• 제목/요약/키워드: 구속제트

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이중원관 구속제트의 유동특성에 관한 연구 (A Study on Flow Characteristics of Confined Circular Jet within Pipe)

  • 서민식;최장운;이영호
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1997년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.136-142
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    • 1997
  • The present study is aimed to investigate flow characteristics of confined jet flow within circular pipe. Numerical method based upon revised SOLA scheme which secures conservation form of convective terms on irregular grids by interpolating the variables appearing in staggered meshes is adopted on cylindrical coordinate formation. Computation was carried out for two kinds of Reynolds number, $10^5\;and\;1.5{\times}10^5$ defined by diameter of outer pipe and time-mean driving jet velocity. Results show that periodic vortex shedding from the jet mixing layer is profound and related unsteady flow characteristics prevail over the entire region. Spatial distribution of pressure and kinetic energy, fluctuation of static wall pressure, together with radial velocity components are examined in terms of instantaneous and time-mean point of views.

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액체 충돌제트의 표면조도변화에 따른 이상유동 열전달 특성 (Effect of Surface Roughness on Two-Phase Flow Heat Transfer by Confined Liquid Impinging Jet)

  • 임성환;신창환;조형희
    • 설비공학논문집
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    • 제17권8호
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    • pp.714-721
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    • 2005
  • The water jet impingement cooling with boiling is one of the techniques to remove heat from high heat flux equipments. The configuration of surface roughness is one obvious condition of affecting the performance on heat transfer in nucleate boiling, The present study investigates the water jet impinging single-phase convection and nucleate boiling heat transfer for the effect of surface roughness to enhance the heat transfer in free surface and submerged jet. The distributions of the averaged wall temperature as well as the boiling curves are discussed. Jet velocities are varied from 0.65 to 1.7 m/s. Surface roughness by sand blast and sand paper varies from 0.3 to 2.51 ${\mu}m$ and cavity shapes on surface are semi-circle and v-shape, respectively The results showed that higher velocity of the jet caused the boiling incipience to be delayed more. The incipient boiling and heat transfer increase with increasing surface roughness due to a large number of cavities of uniform size.

평면충돌제트에 의한 단상 및 비등 열전달의 국소적 측정 (The Local Measurements of Single Phase and Boiling Heat Transfer by Confined Planar Impinging Jets)

  • 우성제;신창환;조형희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권8호
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    • pp.895-901
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    • 2004
  • Single-phase convection and nucleate boiling heat transfer were locally investigated for confined planar water jets. The detailed distributions of the wall temperature and the convection coefficient as well as the typical boiling curves were discussed. The curve for the single-phase convection indicated the developing laminar boundary layer, accompanied by monotonic increase of the wall temperature in the stream direction. Boiling was initiated from the furthest downstream as heat flux increased. Heat transfer variation according to the streamwise location was reduced as heat flux increased enough to create the vigorous nucleate boiling. Velocity effects were considered for the confined free-surface jet. Higher velocity of the jet caused the boiling incipient to be delayed more. The transition to turbulence precipitated by the bubble-induced disturbance was obvious only for the highest velocity, which enabled the boiling incipient to start in the middle of the heated surface, rather than the furthest downstream as was the case of the moderate and low velocities. The temperature at offset line were somewhat tower than those at the centerline for single-phase convection and partial boiling, and these differences were reduced as the nucleate boiling developed. For the region prior to transition, the convection coefficient distributions were similar in both cases while the temperatures were somewhat lower in the submerged jet. For single-phase convection, transition was initiated at $x/W{\cong}2.5$ and completed soon for the submerged jet, but the onset of transition was retarded to the distance at $x/W{\cong}6$ for the fee-surface jet.

평면 충돌제트에서 노즐 깃이 단상 및 비등 열전달에 미치는 영향 (The Effect of Nozzle Collar on Single Phase and Boiling Heat Transfer by Planar Impinging Jet)

  • 신창환;임성환;우성제;조형희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권7호
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    • pp.878-885
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    • 2005
  • The water jet impingement cooling is one of the techniques to remove the heat from high heat flux equipments. Local heat transfer of the confined water impinging jet and the effect of nozzle collar to enhance the heat transfer are investigated in the fee surface jet and submerged jet. Boiling is initiated from the farthest downstream and increase of the wall temperature is reduced with developing boiling, forming the flat temperature distributions. The reduction in the nozzle-to-surface distance fur H/W$\le$1 causes significant increases and distribution changes of heat transfer. Developed boiling reduces the differences of heat transfer for various conditions. The nozzle collar is employed at the nozzle exit. The distances from heated surface to nozzle collar, Hc are 0.25W, 0.5W and 1.0W. The liquid film thickness is reduced and the velocity of wall jet increases as decreased spacing of collar to heated surface. Heat transfer is enhanced fur region from the stagnation to x/W$\~$8 in the free surface jet and to x/W$\~$5 in the submerged jet. For nucleate boiling region of further downstream, the heat transfer by the nozzle collar is decreased in submerged jet comparing with higher velocity condition. It is because the increased velocity by collar is de-accelerated downstream.

유동함수를 이용한 난류제트혼합유동 계산에 관한 연구 (A Simple Calculational Method by using Modified Von Mises Transformation applied to the Coaxial Turbulent Jet Mixing)

  • 최동환
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.97-104
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    • 2005
  • 많은 장점에도 불구하고 유동함수를 이용한 수치해석용 격자생성 좌표변환기법의 단점은 저속영역에서의 격자간격이 고속영역에 비해 상대적으로 큼에 따라 수치적 처리에 많은 오차를 내포하고 있다는 점이다. 본 연구에서는 이러한 저속영역에서의 단점을 보완하기 위하여 격자간격을 속도크기 및 영역에 따라 적절히 조절할 수 있도록 수학적으로 변형된 압축성 유동함수를 이용한 좌표변환기법을 제안하고 가스터빈엔진에 주로 적용되는 유동모델로서 동심원상 두개 이상의 난류제트혼합유동에 대해 적용하였으며 해당 실험치, 즉 축 방향 평균속도분포, 난류운동에너지, 그리고 난류전단응력분포와 비교하여 난류운동에너지가 약간 과소평가 된 대칭축을 제외한 혼합경계층 내에서 $3.5\%$ 이내의 신뢰성을 확보하였다. 본 기법은 특히 터보팬엔진에 대한 내부흐름들의 혼합유동을 규명하거나 또는 난류전단응력에 의한 제트소음발생 및 저감방법을 도모하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

비선형 추종제어를 위한 성층권비행선의 궤적 최적화 (Trajectory Optimization for Nonlinear Tracking Control in Stratospheric Airship Platform)

  • 이상종;방효충;장재원;성기정
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.42-54
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    • 2009
  • 비행체의 최적궤적문제에서는 최적화의 수렴성 및 효율성을 위해 3자유도 운동역학모델이 이용되며, 비선형 추종제어를 위해서는 6자유도 비선형 운동모델이 이용된다. 따라서, 3자유도 운동역학모델을 통해 획득한 최적궤적을 비선형 추종제어의 기준궤적으로 사용하는 경우에 두 모델간의 상이성으로 인한 문제가 발생하게 되며 성능이 보장하지 못한다. 본 논문에서는 이러한 두 모델간의 차이를 완화시키기 위한 새로운 최적궤적 생성 방법을 제안하였으며, 성층권비행선의 실제 구속조건과 성능조건 및 제트 스트림을 고려하여 최적궤적을 생성하고 기존 결과와 비교함으로써 제안한 방법의 장점을 검증하였다.

원심모형실험을 이용한 파형 마이크로파일 형상에 따른 성능평가 (Performance Evaluation of Waveform Micropile with Different Shapes by Centrifuge Test)

  • 장영은;한진태
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.1049-1057
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    • 2016
  • 파형 마이크로파일은 제트 그라우팅 공법을 활용하여 마이크로파일의 그라우트체를 단일 또는 복수개의 전단키를 갖는 파형의 형상으로 시공하는 기초 형식으로, 전단키와 지반 접촉면에서의 주면마찰력을 증가시켜 기존 마이크로파일의 지지성능을 개선하고자 개발되었다. 본 논문에서는 파형 마이크로파일의 전단키의 위치에 따른 형상별 거동 특성을 검토하기 위하여 전단키가 말뚝의 상부, 중앙, 하부 및 다층에 적용된 파형 마이크로파일과 일반 마이크로파일, 제트 그라우팅 마이크로파일에 대한 원심모형실험을 수행하였다. 실험결과, 각 말뚝의 하중-침하 관계로부터 전단키가 없는 마이크로파일에 비해 파형 마이크로파일의 뚜렷한 지지력 증대 효과를 확인하였으며, 또한 전단키가 큰 구속압을 갖는 지반의 하부 및 단단한 지층에 시공될 경우 지지력 증대에 유리한 것으로 나타났다.

종축 비행성 요구도 및 안정성 여유 만족을 위한 비행제어법칙 최적화 및 평가 (Optimization and Evaluation of Flight Control Laws to Satisfy Longitudinal Handling Quality and Stability Margin Requirements)

  • 김성현;고득원;이태현;김동환;김병수
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.8-15
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    • 2021
  • 본 논문은 고기동 제트항공기의 종축 비행성 요구도를 만족하기 위해 최적화 기법을 이용한 설계 방법에 관해 기술한다. 대상 항공기는 모델 역변환 기법이 적용되었으며, 제어이득 최적화로 종축 단주기 비행성 요구도를 만족하지만, 안정성 여유 항목이 고려되지 않았다. 안정성 여유를 만족하지 못하는 경우 개선을 위해 시행 착오법 등을 통한 이득의 직접 재조정이 필요하며, 이를 개선하기 위해 추가적인 보상기와 최적화 구속조건을 추가한 제어이득 최적화 방안을 제시하였다. 또한, 최적화 결과에 대한 비행성 만족도를 재평가하였으며, 최적화 구속조건으로 설정된 비행성 요구도가 반영하지 못하는 시간 반응의 수렴성과 정상상태 오차에 대한 추가적인 제어법칙 평가 기준 설정 및 그 결과에 관해 기술한다.