• Title/Summary/Keyword: 내부유동제어

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Study on Flow by Surface Wettability in Micro-channel (표면 습윤성에 따른 마이크로 채널 내 유동 연구)

  • Keum, Hyun-Joon;Kim, Jee-Hoon;Byun, Do-Young;Lee, Suk-Han;Ko, Han-Seo
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 2007.11a
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    • pp.66-70
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    • 2007
  • 현재 많은 연구들이 작은 크기에 여러 공정을 집적시킬 수 있는 장점을 가진 마이크로 장치의 개발과 활용에 집중되고 었다. 마이크로 장치에서 가장 중요한 것은 미세 유동의 효율적인 제어이다. 본 연구에서는 마이크로 장치에 직접 적용 가능한 표면 개질 된 마이크로 채널의 유동에 대하여 고려하였다. 표면 개질(surface treatment)은 물리적, 화학적인 작용을 통해서 채널 내부 표면의 습윤성을 변화시켜 유동을 제어하는 방법이다. 친수성(glass)을 가지는 마이크로 채널 내부의 일부를 소수성(teflon)으로 개질 후, 고속카메라를 이용하여 채널 내부를 흐르는 유체의 유동 경계면 변화를 분석하였다. 또한 유동 해석을 위한 상용 코드(CFD-ACE)를 이용하여 유동에 대한 수치 해석을 진행하여 가시화된 실험 결과와 비교 분석하였다. 실험 결과와 수치 해석 결과를 통해, 친수성과 소수성 표면 배열에 따른 일시적인 유동 변화를 관찰하였다. 본 연구 결과를 통해 마이크로 채널 유동의 최적화 상태를 찾을 수 있으며, 보다 용이한 미세 유동 제어가 가능하다.

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Study of the Internal Flow and Evaporation Characteristic Inside a Water Droplet on a Vertical Vibrating Hydrophobic Surface (수직 진동을 이용한 가열된 고체표면 위 증발하는 액적의 내부유동 제어연구)

  • Park, Chang-Seok;Lim, Hee-Chang
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.41 no.1
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    • pp.37-46
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    • 2017
  • Thermal Marangoni flow has been observed inside droplets on heated surfaces, finally resulting in a coffee stain effect. This study aims to visualize and control the thermal Marangoni flow by employing periodic vertical vibration. The variations in the contact angle and internal volume of the droplet as it evaporates is observed by using a combination of continuous light and a still camera. With regard to the internal velocity, the particle image velocimetry system is applied to visualize the internal thermal Marangoni flow. In order to estimate the internal temperature gradient and surface tension on the surface of a droplet, the theoretical model based on the conduction and convection theory of heat transfer is applied. Thus, the internal velocity increases with an increase in plate temperature. The flow directions of the Marangoni and gravitational flows are opposite, and hence, it may be possible to control the coffee stain effect.

Study of the Thrust Vector Control Using a Secondary Flow Injection (2차 유동의 분사에 의한 제트 유동의 추력제어에 관한 연구)

  • 정성재;김희동;안재문;정동호
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.14-15
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    • 2002
  • 기체역학 이론에 의하면, 노즐의 공급압력과 노즐의 상세형상이 주어지는 경우에 추진 노즐로부터 방출되는 제트유동의 추력을 예측할 수 있으며, 최대추력은 노즐 출구에서 유동이 적정팽창 상태로 될 때 얻어진다. 실제의 추진 로켓에서나 다른 비상체에서는 추력의 예측뿐만 아니라, 얻어지는 추력의 방향을 적절하게 조절하여 제어하는 것이 요구된다. 종래 추력벡터 제어를 위해서 많은 연구들이 수행되었다. 일례로 추진노즐 내부에 베인(vane) 등을 삽입하여, 추력벡터를 조절하거나, 추진 노즐을 가변(movable nozzle)으로 하는 방법, 그리고 노즐내부에 2차 유동을 분사(secondary flow injection)하여 평균 추력벡터를 제어하는 방법 등이 제안되어 응용되어 왔다.

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Steady/Unsteady Cavitating Flow Analysis of Pilot Valve in Flight Actuator System Using Dynamic Moving Mesh (Dynamic Moving Mesh 기법을 이용한 비행조종작동기 제어용 파일럿 밸브 내부 정상/비정상 캐비테이션 유동 해석)

  • Son, Kap-Sik;Lee, Sea-Wook;Kim, Dae-Hyun;Kim, Sang-Beom;Park, Sang-Joon;Jang, Ki-Won;Cho, Jin-Soo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.39 no.7
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    • pp.634-642
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    • 2011
  • A numerical analysis of steady/unsteady flow applying cavitation model and moving mesh method was carried out in order to analyze flow and response characteristics inside the pilot valve which controls the flight actuator system. The flow of the valve was assessed according to operation temperature and time. This research has found that valve characteristics became stable at above a specific temperature and the cavitation affected valve's performance. Internal pressure and response characteristics of the valve were analyzed and flow characteristics of steady and developed unsteady flow were confirmed to be matched each other.

Effects of flow field on the performance of the concentric resonator (동심관형 공명기 내부의 유동장의 변화가 성능에 미치는 영향)

  • Lee, Seong-Hyun;Ih, Jeong-Guon
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2002.11b
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    • pp.715-718
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    • 2002
  • 자동차 및 유체기계의 흡기계나 배기계에 사용되는 소음기의 음향성능은 전달손실로 기계성능은 배압으로 표현된다.유체가 흐르는 관 사이의 임피던스 부정합을 이용하는 반사형 소음기의 경우, 내부 유로에 천공을 주어 음향감쇠를 시키거나 유동을 안정시키는 경우가 많다.본 연구에서는 동심관형 공명기의 내부 관에 존재하는 천공의 분포 양상의 변화가 공명기 내부의 유동장에 미치는 영향을 살펴보고, 그 유동장의 변화에 따라서 소음기의 성능이 어떠한 영향을 받게 되는지를 고찰하였다.또한 유동장에 영향을 미치며, 소음기의 설계 인자 중 하나인 면적 확장비의 변화가 유동장 및 배압에 미치는 영향을 예측하였다.이로부터 유동의 흐름을 제어하여 소음기의 성능을 향상시키는 방법을 찾고자 한다.

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Shape Design of Heat Dissipating Flow Control Structure Within a DVR using Parametric Study (매개변수 연구 기법을 이용한 DVR 내부 방열 유동제어 구조물의 형상 설계)

  • Jung, Byeongyoon;Lee, Kyunghoon;Park, Soonok;Yoo, Jeonghoon
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.31 no.4
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    • pp.165-171
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    • 2018
  • In this study, the shape of the flow control structure within a DVR was designed for heat dissipation of the CPU. The proposed design consists of three thin metal plates, which directly controls the air flow inside the DVR box and forces the air to pass through the CPU, thereby efficiently dissipating heat from the CPU. The shape of the structure was determined using parametric studies. To verify the design result, we carried out a three-dimensional time dependent numerical analysis using a commercial fluid dynamics analysis package FlowVision. As a result of experiments with a real DVR equipment, it is confirmed that the temperature of the CPU is significantly reduced compared to the initial model.

Preliminary Experimental Results of Pressure Control for Modulatable Thruster Applications (노즐목 가변 추력기의 압력제어 기법에 관한 예비실험 결과)

  • Choi, Jae-Sung;Huh, Hwan-Il
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.18-21
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    • 2011
  • In this study, basic research on the pressure control using driven pintle of modulatable thruster is presented. For this purpose, pintle thruster and pintle shape was developed. The actuator model was selected by calculating pintle load using Fluent software. Preliminary unsteady experimental results show that huge pressure oscillation is occurred as the pintle approach toward nozzle wall. From the preliminary experimental results, we could see possibility of pressure control of the modulatable thruster.

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Study of Flowfield of the Interaction of Secondary Sonic Jet into a Supersonic Nozzle (음속 이차유동 분출시 나타나는 초음속 노즐 내부 유동장에 관한 연구)

  • Ko, Hyun;Lee, Yeol;Yoon, Woong-Sup
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.7 no.3
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    • pp.45-52
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    • 2003
  • Detailed flowfield resulting from the secondary sonic gas injection into a divergent section of supersonic conical nozzle has been numerically investigated. The three-dimensional flowfield associated with the bow-shock/boundary-layer interaction inside the nozzle has been solved by Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with an algebraic and $\kappa$-$\varepsilon$ turbulence model. The numerical results have been compared with the experimental results for the identical flow conditions, and it is shown that the comparison is satisfactory Effects of different injection pressures of the secondary jet on the shock/boundary-layer interactions and the overall flow structure inside the nozzle have been investigated. The vortex structures behind the shock interaction and wall pressure variations have also been studied.

Thrust Vectoring Control by Injection of Secondary Jets Inside Supersonic Nozzle (초음속 노즐 내부 이차제트 분출을 통한 추력편향 제어에 관한 연구)

  • Yoon, Sang-Hoon;Kim, Kuk-Jin;Min, Seong-Kyu;Lee, Yeol;Chun, Dong-Yeon
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.349-352
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    • 2008
  • Thrust vectoring control by injection of secondary jet inside a convergent-divergent supersonic nozzle was studied by both experimentally and computationally. For various stagnation pressure of the secondary jet injected at a specific location(12 mm-downstream of throat) in the divergent section of nozzle, the characteristics of thrust vectoring were observed. Present numerical results were compared with previous investigators' results and Schlieren flow visualizations for the identical boundary conditions, and it showed a qualitatively good agreement. It was also noticed that the characteristics of thrust vectoring is strongly related to the reflection structure of oblique shock inside nozzle, ie., the pressure ratio of the secondary jet, SPR.

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Flow measurement in engine cylinder (기관 실린더 내의 가스 유동 계측)

  • 이창식
    • Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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    • v.9 no.1
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    • pp.9-14
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    • 1987
  • 왕복동 내연 기관 실린더 내의 가스 유동은 기관의 성능 향상, 연소 개선, 배기 정화 등에 직접적 으로 영향을 미치는 인자로 되며, 최근 각종 유동의 측정 방법 및 측정 장치의 개발은 가스 유동 계측에 많은 발전을 가져 왔다. 특히 각종 열기관의 연소 성능 향상을 위한 노력은 기관의 성능 향상과 더불어 여소 배출물의 유해 성분 저감을 위한 연구에 더욱 박차를 가하게 되었다. 이에 따라서 기관의 최적 제어 운전, 자동 제어 연료 공급 및 분사장치 등에 이르기까지 많은 노력이 경주되어 왔다. 이러한 연구 개발에 못지 않게 중요한 것은 실린더 내의 연소 성능을 향상시키 는 것이며 이를 위해서는 먼저 기관 실린더 내부의 가스 유동을 밝히고, 유동의 모델링, 유동장의 계측, 연소장의 유동 측정 등의 연구가 매우 중요한 것으로 생각된다. 실린더 내의 연소 및 유 동장의 연구는 주로 연소 특성치를 관한 연구와 유동장을 중심으로 하는 흐름의 시뮬레이션을 비롯 유동장의 계측으로 크게 나눌 수 있다. 여기서는 주로 실린더 내의 가스 유동의 측정 방 법과 최근의 연구 동향에 대하여 몇 가지 측정의 보기를 중심으로 다루기로 한다.

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