층재질 원통형 실린더의 유체소음 해석 연구 (A Study of Flow Induced Noise for Multilevered Cylinder due to Turbulent Boundary Layer)

  • 신구균;홍진숙;이헌곤
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
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    • pp.271-276
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    • 1994
  • 본 연구에서는 외부 호스, 내부 충진유 및 탄성체 핵으로 구성된 다층 재질의 무한히 긴 원통형 실린더가 자유 흐름 중에 있을 때, 유체 유동에 의한 난류 경계층내 벽면 압력 변동(wall pressure fluctuation)이 내부 탄성체 핵의 표면에 미치는 영향을 분석하기 위하여 난류 경계층에 의한 다층 재질의 실린더 내부 압력 변동 해석 이론을 정립하였다. 본 해석 이론에서는 파동 방정식을 이용하여 외부 호스 벽면 압력에 대한 전달 함수를 도출하고, 난류 경계층내 벽면 압력 변동은 Corcos Model을 기초로 하여 Strawderman이 제안한 실험식을 사용하여 추정하였다. 또 이를 바탕으로 자유 흐름 속도 변화등에 따른 실린더 내부 압력변도의 변화를 분석하여 보았다.

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경계층을 가진 박판구조물의 유한요소 해석을 위한 체눈 디자인 (Mesh Design for the Finite Element Analysis of Thin Structures with Boundary Layers)

  • 조진래
    • 전산구조공학
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    • 제9권4호
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    • pp.165-172
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    • 1996
  • 들보나 아치, 판재 그리고 쉘과 같은 박판구조물의 경계부근의 매우 좁은 영역에는 경계층이 존재하는데, 이 영역에서 해는 급격하게 변화하는 특이 거동을 나타낸다. 유한요소법을 이용하여 이러한 물체의 거동을 해석하는 경우, 이런 특이성을 묘사하기 위해 유한요소 체눈패턴이 대단히 중요한 역할을 한다. 이 논문은 경계층에 대한 이론적 해석과 최적의 체눈패턴을 형성하기 위한 가이드를 제시한다. 또한 이론적인 결과를 입증하는 예제도 소개하고자 한다.

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선형 안정성 이론을 이용한 압축성 축 대칭 원뿔 경계층의 천이지점 예측 (Transition Prediction of compressible Axi-symmetric Boundary Layer on Sharp Cone by using Linear Stability Theory)

  • 박동훈;박승오
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.407-419
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    • 2008
  • 본 연구에서는 축 대칭 원뿔 형상 위의 압축성 경계층의 천이 지점을 선형 안정성 이론과 -method를 이용하여 예측하였다. 축 대칭 좌표계에서의 압축성 유동 지배 방정식으로부터 압축성 원뿔 경계층의 선형 안정성 방정식을 얻었으며 안정성 방정식을 2차 정확도의 유한 차분법을 이용하여 계산하는 수치 프로그램을 개발하였다. 개발 된 코드로 원뿔 경계층의 안정성 특성 및 2차원 교란의 증폭률을 계산하고 실험결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다. 얻어진 교란의 증폭률을 활용하여 -method를 통해 천이지점 예측을 수행하였다. 풍동 시험 및 비행 시험 결과와의 비교를 통해 비행 조건에 있는 마하수 4와 8사이의 원뿔 경계층에 대한 본 연구의 천이지점의 예측 능력을 확인하였다. 또한 벽면 냉각이 경계층 내부 교란의 안정성 및 천이 지점에 미치는 영향을 분석하였다.

선체주위의 3차원 경계층 해석

  • 강신영
    • 기계저널
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    • 제22권5호
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    • pp.371-379
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    • 1982
  • 선박저항의 일반적인 개요, 선체주위의 유동해석의 중요성, 해석의 어려움들을 소개하고, 선체 주위의 3차원 난류 경계층 해석의 계산예와 ITTC-SSPA워크\ulcorner의 결과로부터 이론의 현실을 할 수 있었다. 현재 미국, 일본, 구라파 등지에서 이 분야에 대한 연구가 집중되고 있으며, 많은 항공 및 기계분야에서 일하고 있는 학자들이 참여하고 있다. 따라서 본 강좌를 통해서 국내의 연구 자들이 관심을 가질 수 있는 계기가 되었으면 좋겠다.

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경계층 이론에 의한 스포일러 선루프의 윈드 디플렉터 설계 (Wind Deflector Design of Spoiler Sunroof by Boundary Theory)

  • 조현덕
    • 한국기계가공학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.17-22
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    • 2006
  • Sunroof is getting widely used in automobiles since it maintains, compare to window, better air circulation as well as less noise while driving in high speed. In this study, we consider an electronic control type spoiler sunroof which slides backward after tilting a rear part of a glass. Installing a wind deflector on the sunroof reduces noise much more effectively. The height of the wind deflector is designed using a boundary theory related to incompressible air layer. The developed wind deflector is investigated experimentally by measuring a wind noise. When the height of the wind deflector is designed by a fixed type, the sunroof maintains a very quiet interior noise over a certain driving speed, nevertheless it produces relatively loud noise in low driving speed.

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주파수에 따른 해저 퇴적층에서의 수중 음파 투과 심도 (Frequency Dependent Underwater Acoustic Mode Penetration Depth in Sediment)

  • 양철수
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1984년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.52-56
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    • 1984
  • 파동 이론에 의한 수중에서의 저주파 음파전달은 음향학적 경계 조건에 의해 결정되는 Normal Mode로 특징지어 진다. Normal Mode는 수층(Water Layer)뿐만 아니라 수직적으로 층상 구조인 해저 퇴적층(Subatrate)의 음향 특성을 포함하여 결정되는 파동 방정식의 해로서 이에 의해 수층 및 해저 퇴적층에서의 음압 분포와 감쇠를 계산할 수 있다. 본 논문은 저주파 음파 전달에 관한 Normal Mode 이론에 의하여 음원의 주파수와 해저 퇴적층에서의 음속 분포등에 따른 각 Mode의 음압 분포, 감쇠등에 관한 음향학적 해석으로 원거리까지 진행하는 수중 음파의 해저 퇴적층 투과 심도를 추출하였다.

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경계층 안정성 이론을 바탕으로 한 익형 위 경계층의 천이지점 예측 (Transition Prediction of Boundary Layers over Airfoils based on Boundary Layer Stability Theory)

  • 박동훈;박승오
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.403-413
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    • 2010
  • PSE와 $e^N$-method를 이용하여 익형 위 경계층의 천이지점을 예측하였다. PSE 해석으로 부터 교란의 증폭률을 얻고 증폭률의 적분을 통해 N-factor 곡선들을 계산하였다. 평판 및 익형 위 경계층에 대한 계산결과를 기존 문헌 결과와 비교하여 코드의 검증을 수행하였다. NACA0012, NLF(1)-0414F 그리고 NLF(1)-0416 익형 위 경계층에 대한 천이지점을 예측을 수행하였다. 예측된 천이지점들이 실험결과들과 잘 일치함을 확인하였다.

전난류에서의 파마찰계수 (Wave Friction Factor far Rough Turbulent Flow)

  • 유동훈
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.51-57
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    • 1993
  • 포텐셜 이론으로 구해지는 해저면 유속은 일반적으로 난류경계층에서의 파유속과 같다고 가정한다. 해저면 가까이에서 파운동에 의한 유속분포를 해석하기 위한 최근의 이론과 수치모형에서 발견되는 실험결과와의 오차는 주로 이 가정의 문제점으로부터 연유하는 것으로 사료된다. 경계층 최상점에서의 유속에 대한 이론치와 실유속치와의 관계식을 본고에서 제의하였다. 이 관계식을 이용하여 Jonsson(1967)과 Fredsoe(1984)가 각각 개발한 기존 이론식을 수정하였으며, 수정된 이론을 이용하여 파마찰계수를 산정한 결과, 발표된 실험치들과 비교하여 상당한 향상을 얻을 수 있었다.

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