• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1361-1369
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• 2013

본 연구에서는 다공홀 인젝터 내부 유동에 대한 CFD 시뮬레이션 해석(ANSYS 13.0 CFX)을 직접 수행하였다. 이러한 결과를 바탕으로 인젝터 노즐 설계변수가 캐비테이션에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험계획법이 적용되었다. 각 설계변수의 설계민감도 및 신호 대 잡음비 분석을 위해 캐비테이션 유동에 영향을 미친다고 판단되는 설계변수는 노즐 홀 직경, 노즐 홀 길이, 노즐 홀 각도 및 노즐 홀의 K-factor로 지정하였다. 또한 16 개 실험점으로 각 변수의 영향을 분석하였다. 본 연구에서 노즐 내부유동을 파악하기 위하여 수치해석 프로그램과 신호 대 잡음비 분석이 본 논문에 적용되었고 그 결과, K-factor의 변화가 노즐 홀 길이와 노즐 홀 각도의 변화보다 인젝터 내부 캐비테이션 생성에 미치는 영향이 더 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제33권1호
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• pp.10-20
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• 2014

본 연구에서는 입수 충격에 의한 수중 순간 소음을 연구하기 위해, 황해에서 발사대를 이용하여 해상 실험을 진행하였다. 해상시험선인 청해호 우현상에서 발사대를 이용하여 실린더 몸체를 수직으로 발사하였으며, 이때 발생하는 소음을 하이드로폰으로 측정하였다. 실험에서는 원통형, 원뿔형, 반구형 두부 형상을 가진 3가지 종류의 실린더 몸체가 사용되었다. 측정된 신호는 시간적으로 확연하게 구분되어 3단계로 전시되었다 : (1) 초기 충돌 및 물체 진동단계, (2) 개방 공동 유동 단계, (3) 공동 붕괴 및 거품 진동 단계. 대부분의 경우, 거품 진동 단계의 파형이 초기 충돌 및 물체 진동 단계에 비해 우세하게 나타났다. 공동이 붕괴되기 시작하는 핀치 오프 시간은 0.18 ~ 0.2 s에 발생하였으며, 평균 거품 지속 시간은 0.9 ~ 1.3 s로 지속되었다. 입수 충격 소음은 100 Hz 이하의 대역에서 에너지가 집중되어 있었으며, 생성되는 소음은 두부 형상, 물체 질량, 발사 속도에 의해 영향을 받았다. 결과적으로, 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도의 크기는 원통형, 원뿔형, 반구형 순으로 나타났으며, 동일 입수체에 대해서는 초기 에너지가 클수록 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도가 크게 나타났다. 최종적으로, 버블이 폭발하는 물리적 현상을 기반으로 모의된 신호와 계측 값간 비교 결과 만족스러운 결론을 얻을 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권1호
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• pp.126-139
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• 1994

본 연구에서는 BETHSY 실험장치에서 수행한 6" 소형 냉각재 상실사고(LOCA) 실험을 최적 열수력 코드인 CATHARE2 V1.2와 RELAP5/MOD3를 이용하여 계산했다. 본 연구의 주 목적은 소형 LOCA시 관심을 가지는 주요 물리현상인 이상 임계유동, 감압과정, 노심수위 감소, loop seal clearing 등에 대한 두 코드의 소형 LOCA 계산모의능력을 평가하는 것이다. 두코드는 이상 유동현상의 전개 경향이나 발생시점을 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났고, CATHARE2의 경우가 실험과 더 잘 일치했다. 그렇지만 두 코드는 loop seal clearing 현상, loop seal clearing 발생후의 노심수위, accumulator 유량거동 등의 예측에는 약간의 편차를 보였는데, 편차의 정도는 RELAP5가 CATHARE2보다 더 큰 것으로 나타났다. 두 코드의 편차요인을 보다 상세히 분석하기 위하여 계면 마찰력, mesh크기, 파단노즐 junction에서의 방출계수(Discharge coefficient)등에 대하여 민감도분석을 수행하였다. 그 결과 CATHARE2의 경우는 계면 마찰력을 증가시킴으로써 감압과정시 일차계통의 질량분포, 즉 증기 발생기 입구 공동(SG inlet plenum)에서의 차압과 Cross√er leg의 차압이 개선되었으며, 증기발생기 외측 열전달계수를 증가시킴으로써 중기발생기의 압력변화를 개선할 수 있었다. RELAP5의 경우는 어떤 하나의 입력변수를 변화시켜서 과도기의 결과를 개선할 수 없었으며 다만, 계면 마찰력 모델링에 여전히 많은 불화실성이 내포되어 있음을 확인했다.확인했다.

• 터널과지하공간
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• 제29권4호
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• pp.262-279
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• 2019

고준위방사성폐기물처분장의 공학적 방벽에서는 다양한 원인으로 인해 기체가 발생한다. 만약 기체 생성 속도가 기체 확산 속도보다 빠를 경우 기체의 압력이 증가하게 되고, 기체 유입 압력(gas entry pressure)을 넘어서게 되면 기체가 급격히 벤토나이트 완충재를 통과하는 기체 이동 현상(gas migration)이 발생하게 되며 이는 사람과 주변 환경을 방사능에 노출시킬 수 있기 때문에, 공학적 방벽의 장기 건전성 확보 측면에서 기체 이동 현상을 명확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 특히 벤토나이트 완충재와 같이 점토 물질을 다량 함유한 매질에서만 나타나는 매우 중요한 기체 흐름 현상인 팽창 흐름에 대한 수리-역학적 메커니즘을 규명하고, 기체 이동 현상의 정량적 평가를 위한 새로운 수치 해석 기법 개발 및 검증이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 공학적 방벽에서의 기체 이동 현상을 모사하고자 역학 손상 모델 및 손상도를 고려한 2상 유동 모델을 개발하였으며, 일정 체적 경계 조건 하에서의 1차원 기체 주입 시험 모사를 통해 개발된 모델의 적용성을 검토하였다. 수치 해석 결과 공극 수압 및 응력, 기체 유출량이 팽창 흐름 발생 시 급격히 증가하는 현상을 모사할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권2호
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• pp.107-116
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• 2008

The jet pumps are widely used to transfer the fuel between the tanks in an aircraft fuel supply system. However detailed design procedures for determining the size of components of the jet pumps are not known so well. In this paper, the flow characteristics of the jet pump, which is applied in the fuel transfer system for the smart UAV (Unmanned Aerial Vehicle), were experimentally investigated using the acrylic jet pump model for the visualization of the internal flow. The pressure distributions within the jet pump were measured, and then the loss coefficients of each part were calculated. The effects of Reynolds number and the distances (S) between the exit of the primary nozzle and the mixing chamber entrance were investigated. In addition, cavitation phenomena were considered through the flow visualization inside the jet pump. As a conclusion from the experiment, the contraction shape of the primary nozzle has a strong effect on the loss coefficient of the nozzle and the cavitation occurrence. Cavitation starts around the nozzle exit, and then it propagates to the full flow fields of the jet pump.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권4호
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• pp.1-6
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• 2015

Centrifugal pumps consume considerable amount of energy in various industrial applications. Therefore, improvement of the efficiency of these machines has become a major challenge. Cavitation is a phenomenon which decreases the pump efficiency and even causes structural demage. Hence, the goal of this paper is to investigate the cavitation problem in the single-stage and double-stage centrifugal pumps. The Volume of Fraction (VOF) method has been used for the numerical simulations together with Rayliegh-Plesset model for the gas-liquid two-phase flow inside the pump. In order to capture the turbulent phenomena, the standard k-${\varepsilon}$ turbulence model has been adopted, and the simulations have been done as unsteady cases. In addition, the motion of the rotating parts has been simulated using Multi Reference Frame(MRF) method. The results are presented and compared in terms of hydraulic head and NPSH for both the single-stage and double-stage pumps. The H-Q curves show the effects of cavitation on decreasing the pumps performances.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.85-89
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• 2003

In a closed square cavity filled with a liquid, a cooled the upper horizontal wall and a heated the lower horizontal wall, the flow isn't generated under the ground-based condition when Rayleigh number is lower than 1700. In such case the flow phenomena near an air bubble under a cooled horizontal wall were investigated. The temperature and the flow fields were studied by using the Thermo-sensitive Liquid-Crystal and the image processing. The qualitative analysis for the temperature and the flow fields were carried out by applying the image processing technique to the original data. Injecting bubble at the center point of upper cooled wall, the symmetry shape of two vortexes near an air bubble was observed. The bubble size increased, the size of velocity and the magnitude of velocity increased. In spite of elapsed time, a pair of two vortexes was the unique and steady-state flow in a square cavity and wasn't induce to the other flow in the surround region.

• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.9-14
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• 2013

수소를 연료로 사용하는 마하 5 스크램젯 엔진 모델에 대해 불어내기식 시험 설비를 사용해 연소 시험을 수행했다. 두 가지 모델 형상에 대해 각각 연료가 없는 경우와 두 가지 당량비로 연료를 공급한 경우를 시험했다. 모델 내부의 벽면 정압력을 측정해 시간에 대한 데이터와 시간 평균한 공간적 데이터 분포를 사용해 모델 내부의 유동과 연소 현상을 분석했다. 모델 길이가 짧은 경우는 두 가지 당량비 모두에서 초음속 연소가 일어났다. 모델 길이가 긴 경우는 낮은 당량비에서는 초음속 연소가, 높은 당량비에서는 열질식이 발생하면서 아음속 연소가 일어났다. 이 때 흡입구 불시동은 발생하지 않았다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제21권1호
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• pp.57-66
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• 2023

In this study, we investigate the effects of a single roughness element on Venturi cavitation. The single roughness element of hemispherical shape is installed at the throat inlet of a Venturi tube. Since the wake behind the roughness element induces an additional pressure drop, cavitation inception occurs at a higher Cavitation number for the Venturi model with the single roughness element than for the Venturi model with no roughness. Cavitation bubbles form along the wake of the roughness element and lengthen in the streamwise direction as the Cavitation number decreases, forming a longitudinal cavitation. With a further decrease in the Cavitation number, the longitudinal cavitation bubble merges with the sheet cavitation initiated from the exit edge of the Venturi tube throat, followed by the shedding of cloud cavitation. The merging of the longitudinal cavitation and sheet cavitation is accompanied by a sudden decrease in the discharge coefficient and an increase in the pressure loss coefficient as it chokes the flow inside the Venturi tube.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.245-253
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• 2011

속도 제어형 트림을 구성하는 기본 유로 요소로서 $90^{\circ}$의. 굴곡을 갖는 유로를 선택하여 폭과 길이가 상사성을 가지도록 설정하고 0, 4, 8 회의 굴곡을 갖는 총 48개의 단위 유로 요소에 대해 유동 해석을 수행하였다. 먼저, 동일 요소에 대한 실험과 수치해석 결과를 비교하여 수치해석 접근방법의 타당성을 검증하였다. 일정한 차압에 대해 굴곡횟수에 따른 유량을 계산한 결과, 굴곡이 없으면 유로의 길이가 증가함에 따라 유량이 감소하였다. 굴곡이 있는 경우, 유로가 길어지면 유량이 증가하다가 감소하였다. 케비테이션의 억제의 관점에서 압력장을 분석하였고, 이로부터 동일한 굴곡횟수를 가질 경우 유로가 길수록 유로를 따라 발생하는 압력 강하 특성이 우수함을 알았다. 또한, 유로의 길이가 같은 경우에는 굴곡횟수가 많을수록 압력이 완만히 감소하는 특성을 가짐을 알 수 있었다.