• Journal of the KSME
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• v.30 no.4
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• pp.310-321
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• 1990

기체, 액체 고체상(相)이 섞여서 함께 흐르는 유동을 다상유동(multiphase flow)이라고 하며, 그 중 2개의 상이 섞여서 흐르는 경우를 2상유동(two-phase flow)이라고 일컫는다. 다상유동의 현상은 일상적인 생활에서도 많이 접하며(예컨대, 눈, 비가 내리는 현상, 안개, 황사, 스모그 현상 등) 특히 열전달과 관련하여 비등 및 응축을 수반하기도 한다. 특히 기계공학적 시스템에의 응 용측면에서는 다상유동의 전문지식이 증발기, 응축기 등 각종 열교환기기의 설계에 적용되므로 본 해설에서는 기체-액체(gas-liquid) 2상유동으로 그 내용을 한정하기로 한다. 2상(two-phase) 유동은 동일한 화학적 성분을 가진 물질이 서로 다른 상을 유지하면서 공존하여 흐른다는 점에서 2개의 다른 화학성분으로 구성된 2성분(two-component) 유동(예컨대 공기-물의 혼합유동)과는 엄밀하게는 다르나, 두 유동은 제반 형상이 유사하고, 해석 및 실험방법면에서도 많은 유사성이 있어서 총괄적으로 두 유동을 모두 2상유동이라고 칭하고 있다(1). 본 해설에서는 이러한 기체 -액체 2상유동분야에서 다루는 연구내용을 개괄적으로 소개하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.2
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• pp.183-190
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• 2014

A multiphase pump was developed in this study. The optimum multiphase pump design was arrived at, and the interactions among the different geometric configurations were explained by applying numerical analysis and the DOE (design of experiments) method. First, we designed the base model to meet the specifications. Then, we defined the design parameters related to the meridional plane and the blade angle. Each design parameter was used for generating experiment sets, and numerical analyses were performed on these sets. Finally, the optimized design was selected based on the results of the DOE analysis. The numerical optimization resulted in the optimum model having higher efficiency than the base model. In addition, performance degradation due to changes in the GVF (gas volume fraction) is discussed.

• Journal of the KSME
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• v.52 no.10
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• pp.41-44
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• 2012

이 글에서는 해저에서 채굴된 다상의 가스 및 원유를 처리하고 정제하는 해저플랜트 공정처리장비의 핵심 기자재인 다상유동펌프에 대해 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.386-392
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• 2010

The multiphase simulation of a liquid jet in a lab-scale ramjet combustor with a plain orifice type injector was studied with a commercial CFD tool, a FLUENT program. The objectives of the current study are to analysis the breakup characteristics of a hexane liquid jet in a cross flow and to derive the correlation between flow conditions and drag force coefficients in a test section. From the result of a numerical simulation, we concluded that a DPM and Realizable $k-{\varepsilon}$ model with an enhanced wall treatment were available to simulate the multiphase flow simulation. And the calculated distribution of a hexane vapor concentration was well-matched with experimental results.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.20 no.1
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• pp.37-44
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• 2017

Complexity of multiphase flows due to existence of more than two interface including free-surface in one system, cannot be simulated easily. Since more than two fluids affect to flows and disturb interface, non-linearities such as instabilities can be appeared. Among several instabilities on multiphase flows, one of representative is Rayleigh-taylor instability. In order to examine in importance of density disparity, several cases with numerous Atwood number are set. Moreover, investigation of influence on initial disturbance were also considered. Moving particle simulation (MPS) method, which was employed in this paper, was not widely used for multiphase problem. In this study, by adding new particle interaction models such as self-buoyance correction, surface tension, and boundary condition at interface models, MPS were developed having more strength of physics and robust. By applying newly developed multiphase MPS, considered cases are performed and compared each other. Additionally, though existence of disagreement of magnitude of rising velocity between theoretical values from linear potential theory and that of numerical simulation, agreement of tendency can be proved of similarity of result. the discordance of magnitude can be explained due to non-linear effects on numerical simulation which was not considered in theoretical result.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.7
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• pp.721-730
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• 2012

The present paper presents a numerical study on multiphase flows induced by wall adhesion. The continuum surface force (CSF) model with the wall adhesion boundary condition model is used for calculating the surface tension force; this model is implemented in an in-house solution code (PowerCFD). The present method (code) employs an unstructured cell-centered method based on a conservative pressure-based finite-volume method with a volume capturing method (CICSAM) in a volume of fluid (VOF) scheme for phase interface capturing. The effects of wall adhesion are then numerically simulated by using the present method for a shallow pool of water located at the bottom of a cylindrical tank with no external forces such as gravity. Two different cases are computed, one in which the water wets the wall and one in which the water does not wet the wall. It is found that the present method efficiently simulates the surface tension-dominant multiphase flows induced by wall adhesion.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2001.06a
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• pp.3-8
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• 2001

LBM은 분자 운동을 직접 모사하지 않고 통계 역학적 원리에 기초하여 주어진 격자 구조 아래서 입자들의 단순 이동, 충돌 과정의 반복에 의해 유동을 모사하는 방법이다. 이미 다양한 열유동 현상들에 대한 응용 결과가 발표되었으며 병렬화, 단순한 프로그래밍 등의 장점으로 인해 앞으로 연소, 다상 유동, micro/nano 스케일 유동 등의 해석에 많은 가능성을 지니고 있다. 아직 국내에서는 이에 대한 소개가 제대로 이루어지지 못해 관련 분야의 연구자들이 충분한 관심을 갖고 있지 않은 것으로 생각되어 본 논문에서 LBM 방법에 대한 개략적인 소개를 시도하였다.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.14 no.1
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• pp.9-14
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• 2016

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.606-611
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• 2015

초기 화재 진압을 위해 사용되는 스프링클러(sprinkler) 설비는 스프링클러헤드의 형태에 따라 살수 분포가 달라진다. 화점의 발생 위치는 특정하기 어려우므로 스프링클러의 살수범위(spray coverage)가 넓게 퍼지는 형태가 되는 것이 확률적으로 가장 큰 효율성을 가진다. 본 연구에서는 EDISON_전산열유체 시스템의 다상유동 해석자를 활용하여 스프링클러헤드의 형태에 따라 살수각과 국부 유동장을 분석하였다. 3차원 형상을 가지는 스프링클러헤드 형상을 2차원 단면으로 나누어 해석하였으며 프레임(frame)과 반사판(deflector)의 형상에 따른 유동장의 변화를 살펴보았고 살수각(spray angle)을 정량적으로 나타내었다. 최종적으로 최대 최소의 살수각을 갖는 2차원 스프링클러헤드를 형상화하였고 이를 중첩하여 살수 범위를 넓게 갖는 스프링클러헤드를 3차원 모델링하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.213-213
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• 2022

본 논문은 슬로싱(Sloshing) 거동에 놓인 극저온 액체수소 화물창의 BOG 예측을 위한 CFD 해석 절차를 다루고 있다. 특히, 적재율(Filling Ratio)에 따라 달라지는 열 유입과 그에 따른 액체수소의 기화 경향을 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 액체수소와 기체수소의 혼재에 의한 다상 열유동(Multiphase-Thermal flow) 특성을 반영하고 유동에 따른 강제 대류 현상을 열유속에 반영하기 위한 CFD 해석을 수행하였다. 다상 유동 모델의 정확성을 검증하기 위하여 슬로싱 실험의 압력 계측 값과 해석의 압력 값 및 자유수면(Free surface) 형상을 비교하였다. 소형 C-Type 독립형 액화수소 탱크를 대상으로 슬로싱 유동과 BOG 발생을 수치적으로 예측하였다. 해석 과정에서 VOF(Volume of fraction) 모델과 Eulerian 모델을 모두 적용하여, 액체수소에 유입되는 열 유속(Heat flux)의 예측 정확성을 비교하였다. 슬로싱 유무에 따라 액체수소에 유입되는 열 유속을 비교하여 슬로싱 유동의 포함 여부에 따른 BOG 발생량의 변화를 제시하였으며, 최종적으로 액체수소의 충전율(Filling ratio) 별로 BOG 발생량의 경향성을 제시하였다.