• 항공우주기술
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• 제13권2호
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• pp.150-159
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• 2014

본 연구에서는 액체산소/케로신 추진 로켓 엔진 연소장치의 국내 개발에 있어서의 전산유체역학 응용 사례를 간략히 소개하였다. 추진제 공급부에 대한 다차원 유동 해석을 통해 유동 균일성을 확인하고 및 압력 손실을 예측할 수 있으며, 개념 설계 단계에서 추진제 매니폴드 형상 설계안을 비교/선택할 수 있다. 다분야 연소/냉각 성능 통합 해석을 통해 로켓 엔진 연소기의 연료 막냉각 및 열차폐 코팅 조건 등 연소/냉각 성능 관련 설계 문제 해결에 필요한 주요 정보를 도출할 수 있다. 향후 분사면 근처에서의 추진제 혼합 및 연소특성을 파악할 수 있는 해석 모델/기법을 개발할 필요가 있다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권4호
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• pp.92-99
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• 2011

In order to protect the turbine blade from working fluid of high temperature, many cooling techniques such as internal convection cooling, film cooling, impinging jet cooling and thermal barrier coating have been developed. With all other things, film-cooling has been widely used as the important alternative. In the present work, numerical analysis has been performed to investigate and to compare the film-cooling performance of various film-cooling hole schemes such as cylindrical, crescent, louver, and dumbbell holes. To analyze the turbulent flow and the film-cooling mechanism, three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis has been performed with shear stress transport turbulence model. The validation of numerical results has been assessed in comparison with experimental data. The characteristics of fluid flow and the film-cooling performance for each shaped hole have been investigated and evaluated in terms of centerline, laterally averaged and spatially averaged film-cooling effectivenesses. Among the film cooling holes, the dumbbell shaped hole shows better film-cooling effectiveness than the other shaped holes. And the louver and cylindrical shaped hole show the worst film cooling performance, and concentrated flows on near the centerline only.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.104-111
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• 2011

To protect the turbine blade, many cooling techniques has developed. With all other things, film-cooling has been widely used as the important alternative. In the present work, numerical analysis has been performed to investigate and to compare the film-cooling performance of various film-cooling hole schemes such as cylindrical, crescent, louver, and dumbbell holes. To analyze the turbulent flow and the film-cooling mechanism, three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis has been performed with shear stress transport turbulence model. The validation of numerical results has been assessed in comparison with experimental data. The characteristics of fluid flow and the film-cooling performance for each shaped hole have been investigated and evaluated in terms of centerline, laterally averaged and spatially averaged film-cooling effectivenesses. The dumbbell shaped hole shows better film-cooling effectiveness than other shaped holes. And the louver and cylindrical shaped hole shows lower one, and concentrated flow on centerline only.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.33-41
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• 2012

In the present work, a parametric study on double-jet film-cooling has been carried out to enhance the film-cooling effectiveness using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis. The shear stress transport turbulence model is used as the turbulence closure. The lateral ejection angles and the lateral and streamwise distance between the centers of the cooling holes are chosen as the geometric parameters. The spatially averaged film-cooling effectiveness averaged over an area of 8 hole diameters in width and 30 hole diameters in streamwise length is used to evaluate the performance of film-cooling. The parameter of the lateral distance has the largest impact on the film cooling effectiveness compared to the others. On the other hand, the parameter of streamwise distance gives the least influence on the film cooling effectiveness.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.298-303
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• 2002

Dispersion of coolant jets in a film cooling flow field is the result of a highly complex interaction between the film cooling jets and the mainstream. In order to investigate the effect of blowing ratios on the film cooling of turbine blade, cylindrical body model was used. Mainstream Reynolds number based on the cylinder diameter was $7.1{\times}10^4$. The effect of coolant flow rates was studied for blowing ratios of 0.7, 0.9, 1.2 and 1.5, respectively. The temperature distribution of the cylindrical model surface is visualized by infrared thermography (IRT). Results show that the film-cooling performance could be significantly improved by the shaped injection holes. For higher blowing ratio, the spanwise-diffused injection holes are better due to the lower momentum flux away from the wall plane at the hole exit.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.994-1000
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• 2011

본 논문은 압전소자의 주기적인 발진운동을 탄성 변환하여 유체유동을 유발하는 압전소자 팬의 수치해석 모델에 대한 연구이다. LED 모듈 등의 고밀도 열이 발생하는 소형 전자장치의 냉각에 적용이 가능한 압전소자 냉각팬의 성능 향상을 위해 CFD 도구를 이용하였다. 본 논문의 결과는 압전소자의 길이 5cm와 방열판의 길이 3cm라는 비율이 효과적이었다. 이는 기하학적으로 비슷한 형태를 가지고 다른치수를 가지는 모델에서 기초적인 설계를 하는데 도움이 될 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1493-1498
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• 2010

본 논문에서는 압축냉각공기, MQL 및 $MoS_2$ 나노유체 MQL 을 적용한 메소스케일 밀링의 가공 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 마이크로/메소 밀링 가공 실험 수행을 위하여 BLDC 스핀들과 DC 모터슬라이드를 장착한 데스크톱 크기의 3 자유도 메소 스케일 기계가공 시스템을 구현하였고, 가공 시편의 표면거칠기 측정 및 분석을 통해 가공성능 평가를 수행하였다. 실험을 통해 압축냉각공기, MQL 및 $MoS_2$ 나노유체 MQL 을 사용한 경우 건식가공에 비하여 표면거칠기가 향상되는 것을 발견하였으며 특히 $MoS_2$ 나노유체 MQL 과 압축냉각공기를 동시에 적용하였을 경우의 가공 표면거칠기가 가장 우수함을 확인하였다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제9권
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• pp.87-94
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• 1991

Stirling기관(機關)의 성능(性能) 예측(豫測)을 위한 1차원해석방법(次元解析方法)으로서 지금까지는 온도(溫度)의 기준(基準)으로 팽창(膨脹) 및 압축공간(壓縮空間)의 작동유체(作動流體)의 온도(溫度)를 각각(各各) 가열기(加熱器)와 냉각기내(冷却器內)의 작동유체(作動流體)의 온도(溫度)와 동일(同一)하게 취급(取扱)하였으나 실제로는 등온팽창(等溫膨脹), 등온압축(等溫壓縮)의 변화(變化)를 수행시킬 수 없으므로 팽창공간내(膨脹空間內)의 온도(溫度)는 가열기내(加熱器內)의 온도(溫度)보다 낮고, 압축공간내(壓縮空間內)의 온도(溫度)는 냉각기내(冷却器內)의 온도(溫度)보다 높기 때문에 실제(實際)와 부합(符合)되지 않는 점이 있었다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 팽창(膨脹) 및 압축공간내(壓縮空間內)의 대표온도(代表溫度)를 팽창공간내(膨脹空間內)의 온도(溫度) 저하(低下)와 압축공간내(壓縮空間內)의 온도(溫度) 상승(上昇)을 고려하여 성능(性能)을 평가(評價)한 결과(結果), 팽창공간내(膨脹空間內)의 작동유체(作動流體) 온도(溫度)를 가열기(加熱器)와 가열기(加熱器)부터 기관압축비(機關壓縮比) ${\varepsilon}$에 상당하는 단열압축(斷熱壓縮)을 했을 때의 온도(溫度)와의 평균온도(平均溫度)로 하고 압축공간내(壓縮空間內)의 작동유체(作動流體) 온도(溫度)를 냉각기(冷却期)와 냉각기(冷却期)로부터 기관압축비(機關壓縮比) ${\varepsilon}$에 상당하는 단열압축(斷熱壓縮)했을때의 온도(溫度)와의 평균온도(平均溫度)로 선정(選定)한 경우가 팽창공간내(膨脹空間內)의 온도저하(溫度低下)만을 고려하고, 압축공간(壓縮空間)의 온도(溫度)는 냉각기내(冷却期內)의 온도(溫度)와 동일(同一)하게 취급(取扱)했을 경우, 그리고 팽창공간(膨脹空間)과 압축공간내(壓縮空間內)의 작동유체(作動流體)의 온도(溫度)를 각각(各各) 가열기(加熱器)와 냉각기내(冷却器內)의 작동유체(作動流體)의 온도(溫度)와 동일(同一)하게 취급(取扱)하였을 경우보다 실측치(實測値)에 더 접근(接近)하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.747-749
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• 2002

초전도 마그네트 시스템의 냉각방법 중, 액체 헬륨등의 극저온 유체를 이용한 액체냉각방식이 극저온 냉동기를 이용한 직접 전도냉각 방식에 비해 신뢰도가 높은 열적 안정성으로 인하여 현재도 많은 초전도 마그네트 시스템이 액체냉각방식을 이용하고 있다. 그러나, 고가의 극저온 액체의 재충전으로 인하여 경제성이 낮고 취급이 불편한 단점이 있다 이러한 액체냉각방식의 단점을 보완하고자 극저온 유체를 시스템 안에서 직접 응축하여 재충전을 하지 않는 재응축형 시스템을 개발하여 실험하였다. 실험에 사용한 초전도 마그네트 시스템은 상온보아 1270 mm. 최대자장 0.3 T로 설계되었고, 금속 전류도입선과 HTS 전류도입선을 복합적으로 사용하였으며, 복사차폐막 냉각용 극저온 냉동기와 헬륨 재응축용 극저온 냉동기를 사용하였다. 초전도 마그네트는 200 A에서 1600 gauss의 자장으로 운전하였고 극저온 용기에서는 0.05 bar의 압력으로 액체 헬륨이 증발하지 않고 유지되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권6호
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• pp.559-566
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• 2013

본 연구에서는 고체의 표면조도가 나노유체 액적의 접촉각에 미치는 영향에 대해 실험적 연구를 수행하였다. 나노유체는 산화구리(CuO) 나노분말을 순수 물과 혼합하여 제조하였으며, 고체는 한 변의 길이가 10 mm 정육면체 구리시편을 실험에 사용하였다. 나노유체 액적의 접촉각은 동일한 표면조도 조건에서 순수 물 액적의 접촉각 보다 다소 낮게 측정되었으며, 구리시편의 표면조도가 증가할수록 순수 물과 나노유체 액적의 접촉각은 모두 증가하고 있음을 실험결과로부터 알 수 있었다. 또한 가열-급냉(quench) 실험을 거친 구리시편 표면에서의 접촉각은 순수 표면에서의 접촉각보다 다소 낮게 측정되었으며, 이는 구리표면의 산화에 기인하는 것으로 판단된다. 그러나 가열-급냉 실험에 있어서 냉각 액체로서 순수 물과 나노유체를 사용한 경우의 액적 접촉각 측정결과들은 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 이러한 실험결과로부터 냉각과정에 있어서 나노입자가 액적의 접촉각에 영향을 미칠 정도로 구리시편의 표면상태를 변화시키지 못하는 것으로 생각된다.