• 터널과지하공간
• /
• 제22권4호
• /
• pp.257-265
• /
• 2012

본 연구에서는 드릴비트 내부 유로의 최적설계를 위하여 암분유동해석을 수행하였다. 이를 위해 암분과 기체의 다상유동해석이 가능한 전산유체역학 코드인 Star-CCM+을 사용하였다. 실제 천공시험으로부터 획득한 결과값을 기체 및 암분의 해석조건으로 적용하였다. 내부 유로 설계에 관련된 핵심인자를 3가지로 결정한 후, 다구찌 기법을 활용한 실험계획법으로부터 3가지 설계인자에 대한 최적값을 조사하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권7호
• /
• pp.675-682
• /
• 2013

전단 동축 분사기의 Inner-stage와 Outer-stage의 기체 분사 비율 변화에 따른 축방향 유동 분포 특성과 분무 분열 특성을 실험적으로 연구였다. 무차원 측정 거리를 Z/d=100까지 변화시킴에 따라 운동량 교환, 공기역학적 항력, 점성 혼합의 영향으로 완전 발달된 유동의 형태를 나타내었다. Inner-stage의 기체분사와 Outer-stage의 기체 분사의 영향은 Z/d=5 이내의 영역에서 간섭받지 않고 분무 초기에 Inner-stage에서 분사된 기체 전단력에 의해 분열됨을 파악할 수 있었으며, Z/d=10 이상의 영역에서 완전 발달된 유동으로 변화하며, 유동의 혼합이 진행됨을 관찰 할 수 있었다. Inner-stage의 운동량 플럭스 비 0.84 이내에서 Outer-stage의 운동량 플럭스 비가 증가함에 따라 SMD가 감소하는 경향을 나타내었으며, Inner-stage의 운동량 플럭스 비가 1.38 이상의 조건에서 SMD의 분포가 유사하게 나타나는 경향을 관찰할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제56권1호
• /
• pp.49-55
• /
• 2018

에너지 위기 시대를 맞이하여 수소에너지가 가장 가능성 있는 대체에너지 중의 하나로 고려되고 있다. 액체수소는 기체수소와 비교하여 단위 부피당 에너지 밀도가 월등히 높으며 수소에너지의 탁월한 저장 방법으로 간주되고 있다. 본 연구에서는 2 상 모델에 기초를 둔 Navier-Stokes 식을 전산유체역학 프로그램을 이용하여 풀었으며, 초저온 냉각 튜브를 통과하면서 기체수소가 액화되는 과정을 분석하였다. 열전도율이 높은 구리관을 초저온 냉각을 위한 관의 재질로 가정하였다. 기체수소의 유입속도를 5 cm/s, 10 cm/s, 20 cm/s로 변화시키면서 냉각튜브 내 유체 온도분포, 축방향 및 반경방향 유체 속도, 기체 및 액체 수소 부피분율 분포를 각각 분석하였다. 본 연구 결과는 향후 액체수소 제조를 위한 기체수소 초저온 냉각기의 설계 및 제작을 위한 기초자료로 활용이 될 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.561-561
• /
• 2013

볼츠만 관계식을 아르곤과 산소 플라즈마에서 공간상의 전자 전류 측정과 전자에너지 분포함수의 측정을 통해 실험적으로 검증하였다. 전자의 에너지 분포가 볼츠만 관계식을 따를 때, 탐침의 전위를 고정시켜 각 위치마다 측정 할 경우 탐침과 플라즈마 간의 전위차의 감소와 플라즈마 밀도 감소가 서로 상쇄되는 효과로 인해 공간상에서 전자전류가 일정하게 측정이 된다. 또한 볼츠만 관계식을 전자역학적으로 해석할 때, 전자에너지 분포함수의 비국부적 특성을 의미하기 때문에 공간상에서 전자에너지 분포함수가 일정하게 측정된다. 낮은 압력에서 전자전류는 공간상에서 일정하였고, 전자에너지 분포함수 또한 전체 에너지 상에서 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 전자가 아르곤과 산소 플라즈마에서 각각의 경우에 볼츠만 관계식을 따르는 것으로 볼 수 있다. 하지만 압력이 높을 때, 산소 플라즈마인 경우 볼츠만 관계식 따르지 않았지만 아르곤 플라즈마에서는 여전히 볼츠만 관계식을 따르는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 차이는 산소기체의 경우 분자기체에서 비탄성 충돌을 유발하는 반응들이 다양한 전자에너지 영역에 대해서 존재하여, 전자의 에너지 특성이 비국부적 영역에서 국부적 영역으로 전이가 되기 때문인 것으로 해석할 수 있다. 또한 챔버 벽면으로 빠져나가는 전자에 대해서도 볼츠만 관계식을 실험적으로 검증을 해 보았고, 플라즈마 내에서의 결과와 유사한 경향성을 관찰할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.19-25
• /
• 2007

LNG 안전밸브는 LNG 수송배관 내부의 압력조절에 사용되며, 안전밸브를 통하는 유동은 소음과 진동을 동반하기 때문에 시스템에 부정적으로 작용한다. 본 연구에서는 LNG 안전밸브의 실용적인 설계를 위하여, 2차원 축대칭 압축성 Navier-Stokes 방정식에 의한 유한 체적법을 사용하여 LNG 안전밸브를 통하는 압축성 유동의 특성을 수치해석적 방법으로 조사하였으며, 이론해석결과와 비교하였다. 수치해석 결과, 밸브판의 형상 및 노즐출구와 밸브판 사이의 간격은 밸브판에 미치는 기체역학적 힘에 상당한 영향을 미치며, 밸브판에서 추력계수가 급격하게 증가하는 노즐출구와 밸브판 사이의 거리가 존재하는 것을 알았다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제33권12호
• /
• pp.1022-1030
• /
• 2009

Numerical analysis was carried out to investigate the effect of GDL (Gas diffusion layer) porosity on the performance of PEMFC (proton exchange membrane fuel cell). A complete three-dimensional model was chosen for single straight channel geometry including cooling channel. Main emphasis is placed on the heat and mass transfer through the GDL with different porosity. The present numerical results show that at high current densities, the cell voltage is influenced by the GDL porosity while the cell performance is nearly the same at low current densities. At high current densities, low value of GDL porosity results in decrease of the fuel cell performance since the diffusion of reactant gas through GDL becomes slow with decreasing porosity. On the other hand, for high GDL porosity, the effective thermal conductivity becomes low and the heat generated in the cell is not removed rapidly. This causes the temperature of fuel cell to increase and gives rise to dehydration of the membrane, and ultimately increase of the ohmic loss.

• 한국추진공학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.18-25
• /
• 2013

초음속 축소-확대 노즐 유동을 정확하게 해석하기 위하여, 실험치와 해석값 사이의 비교를 통해 난류모델 성능평가를 수행한다. Boussinesq 가정을 적용한 RANS 방정식으로 2차원 노즐 유동을 해석하되, Spalart-Allmaras, RNG k-${\varepsilon}$, 그리고 k-${\omega}$ SST 난류모델을 평가에 사용한다. 각 모델들로 계산된 노즐 벽면의 압력구배 및 충격파 구조는 실험 데이터와 유사한 결과를 보였는데, 그 중에서도 SST 난류모델이 실험값에 가장 근접한 해석결과를 나타내었다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.7-14
• /
• 2014

Aerothermodynamic characteristics of re-entry vehicles in hypersonic speed regimes are investigated by applying CFD methods based on the Navier-Stokes-Fourier equations. A special emphasis is placed on the effects of high temperature chemically reacting gases on shock stand-off distance and thermal characteristics of the flowfields. A ten species model is used for describing the kinetic mechanism for high temperature air. In particular, the hypersonic flows around a cylinder are computed with and without chemically reacting effects. It is shown that, when the chemically reacting effects are taken into account, the shock stand-off distance and temperature are significantly reduced.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.40-48
• /
• 2014

For rarefied gas flow regimes, physical phenomena such as velocity slip and temperature jump occur on the solid body surface. To predict these phenomena accurately, either the Navier-Stokes solver with a slip boundary condition or the direct simulation Monte Carlo method should be used. In the present study, flow simulations of a wedge were conducted in Mach-10 flow of argon gas for several different flow regimes using a two-dimensional Navier-Stokes solver with the Maxwell slip boundary condition. The results of the simulations were compared with those of the direct simulation Monte Carlo method to assess the present method. It was found that the values of the velocity slip and the temperature jump predicted increase as the Knudsen number increases. Also, the results are comparatively reasonable up to the Knudsen number of 0.05.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권9호
• /
• pp.9-15
• /
• 2005

국방과학연구소 풍동실험실에서는 회전익 항공기 개발에 소요되는 관련 풍동시험 기법의 확립과 형상연구 관련 시험자료의 확보를 위한 실험적 연구를 수행하였다. 본 연구는 회전익 항공기 동체구성품의 형상조합에 따른 항력증분과 안정성 평가를 위한 공기역학적 특성의 추출을 목적으로 하였으며, 풍동시험에는 모듈화된 1:8 축척의 회전익 항공기 동체형상과 500 rpm으로 회전하는 로터허브의 부분모형이 사용되었다. 시험결과들을 기존의 유사 항공기 시험결과들과 비교하였으며, 기존 연구결과들과 잘 부합됨을 확인하였다.