• 제목/요약/키워드: 균질 혼합 모델

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기체구 분사 모델을 이용한 CNG DI 엔진의 연소특성 수치해석 (Numerical Study of Combustion Characteristics in CNG DI Engine using Gaseous Sphere Injection Model)

  • 최민기
    • 한국분무공학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.171-177
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    • 2019
  • This paper describes numerical study of combustion characteristics in CNG(compressed natural gas) DI(direct injection) engine using gaseous sphere injection model. Simulations were conducted using KIVA-3V Release 2 code. Gaseous sphere injection model, which is modified model of liquid fuel injection, was used to simulate the CNG direct injection. Until now, a very fine mesh smaller than the injector nozzle has been required to resolve the gas-jet inflow boundary. However, the gaseous sphere injection model simulates gaseous fuel injection using a coarse mesh. This model injects gaseous spheres as in liquid fuel injection and the gaseous spheres evaporate together without the latent heat of evaporation. Therefore, it does not require a very fine mesh and reduce calculation time. Combustion simulation were performed under various injection timings and injection pressures.

점근해석을 이용한 확대형 채널 내의 천음속 예혼합 연소에 관한 연구 (A Study of Transonic Premixed Combustion in a Diverging Channel Using Asymptotic Analysis)

  • 이장창
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권8호
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    • pp.75-83
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    • 2005
  • 확대형 채널 내의 정상 천음속 희박 예혼합 연소에 대해 점근해석을 이용하여 연구하였다. 이 모델은 근음속의 유동 속도와 일직선 채널로부터 벗어난 작은 형상변화 그리고 1단 1차 Arrhenius 화학 반응율에 의한 적은 열 방출 사이에서 일어나는 비선형 상호작용에 대하여 탐구하였다. 반응유체 유동은 연소 가스의 질량 분율을 계산하는 상미분 방정식과 연계된 비균질 천음속 미교란 방정식(TSD)을 사용하여 묘사하였다. 또한 점근해석으로부터 반응유체 유동 문제를 지배하는 상사 파라미터들을 유도하였다. 수치 결과들은 대류와 화학반응 그리고 형상효과 사이에 일어나는 복잡한 비선형 상호작용과 유동에 미치는 이것의 영향 등이 잘 나타나 있다.

저온 분사 공정을 위한 금속입자/에폭시 복합재료 접착제의 소성 거동의 균질화 기법 연구 (Homogenization of Plastic Behavior of Metallic Particle/Epoxy Composite Adhesive for Cold Spray Deposition )

  • 조용준;전재안;킴키날;;;이상의
    • Composites Research
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    • 제36권3호
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    • pp.199-204
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    • 2023
  • 저온 분사된 입자와 섬유강화 복합재료 사이의 접착력을 향상시키기 위해 금속 메쉬와 금속 입자/에폭시 접착제가 조합된 중간층이 도입되었다. 저온 분사 입자 및 금속 메쉬 그리고 금속 입자에는 모두 알루미늄을 활용하였다. 높은 변형률 속도에서 중간 층의 응력을 예측하기 위해서는 접착제 물성의 측정 또는 계산이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 금속 입자/에폭시 접착제의 물성을 계산하기 위해 혼합법칙(Rule of mixture)을 활용한 균질화 기법의 연구를 진행하였다. 균질화 기법의 검증을 위해 금속 메쉬/접착제로 구성된 중간층에 알루미늄 입자를 활용한 저온 분사를 진행하여, 실험으로 측정된 입자의 침투 깊이를 유한요소 해석에서 계산된 입자의 침투 깊이와 비교하였다. 시험과 해석에서 저온 분사 입자 혹은 중간층에 도입된 입자 하나 수준 크기의 침투 결과를 확인하였고, 이를 통해 높은 변형률 속도를 갖는 입자강화 복합재료 층의 물성 예측에 있어 균질화 기법이 적용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

단순인장을 받는 복합 적층재 중앙균열의 응력확대계수 (Stress Intensity Factors of Center Cracked Laminated Composites under Uniaxial Tension)

  • 김성호;오재협;옹장우
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1611-1619
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    • 1991
  • 본 연구에서는 Hilton과 Sih의 경우를 확장 적용하여 Fig. 1(b)와 같이 탄성 층 내부에 존재하는 중앙균열선단의 응력확대계수 산출을 위하여 균열부위를 제외하고 는 섬유층과 레진층이 완전히 접착되었다고 가정한 모델을 다음과 같이 설정하였다. 중앙균열을 내재하고 있는 복합재료의 역학적 거동을 해석하기 위하여, 접착레진을 주 로하는 층(resin rich layer)을 중심으로 하여 상하 각1개의 섬유 (fiber)층과 균질한 특성을 갖는 복합재료의 층으로 단순화 하였으며, 이러한 단순화는 적층재에서의 균열 주위의 국부응력을 해석하기 위한 것으로서 복합재료는 레진층이나 섬유층에 비하여 매우 두꺼우므로 반무한체로 이상화 하였다. 선형탄성 이론에 의하여 혼합 경계조건 문제(mixed boundary value problem)로 부터 제2종 Fredholm적분방정식(fredholm int- egral equation of a second kind)을 유도하였으며 수치해석적인 방법에 의하여 응력 확대계수를 구하였다.

비정렬 격자계에서 균질혼합 모델을 이용한 2차원 수중익형 주위의 캐비테이션 유동 해석 (CAVITATION FLOW ANALYSIS OF 2-D HYDROFOIL USING A HOMOGENEOUS MIXTURE MODEL ON UNSTRUCTURED MESHES)

  • 안상준;권오준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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    • pp.20-24
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    • 2011
  • In this paper, numerical simulation of cavitation flow for modified NACA66 hydrofoil was made by using the multi-phase RANS equation based on pseudo-compressibility. The Homogeneous mixture model comprised of the mixture continuity, mixture momentum and liquid volume fraction equations was utilized. A vertex-centered finite-volume method was used in conjunction 2nd-order Roe's FDS to discretize the inviscid fluxes. The viscous fluxes were computed based on central differencing The Spalart-Allmaras one equation model was employed for the closure of turbulence. Reasonable agreements were obtained between the calculation results and the experiment for pressure coefficients on the hydrofoil surface.

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연료의 불균질성을 갖는 DME HCCI엔진에서 과급의 효과에 관한 수치해석 (Numerical Analysis for Booster Effect in DME HCCI Engine with Fuel Stratification)

  • 권오석;임옥택
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.19-25
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    • 2010
  • The purpose of this study is to gain a better understanding of the effects of fuel stratification on reducing the pressure-rise rate at high load in HCCI combustion. It was found that fuel stratification offers good potential to achieve a staged combustion event and reduced pressure-rise rates. The engine is fueled with Di-Methyl Ether (DME) which has unique 2-stage heat release. Numerical analysis is conducted with single and multi-zones model and detailed chemical reaction scheme is done by chemkin and senkin. Calculation result shows that proper fuel stratification prolongs combustion duration and reduce pressure rise rate. Besides IMEP, combustion efficiency and indicated thermal efficiency keep constant. However, too wide fuel stratification increases pressure rise rate and CO and NOx emissions in exhaust gas.

클로로필의 광산화에 미치는 β-카로텐과 비타민 C의 영향 (Effect of β-Carotene and Vitamin C on Chlorophyll-Induced Photooxidation)

  • 류승희;이혜숙;이영순;권태완;송영선;문갑순
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.99-106
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    • 2005
  • 클로로필의 광산화에 미치는 $\beta$-카로텐과 비타민 C의 역할을 linoleic acid emulsion 모델 시스템과 피부조직 균질액을 이용하여 조사하고 이와 더불어 각각의 성분들의 조합시 일어나는 변화를 살펴보았다. Linoleic acid emulsion 모델 시스템에서 클로로필과 $\beta$-카로텐은 고농도에서 자외선 H에 의한 광산화를 촉진시키는 것으로 나타났으며 고농도의 비타민 C는 이를 억제시켰다. 갓김치에 함유되어 있는 클로로필, $\beta$-카로텐, 비타민 C 농도를 참고하여 이들을 조합하였을 때 자외선 B에 의한 광산화를 억제시켰으며 $\beta$-카로텐의 경우 단독으로 사용되었을 때에는 산화를 촉진하였으나 다른 항산화성분들과 함께 사용될 경우 항산화활성을 나타내었다. ICR mouse의 피부조직 균질액에 클로로필, $\beta$-카로텐, 비타민 C를 단독 또는 혼합하여 첨가하였을 때 클로로필 a, b 및 $\beta$-카로텐의 첨 가는 광산화를 가속화시켰다. 비타민 C의 경우 50 ppm을 첨가하였을 때에는 아무런 효과를 나타내지 않았으나 500 ppm을 첨가하였을 때에는 자외선 B에 의한 광산화를 효과적으로 억제시켰다. 500 ppm의 비타민 C에 클로로필과 $\beta$-카로텐을 혼합하였을 때에도 광산화가 억제되었으며 비타민 C의 농도가 중요하게 작용하였다.

열추적자를 이용한 지하수-하천수 혼합대 연구 (Use of a Temperature as a Tracer to Study Stream-groundwater Exchange in the Hyporheic Zone)

  • 김구영;전철민;김태희;오준호;정재훈;박승기
    • 자원환경지질
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    • 제39권5호
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    • pp.525-535
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    • 2006
  • 본 연구에서는 예산군의 소유역에서 하천수, 하상, 지하수의 수위 및 온도자료를 이용하여 혼합대(hyporheic zone)에서 하천수와 지하수와의 연계연구가 수행되었다. 소유역의 상류, 중류, 하류에서 심도별 지하수위 및 온도 변화를 살펴보았으며, 상 하류 지역에서 하절기와 동절기에 하상과 지하수의 온도를 장기간 모니터링하고 그 특성을 분석하였다. 동절기에는 하천수와 하상 상호간의 온도구배를 모니터링하고 그 특성에 따라 세 가지로 구분하였다. 하상 온도가 더 낮은 경우, 하상과 하천수의 온도가 비슷한 경우, 그리고 하상 온도가 더 높은 경우이다. 연구지역의 하상과 하천의 연계 상태는 하상의 분포에 대하여 균질한 연결성을 가지고 있지 않으며, 이는 하상 퇴적물이 두텁게 형성되어 있지 않고 불균질한 균열암반이 하상으로 노출되어 있기 때문이다. 지하수-하천수 연계 연구를 통해 획득된 온도 자료는 지하수 유동 모델링시 수위자료와 함께 모델보정(model calibration)에 유용하게 이용될 수 있다.

이차전지내 발생하는 수소-산소 혼합기체 재결합용 촉매의 성능 측정 및 이론적 모델 연구 (A Study on the Performance of Catalysts for the Recombination of Oxyhydrogen Gas Generated in Secondary Battery)

  • 김용식;장민환;주재백
    • 전기화학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.71-77
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    • 2014
  • 이차전지에서 충전이나 방전시 발생하는 수소-산소 혼합기체의 재결합반응용 촉매들의 성능을 측정하고 모델식을 정립 및 해석하여 실험값과 비교하였다. 전기분해셀을 이용하여 수소-산소 혼합기체를 발생시켰으며 고정층 촉매 반응기를 사용하여 촉매의 성능을 측정하였다. 생성된 물의 양과 전기 분해셀에서 감소된 전해질 양의 비인 수율은 전해셀내 전해질인 KOH의 농도 및 인가전류의 크기가 커질수록 증가함을 보였으며 촉매 1의 성능이 가장 우수하였고 수율은 60%이하의 값을 보였다. 이론적인 패러데이 법칙을 이용하여 계산된 패러데이 수율은 촉매 1의 경우 거의 최대 100%에 가까운 수율도 보여주었다. 여러 촉매들은 유량속도에 따라 물의 생성량의 범위가 5-40 g/day인 성능을 보여주었다. 준균질 촉매 반응기 모델식으로 해석한 결과 반응기 내부의 가장 뜨거운 부분은 유량속도가 커질수록 출구 쪽으로 이동하고 온도는 $440-480^{\circ}K$ 사이였으며 점화온도에는 못 미치는 것으로 나타났다. 반응기 출구에서의 평균 수소농도로부터 계산한 물의 생성량을 실험값과 비교한 결과 유량속도가 약 $0.5cm^3/sec$이하인 경우 모델 결과와 부합됨을 알 수 있었으나 그 이상의 유량속도에서는 차이가 남을 알 수 있었다.

수중익형 주변 유동장에서의 공동현상과 유동소음에 대한 수치적 연구 (Numerical Investigation of Cavitation Flow Around Hydrofoil and Its Flow Noise)

  • 김상현;정철웅;박원규;설한신
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.141-147
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    • 2016
  • Underwater cavitation is one of the most important issues because it causes not only vibration and erosion of submerged bodies but also significant flow noise problems. In this paper, flow noise due to cavitation flows around the NACA66 MOD hydrofoil is numerically investigated. The cavitation flow simulation is conducted using the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations based on finite difference methods. To capture the cavitation phenomena accurately and effectively, the homogeneous mixture model with the Merkle's cavitation model is applied. The predicted results are compared with available experimental data in terms of pressure coefficients and volume fraction, which confirms the validity of numerical results. Based on flow field analysis results, hydro-acoustic noise field due to the cavitation flow is predicted using the Ffowcs-Williams and Hawkings equation derived from the Lighthill's acoustic analogy. The typical lift dipole propagation patterns are identified.