• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.905-910
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• 2013

열교환기의 나선형 튜브에 난류모형을 적용하여 유동해석을 수행하였다. 난류모형은 Spalart-Allmaras과 k-${\varepsilon}$이고 시뮬레이션에는 정렬격자를 적용하였다. 레이놀즈 수 영향을 규명하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 풀어 속도벡터, 압력, 잔차, 마찰계수를 재연하였다. 나선형튜브는 원심력을 증가하여 튜브의 바깥부분에 벽전단 응력을 크게 하였다. 열전도율과 마찰저항의 증가는 곡률에 기인하며 튜브의 내부방향으로는 벽 전단응력이 감소했다. 원심력은 유체의 에너지를 증가시켜서 바깥쪽으로 열전도율을 증가시켰고 이는 내부유동의 압력강하 및 관마찰계수가 상호 밀접한 관계가 있음을 규명하여 주었다. 본 수치결과는 검증을 위하여 타 계산에서 얻어진 마찰계수 결과와 비교하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.289-290
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• 2012

본 연구에서는 고정식 해양구조물의 지지각으로 사용되는 원형실린더에 나선형 판을 부착하여 와류유기진동에 미치는 영향을 고찰하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 $Re=6.5{\times}10^3$의 균일유입유동에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용한 실험적인 방법을 적용하였다. 모델의 직경은 40mm이며 후류 유동구조, 난류강도, 응력분포에 대한 통계적 유동정보를 계측하였다. 실험결과로는 원형실린더와 뱃전판을 부착한 실린더와의 비교를 통해 뱃전판의 유동특정을 평가하였으며, 뱃전판의 영향은 후류에서 와의 생성과 소멸 메커니즘의 변화에 큰 영향을 미치고 후류 칼만 와열의 안정적인 제어를 통해 와류유기진동을 억제하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.2095-2100
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• 2003

This Experimental study concerns the characteristics of vortex flow in a concentric annulus with a diameter ration of 0.52, whose outer cylinder is stationary and inner one is rotating. Pressure losses and skin-friction coefficients have been measured for fully developed flow of bentonite-water solution(5%) when the inner cylinder rotates at the speed $0{\sim}400rpm$. The results of present study reveal the relation of the bulk flow Reynolds number Re and Rossby number $R_o$ With respect to the skin friction coefficients. The effect of rotation on the skin friction coefficient is significantly dependent on the flow regime. In all flow regime, the skin friction coefficient is increased by the inner cylinder rotation. The critical (bulk flow) Reynolds number $Re_c$ decreases as the rotational speed increases. Thus, the rotation of the inner cylinder promotes the onset of transition due to the excitation of Taylor vortices.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.631-636
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• 2000

The experimental study concerns the characteristics of a transitional flow in a concentric annulus with a diameter ration of 0.52, whose outer cylinder is stationary and inner one rotating. The pressure drops and skin-friction coefficients have been measured for the fully developed flow of water and that of glycerine-water solution (44%) at a inner cylinder rotational speed of $0{\sim}600$ rpm, respectively. The transitional flow have been examined by the measurement of pressure drops and the visualization of flow field, to reveal the relation of the Reynolds and Rossby numbers with the skin-friction coefficients and to understand the flow instability mechanism. The present results show that the skin-friction coefficients have the significant relation with the Rossby numbers, only for laminar regime. The occurrence of transition has been checked by the gradient changes of pressure drops and skin-friction coefficients with respect to the Reynolds numbers. The increasing rate of skin-friction coefficient due to the rotation is uniform for laminar flow regime, whereas it is suddenly reduced for transitional flow regime and, then, is gradually declined for turbulent flow regime. Consequently, the critical (axial-flow) Reynolds number decreases as the rotational speed increases. Thus, the rotation of inner cylinder promotes the early occurrence of transition due to the excitation of taylor vortices.

• 태양에너지
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• 제18권2호
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• pp.145-152
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• 1998

본 연구는 furan 주물사의 재생시 냉각효율을 크게 높이며 폐열의 회수를 증진하는 데 활용할 수 있는 자료들을 얻기 위하여, 재생된 Furan foundry sand를 유동입자로 사용한 유동층에서 평활관(smooth tube), 나선관(spiral tube) 및 핀관(finned tube)을 수평으로 설치하여, 유동층 내 온도를 $50{\sim}200^{\circ}C$로 유지하면서 전열 관에 대한 열 전달계수를 실험적으로 구하였다. 유동층의 내경은 210mm이고, 전열관의 외경은 모두 12.7mm인 동관을 각각 사용하였다. 본 실험은 관내 냉각수의 Reynolds수 $4,000{\sim}18,000$범위이고, 유동층내 유동입자 Reynolds수 $0.8{\sim}7.5$의 범위에서 수행하여 다음과 같은 결과들을 얻었다. 1. 유동층내 온도가 높으면 모든 전열관에서 열 전달계수는 커진다. 2. 최대 열 전달계수는 평활관에서는 $Re_p$수 $3.5{\sim}5.5$, 나선관에서는 $Re_p$수 $4.4{\sim}5.2$, 핀관에서는 $Re_p$수 $3.5{\sim}4.8$의 범위에서 각각 얻을 수 있다. 3. 유동층내의 온도에 따라 약간 다르지만 평활관, 나선관 및 핀관에서의 최대 Nu수들은 각각 대략 1:1.5:3.0의 비를 얻는다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권7호
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• pp.417-427
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• 2016

본 논문은 반 쐐기형 연소실에서 포트 형상에 따른 정상유동 특성을 비교한 연구의 첫 번째로 통상적인 충격식 스월측정기 평가위치인 1.75B에서 입자영상유속계로 반 쐐기형 연소실에 직선형 포트와 나선형 포트를 적용하여 평면유속을 측정하고 비교하였다. 속도분포 분석 결과 직선형 포트에서는 밸브리프트 4 mm 이하, 그리고 나선형 포트에서는 2 mm 이하에서 두 개의 스월이 형성되고 이후 리프트가 증가하면 하나의 스월만 관찰된다. 리프트에 따른 유동체계의 천이점이 포트형상에 따라 상이하여 직선형 포트에서는 리프트 4 mm와 5mm를 경계로 유동 특성이 완전히 바뀌는 반면, 나선형 포트에서는 리프트 증가에 따라 점진적 변화만 관찰된다. 또한 모든 포트에서 1.75B 위치에서 편심도는 측정값이 왜곡되지 않는 범위에 들어오지 않고, 특히 직선형 포트의 편심도가 매우 크다. 동시에 포트형상에 관계없이 ISM 평가와 상응하는 실린더 중심 기준의 평균접선속도는 ISM 평가에서 가정한 속도보다 매우 낮고, 속도분포 특성도 ISM 평가의 가정과 매우 다르다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권7호
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• pp.1381-1390
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• 1992

본 연구에서는 경사원주에서 발생하는 소용돌이 여기진동을 억제하기 위한 방 법으로 원주구조물 주위에서 발생하는 규칙적인 소용돌이 방출에 의한 여진력을 감소 시키도록 원주표면에 fin이나 wire를 부착시켜 단면형상을 바꾸는 방안을 실험적으로 검토한다. 즉, 밀폐순환식 유로을 이용하여 흐름에 경사되도록 탄성지지된 원주에 나선상의 fin과 wire를 감아, 경사각(.theta.)을 45, 60, 75, 90도, 나선피치각(.alpha.)을 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60도, 나선권수(n)를 1,2,3으로 하여, 진동특성을 실험적으로 조사하고, plain원주와 비교하여 제진효과를 확인하며, 더우기 나선핀 원주의 최적형 상을 구하는 것을 목적으로 한다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1996년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.181-189
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• 1996

회전열파이크는 전기모터, 고온가스터빈 등의 냉각에 이용함으로써 성능개선을 얻을 수 있다는 점에서 지난 20년 동안 많은 연구가 이루어져왔다. 그동안 내부벽면형상개발은 Taper를 설치하거나, 계단식 단면변화 또는 Impeller설치와 같은 기술들이 연구되었다. 본 연구는 회전 열파이프 용기내벽에 Coil Insert를 설치하여 응축액막 유동효과에 대한 가시화실험 및 열전달 성능실험을 통하여 그 특성을 검토하였고 아래와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1) Pool 영역에서는 Coil Insert에 의한 축방향 펌프효과가 매우 크며, 그 효과는 나선각이 클수록 크게 나타난다. 2) Coil Insert는 Pool에서 환상류로 천이를 촉진시키며, 나선각이 클수록 그 효과가 크게 나타난다. 3) Coil insert 열파이프의 열저항에 미치는 효과는 크지 않은 것으로 보인다. 4) Coil Insert에 의해 Dry-out한계의 증가가 예상되지만, 실험장치의 열부하한계에 의해 확인할 수 없었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1863-1868
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• 2004

The present study concerns a computational study of fully developed laminar flow of a Newtonian fluid through an eccentric annulus with a combined bulk axial flow and inner cylinder rotation. This study considers the identical flow geometry as in the calculation of Escudier et $al.^{(3)}$ An unexpected feature of the calculations for eccentricity ${\varepsilon}$)0.7 is the appearance of a second peak in the axial velocity, located in the narrowing gap. The distribution of the axial component of the surface shear stress has a maximum in the narrowing gap and a minimum in the widening gap.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권1호
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• pp.9-16
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• 2009

This paper is the second of 2 companion papers which investigate in-cylinder swirl generation characteristics in helical port engine with wide valve angle. Two wide valve-angle engines, which are same ones and have slightly different rig swirl number, were used to compare the characteristics of cylinder-flow. One intake port is deactivated to induce swirl flow. A PIV (Particle Image Velocimetry) was applied to measure in-cylinder velocity field during intake stroke. The results show that the intake flow component passing through valve area near the cylinder wall is not negligible in helical port engine with wide valve angle contrary to conventional one. The effect of this velocity component on in-cylinder increases as the swirl ratio rises and compression process progresses. Consequently, this component destroys in-cylinder swirl flow completely during compression resulting in no actual swirl at the end stage of compression.