• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.2
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• pp.56-63
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• 1998

The present study investigated local heat transfer characteristics around a film cooling hole with variations of free stream turbulence intensity The film cooling jet is injected through a single hole inclined at $30^{\cire}$ to the surface and laterally at $45^{\cire}$ for the blowing rates of 0.5, 1.0 and 2.0. Turbulence generating grids are used at upstream of the film cooling hole to change the turbulence intensity of free stream. Free stream turbulence intensity without grids is 0.5%. Two different turbulence generating grid is installed at different at locations upstream of the film cooling hole so that turbulence intensity of free stream varies from 3% to 10%. The naphthalene sublimation technique has been employed to determine local heat/ mass transfer coefficients. With low free stream turbulence intensity, heat/mass transfer augmented area by coolant or free stream is distinguished evidently. However, when free stream turbulence intensity is high, heat transfer is enhanced in all region and heat transfer enhanced regions are not clearly divided due to vigorous mixing of coolant and free stream. The peak values of heat/mass coefficients are decreased and the distributions of heat/mass transfer coefficients are more uniform with high turbulence intensity. The effect of turbulence intensity on heat transfer characteristics is more evident as blowing rate is higher.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.2
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• pp.146-155
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• 2000

연료분출을 수반하는 원통형 보염기 후류에 형성되는 확산화염에 대한 이온전류의 특성과 화염의 안정범위를 측정, 분석함으로써 연소특성을 고찰하였다. 난류강도가 큰 경우의 화염일수록 화염의 안정성은 악화되며, 화염내 중앙의 평균 이온전류값이 가장 높은 값을 갖는 영역은 블로오프 직전상태에 비해서 안정시의 경우 더욱 하류측에 존재한다. 난류의 정도가 강한 화염의 경우 국소적으로 반응이 활발한 화염 덩어리가 빠른 속도로 이동하며, 난류의 정도가 강한 화염의 경우에는 반응이 완만한 화염 덩어리가 저속으로 이동한다. 재순환영역에서 주류유동측으로 이동함에 따라 자기상관계수의 저하가 빨라지고 난류 시간스케일이 작아지며, 부염기 직후에서 하류로 이동함에 따라 자기상관계수의 저하가 늦어지고 난류시간스케일이 커진다. 주류공기에 강한 난류를 가하지 않은 경우에는 큰 난류시간스케일에 대응되는 저주파수 특성이외에도 작은 난류 시간스케일에 대응되는 고주파수 특성이 나타나며 , 주류공기에 강한 난류를 가한 경우에는 큰 난류 시간스케일에 대응되는 저주파수 특성이 나타난다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.18 no.1
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• pp.81-91
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• 1994

Combustion noise involved with chemical heat release and turbulent process in turbopropulsion systems, gasturbine, industrial furnaces and internal engines is indeed noisy. The experimental study reported in this paper is made to identify a dominant combustion noise in jet flames. Gaseous propane and kerosene fuel have been used with air as the oxidizer in a different jet combustion systems. Combustion and aerodynamic noise are studied through far field sound pressure measurements in an anechoic chamber. And also mean temperature and velocities and turbulent intensities of both isothermal and reacting flow fields were measured. It is shown that axial mean velocity of reacting flow fields is higher about 1 to 3m/sec than that of cold flow in a gaseous combustor. As the gaseous fuel flow rate increases, the acoustic power increases. But the sound pressure level for the spray flame decreases with increasing equivalence ratio. The influence of temperature in the combustion fields due to chemical heat release has been observed to be a dominant noise source in the spray flame. The spectra of combustion noise in gaseous propane and kerosene jet flame show a predominantly low frequency and a broadband nature as compared with the noise characteristics in an isothermal air jet.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.18 no.4
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• pp.94-101
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• 1994

실험 데이터는 급확대비 3:1 팽창의 시험관에서의 실험결과를 나타내고 있으며, 실험에 이용된 동작유체로써는 공기가 사용되었다. 입구관에서 레이놀즈수는 60,000으로부터 120,000까지 변하게 하였고, 스월강도는 0으로부터 16까지 변화되게 하였다. 균일한 열 플럭스 경계조건이 사용되었는데, 그 결과 관벽온도 및 체적온도는 24$^{\circ}C$로부터 71$^{\circ}C$까지에 걸쳐 나타났다. 플롯상에 국소 Nusselt수는 최대 열전달점에서 정점을 이루는 모습을 보여 주고 있다. 스월강도가 0으로부터 최대값으로 증가 되었을때, 최고 Nusselt수의 위치는 시험관에서 4로부터 1스텝 하이트로 변경되는 것이 조사되었다. 이러한 최대 Nusselt수의 상류부 이동은 완전 발달된 유동에서의 값보다 2.2배에서 8.8배나 많은 그의 크기를 증가시킨다고 할 수 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.18 no.5
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• pp.1253-1263
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• 1994

The experimental study is carried out to identify the combustion generated noise mechanism in free turbulent jet diffusion flames. Axial mean fluctuating velocities in cold and reacting flow fields were measured using hot-wire anemometer and LDv.The overall sound pressure level and their spectral distribution in far field with and without combustion were also measured in an anechoic chamber. The axial mean velocity is 10-25% faster and turbulent intensities are about 10 to 15% smaller near active reacting zone than those in nonreacting flow fields. And sound pressure level is about 10-20% higher in reacting flow fields. It is also shown that the spectra of the combustion noise has lower frequency characteristics over a broadband spectrum. These results indicate that the combustion noise characteristics in jet diffusion flames are dominated by energy containing large scale eddies and the combusting flow field itself. Scaling laws correlating the gas velocity and heat of combustion show that the acoustic power of the combustion noise is linearly proportional to the 3.8th power of the mean axial velocity rather than 8th power in nonreacting flow fields, and the SPL increases linearly with logarithmic 1/2th power of the heat of combustion.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.3 no.1
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• pp.34-40
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• 1999

An experimental study has been conducted to determine the effects of inclined impinging jet on the local heat transfer coefficients. A single jet with nozzle diameter of 24.6 mm was tested for Reynolds numbers from 10,000 to 70,000 and nozzle-to-plate spacings of 2~6 jet diameters. The angle of inclination of the impingement surface relative to the horizontal surface was varied from $0^{\cire}$ (normal impingement) to $60^{\cire}$. The results indicate that the point of maximum heat transfer is moved up from the geometrical stagnation point of inclined surface by Coanda effect. The local heat transfer coefficients on the minor jet region decrease more rapidly than on the major jet region, thus creating an imbalance in the cooling capabilities on the two sides.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.8-9
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• 1997

산업의 발달과 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 고효율, 저공해인 가스터빈의 응용범위가 넓어지고 있는 추세이다. 가스터빈 기관의 효율을 높이기 위해서는 터빈 입구온도를 높이는 것이 필수적인데 이는 재질에 의해 제한 받게 되고 이 때문에 효과적인 냉각방법의 필요성이 대두되었다 충돌제트는 국소적으로 높은 열/물질 전달 효과를 얻을 수 있어서 터빈 블레이드 냉각과 연소기 벽면 냉각에 효과적으로 응용 될 수 있다. 이러한 충돌제트의 냉각효과는 제트출구의 초기조건에 매우 민감한데 Kelvin-Helmholts 불안정은 불안정한 자유전단층에서 자연적인 와류생성(roll up)과 개개의 와류고리 형성의 원인이 되고 이 고리의 성장과 병합(pairing)은 제트의 유동특성에 상당히 영향을 미친다. 제트주위에 생성되는 이러한 와류에 의해 제트중심에서 속도와 난류강도가 변하게 된다. 이러한 제트초기의 불안정성은 하류에서의 와류성장에 영향을 끼치기 때문에 와류의 조절에 의한 충돌 면에의 열 전달 효과 상승을 기대할 수 있다. 이 조절방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 하나는 제트주의 환형관에 이차유동을 가하여 와류를 직접 제어함으로써 자유전단류(free shear layer flow)의 안정성 원리를 이용하여 열 전달을 촉진하는 것이고 다른 하나는 음향여기(acoustic exitation)를 사용하여 제트주위의 와류형성을 조절하는 것인데, 자연적으로 형성되는 와류의 주파수(와류의 고유주파수)나 부조화 주파수(subharmonic)로 음향여기 시키는 경우 제트 주위 와류는 더욱 증폭되고 그렇지 않은 경우 제트주위 와류의 형성이 억제되어 더 긴 제트코어의 길이 및 제트코어 주위에서 작은 크기의 와류들이 형성된다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.23 no.5
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• pp.340-352
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• 2004

Acoustic streaming induced by the microscopic longitudinal ultrasonic vibration at 28.5 ㎑ is visualized between the quiescent glass plate and ultrasonic vibrator by particle imaging velocimetry(PIV) using laser. To investigate the augmentation of air flow velocity of acoustic streaming. the velocity variations of air streaming between the stationary plate and ultrasonic vibrator are measured in real-time. It is experimentally investigated that the magnitude of the acoustic streaming dependent upon the gap between the ultrasonic vibrator and stationary p1ate results in the variations of the average velocity fields as a outcome of the bulk air flow caused by the ultrasonic vibration. In addition. maximum acoustic streaming velocity exists at resonant gap. 18mm that is one of the resonant gaps (H=18, 24, 30, 36㎜) at which resonance occurs. The variation of the local maximum turbulent intensity with axial direction appear to reveal the value of 8%∼70% dependent upon the gap between the quiescent glass plate and ultrasonic vibrator. Shearstress is also maximized at the center region of the vibrator and the vorticity is also maximum and minimum in the neighborhood of the center of the vibrator at which the local maximum turbulent intensity and shear stress exist.