• 설비공학논문집
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• 제10권2호
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• pp.193-201
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• 1998

A heat exchanging system employing the impinging air jet is still widely used In the various fields due to its inherent merits that include the easiness in engineering applications and the high heat and/or mass transfer characteristics. The purpose of this study is to investigate the enhancement of heat transfer and flow characteristics by placing a turbulence promoters in front of heat exchanging surface. In this study, a series of circular rods are placed at the upstream of a flat plate heat exchanger that is located at potential core region(H/W=2) of a two-dimensional impinging air jet. Heat transfer enhancement is achieved by inserting turbulence promoter that results in the flow acceleration and disturbance of boundary layer. The average Nusselt number of the flat plate with the turbulence promoters is found to be around 1.42 times higher than that of the flat plate without the turbulence promoters. Based on the results of flow visualization with a smoke wire, it is confirmed that the heat transfer enhancement is caused by the flow separation and disturbance of boundary layer by inserting the turbulence promoter.

• 대한교통학회지
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• 제20권5호
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• pp.9-22
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• 2002

고속도로-연결로는 두 개의 교통흐름이 서로 상충되는 지점으로서 복잡한 교통행태를 나타내고 고속도로 구간 중 용량저하 및 교통와해현상, 난류현상이 일어나는 구간으로서 운영상 문제점이 많이 일어나고 있는 상태이다. 이 구간에서의 운영상태가 전체 시설물의 운영상태에 큰 영향을 끼친다는 점을 감안할 때, 이 구간의 국내자료를 토대로 한 교통류 분석은 중요한 의미를 가진다. 따라서, 교통행태에 대한 미시적인 분석이 이루어지지 않은 상태로 기존의 HCM 모형과 같은 거시적인 분석 방법만을 가지고는 분류구간 교통현상을 규명하기 어렵다. 본 연구에서는 기존 연구들 분석방법의 문제점을 해결하기 위해, 고속도로-연결로 구간중 유출부 구간을 대상으로 현장조사를 실시하였고, 지점(구간)과 차로로 세분하여 미시적인 방법으로 교통특성을 규명하였다. 또 한 유출부 구간의 여러 지점에서 지점 및 차로별 교통량을 예측할 수 있는 교통분포 모형식을 개발하였다. 정립된 교통분포 모형식을 적용해 본 결과 유출부 구간의 분석 및 서비스 수준의 평가는 연결로 접속차로(Vl)의 교통량만을 고려하여 분석하는 것은 합리적이지 않고, 연결로나 본선 모두와 진입부를 포함한 연결로 전체를 다 고려해야 한다는 것을 알 수 있었다. 미시적인 분석방법을 통한 차로별 교통분포 모형식은 기존 분석방법과 비교하여 더 정확하게 그리고 폭 넓은 분석 및 적용하기에 손쉬운 모형이라는 점에서 상당히 효과적인 분석방법이라고 할 수 있다. 하지만 본 연구의 결과는 한 조사지점에 대한 적은 자료를 토대로 하였기 때문에 실제적용 가능성에서 향후 보강할 필요가 있으며, 다른 지점의 현장조사와 세밀한 비교연구가 필요하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권3호
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• pp.302-310
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• 2003

Experiments were conducted to show the characteristics of the flow on unventilated parallel plane jets. Measurements of mean velocity components and turbulent intensities were carried out with a particle image velocimetry to investigate the flow field generated by the air issued from two identical plane parallel nozzles and mixed with the ambient air. The measurements range of these experiments were Reynolds number of 5300 based on the nozzle width and the cases of nozzle-to-nozzle distance were four times. six times and eight times the width of the nozzle. Results show that a recirculation zone with a sub-atmospheric static pressure was bounded by the inner shear layers of the individual jets and the nozzles plate. The positions. where maximum value of mean turbulent intensities and mean turbulent kinetic energy show, were at the same position with the merging point. The spread of jets in the merging region increases more rapidly than that of Jets in the converging and the combined region. As nozzle-to-nozzle distances were increased. it was shown that merging and combined lengths were shorter.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권1호
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• pp.125-132
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• 2002

An experimental study on the characteristics of stability of propane turbulent nonpremixed jet flames discharged normal to air free-streams with uniform velocity profile is conducted. Experimental observations are focused on the flame shape, the stability considering two kinds of flame, lift-off distance, and the flame length according to velocity ratio. In order to investigate the mixing structure of the flame base at the lower limit, we employ the RMS technique and measure the species concentration by a gas chromatography. In the results of the stability curve and lifted flame, it is fecund that the dependency of nozzle diameter is closely related to the large-scale vortical structure representing counter-rotating vortices pair. Also, the detailed discussion on the phenomenon of blowout due to this large vortical motion, is provided.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권1호
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• pp.152-161
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• 2004

The thermal load is a very important problem to be solved in many industrial systems including the electronic equipment. Impinging Jets have been known to provide a large heat transfer rates on surface for many years. The turbulence enhancement of fluid flow is requested for the efficiency elevation of heat transfer. A study on flow fields by rods attached to the wall surface as a promoter of turbulence enhancement has been carried out. The exact analysis on chracteristics of impinging jet field is requested to obtain the optimum design of the impinging jet system. By visualizing the flow field and processing the high digital image by computer PIV can afford exact data on the velocity vector kinetic energy and turbulence intensity in the complex turbulence field. In this study. three kinds of rod shape such as square. triangle. and semicircle are selected as the turbulence promoter. Nozzle diameters are 10mm. 17mm. and 23mm. And the analysis of the flow characteristics due to the above rods is carried out at Re No. 2.000, 3.000. and 4,000 by PIV measurement. It is clarified that the rod setup is very useful to obtain the turbulence enhancement and the turbulence intensity according to the shapes of rod appears large in order of the shapes of rod such as square 〉 triangle 〉semicircle.

• 설비공학논문집
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• 제4권1호
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• pp.48-56
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• 1992

The purpose of this study was to investigate the enhancement of heat transfer without additional external power in the case of rectangular air jet impinging vertically on the flat heating surface. In an attempt to enhance the heat transfer rate in two-dimensional impinging jet, the technique used in the present study was placement of square rod bundles as a turbluence promoter in front of the heat transfer surface. The effects of the clearance between the flat plate and square rod, and the nozzle exit velocity on the heat transfer characteristics have been investigated experimentally. The results obtained through this study were summerized as follows. High heat transfer enhancement was achived by means of flow acceleration and thinning of boundary layer by inserting rods in front of the heating flat plate. The smaller the clearance between rod and heating plate was, the larger heat transfer effect became. Average Nusselt number reached maximum at $Re=5.76{\times}10^4$ and C＝1㎜ and the enhancement rate of heat transfer became maxium at this condition with the enhancement ratio as high as about 1.427 when normalized by the flat plate value. The correlating equation of average Nusselt number and Reynolds number was obtained, which is $\bar{N}uo=1.324{\cdot}Re^{0.459}{\cdot}(C/A)^{-0.034}$.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권3호
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• pp.1040-1049
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• 1996

The high loading combustion is accomplished by making the turbulent intensity strong and the scale small in the premixed combustor. The Da-mkoler number, which is decreased by short turbulent characteristic time or by long chemical reaction time, can make the distributed reaction flame. So we developed a doubled jet burner for high loading combustion. The doubled jet burner was designed to make the scale of the flame small by the effect of impingement and increasing shear stress with doubled jet. We investigated the turbulence characteristics of unburned mixture and visualized several flames with the typical schlieren photography. Then we studied the influence of several factors that related the scale of flame. Consequently, the doubled jet burner can make the eddy very small. And we can obtain the detail information of the flame scale through ADSF(the Average Distance between Successive Fringes) in the micro- schlieren photography. The ADSF is not a exact flame scale, but it has qualitative trend with increasing turbulent intensity. The ADSF is diminished remarkably with increasing turbulent intensity. The reason is that strong turbulent intensity makes the flame zone thick and flamelets numerous. We can confirm this fact by the signal analysis of ion currents.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.57-61
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• 2016

교각 주위에서의 국부세굴은 교각을 지나는 유체의 복잡한 흐름에 의해 발생한다. 이를 해석하기 위하여 많은 난류모형을 이용한 실내실험 및 수치실험을 수행하였으나 발생하는 와류를 하천 규모에서 전부 계산하기는 매우 어려운 문제다. 따라서 국부세굴 관련으로 최대 관심사인 최대 세굴심은 인공지능 기술에 근거한 다양한 기법을 적용해 계산하여 예측하기도 한다. 본 연구에서는 기계학습 분야 중 하나인 서포트 벡터 머신 (Support Vector Machines)을 이용하여 교각주위 국부세굴을 예측하였다. SVM은 본래 초평면을 이용하여 데이터를 분류시키는 기법이나 Vapnik(1995)이 제안한 ${\varepsilon}$ 서포트 벡터 회귀 (${\varepsilon}$-support vector regression)방법을 통해 회귀분석에도 활용할 수 있게 되었다. 학습을 위해 Charbert and Engeldinger (1956), Shen et al. (1969), Jain and Fischer (1979), 그리고 Dey et al. (1995)의 실험 자료를 이용하였고 검증을 위해 Yanmaz and Altinbilek (1991)의 실험 자료를 이용하였다. 커널함수로는 다항식 함수와 방사 기저 함수를 이용하였고 각 계수는 적합한 값을 찾기 위해 시행착오법을 사용하였다. 민감도 분석을 통해 각 계수들 중 ${\varepsilon}$의 변화가 결과에 가장 민감하게 변화를 일으키는 것을 확인하였고 검증 결과 SVM가 충분히 국부세굴을 잘 예측하는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.289-289
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• 2018

하천의 유사는 이동 형태에 따라 소류사와 부유사로 분류되는데, 대부분의 자연하천에서 유사는 난류로 인해 부유사의 형태로 이송된다. 하천 흐름 내 부유사는 크기와 모양이 서로 다른 입자들로 구성되어 있으며, 부유사의 입도 분포는 유사의 특성 뿐 아니라 흐름의 유사 이동 능력과 같은 유수동역학적 특성 또한 함께 고려되어야 한다. 유사의 입도 분포는 통계적인 방법을 통해 결정되며, 일반적으로 모래 하천의 입도 분포는 로그 정규 분포를 따르는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 부유사의 입도 분포 모형을 이용하여 다양한 흐름 조건 하에서의 입도분포를 살펴본다. 비점착성 유사의 입도 분포 모형은 점착성 유사의 입도 분포 모형으로부터 얻어지며, 1차원 유사 이동 모형과의 결합을 통해 다양한 흐름 조건에서 부유된 유사의 입도 분포를 모의할 수 있다. 여러 연구결과를 분석한 결과, 부유사의 입도 분포는 최빈치가 하나인 단최빈 분포(Unimodal Distribution)가 대다수를 차지하였으나, 최대 빈도가 두 개 이상 나타나는 쌍최빈 분포(Bimodal Distribution) 또한 흔히 나타나는 것이 확인된다. 본 연구에서 개발된 비점착성 유사의 입도 분포모형은 단최빈 및 쌍최빈이 나타난 실험실 실험 자료를 이용하여 검증된다. 단최빈의 입도 분포를 나타내는 실험 결과 2가지와 쌍최빈의 입도 분포를 나타내는 실험 결과 2가지를 이용하였을 때, 총 4가지의 다양한 유수동역학적 조건 하에서 비점착성 유사의 입도 분포가 합리적으로 모의되는 것이 확인된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.50-50
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• 2020

하천, 강어귀 및 해안 지역의 점착성 유사는 흐름 내에 입자의 충돌에 의한 흡탈착으로 인해 다양한 크기의 플록을 형성한다. 이 플록은 오염물과도 군집을 형성하여 하상이 퇴적되는 경우가 많으며 홍수 등과 같은 외부 충격으로 인해 재부 되어 하천 환경 및 생태계에 악영향을 미친다. 군집의 형성은 화학적인 결합과 물리적인 응집으로 분류할 수 있는데, 미세 점착성 유사의 군집형성에 대한 연구는 주로 화학적인 결합에 대한 연구가 활발하다. 반대로 물리적인 결합 혹은 외부 충격에 대한 플록형성 매커니즘에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 교반기를 활용한 실험을 통하여 점착성 유사에 대한 물리적인 흡탈착 과정을 분석하였다. 유입된 점착성 유사를 교반기로 외부충격을 주어 흡착과 탈착하는 정도를 탁도와 농도를 통해 정량화하였다. 실험은 원통 수조에서 수행되었으며, 교반기의 RPM을 조절하면서 외부충격의 강도를 조절하였다. 초기 실험을 통해 탁도-농도의 관계를 제시하였고 이를 활용하여 교반강도와 점착성 유사의 농도를 분석하였다. 실험 결과 교반강도가 증가할수록 플록 형성이 활발하게 진행되었으나, 일정 교반강도 이상에서는 다른 흡착 과정을 보였다. 이를 토대로 점착성 유사의 흡탈착의 임계값을 제시하였다. 향후 본 연구결과와 유속 혹은 난류강도 등의 하천특성과 연관성을 분석한다면 하천 내 오염물 관리에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.