• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.321-328
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• 2009

Free surface impinging jet on a moving plate, which is applicable to cooling of hot metals in a steel-making process, is investigated numerically by solving the Navier-Stokes equations in the liquid and gas phases. The free surface of liquid-gas interface is tracked by a level-set method which is improved by incorporating the ghost fluid approach based on a sharp-interface representation. The method is further improved by employing a nonequilibrium $\kappa-\varepsilon$ turbulence model including the effect of low Reynolds number. The computations are made to investigate the effects of the nozzle pitch, moving velocity of plate and jet velocity on the interfacial motion and the associated flow and temperature fields.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권8호
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• pp.1115-1122
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• 2002

The present experiment investigates the effects of pore density f of aluminum foam heat sinks, the jet-to-jet spacing X and the nozzle plate-to-target surface spacing H of 3$\times$3 square impinging arrays on the averaged Nusselt number. The performance of the aluminum foam heat sinks and the rectangular plate heat sink is evaluated in terms of the enhancement factor. /equation omitted/. The multiple impinging jet with X/d=4.0 displays higher Nusselt numbers than single impinging jet for 12.0$\leq$H/d$\leq$20.0. With the variation of the jet-to-jet spacing, the aluminum foam heat sink of 10 PPI show higher Nusselt numbers than the 20 and 40 PPI aluminum foam heat sinks. Further, the 10 PPI aluminum foam heat sink demonstrates 26% higher enhancement factor than the rectangular plate heat sink in the range of 7000$\leq$Re$\leq$11000.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.323-327
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• 1991

본 연구에서는 로켓노즐로 부터 분출되는 고온의 초음속제트가 45˚로 경사진 평판으로 분사되는 경우의 열전달을 측정하였다.고온의 제트가 충돌하는 평판표면 의 고온과 열유속을 측정하는 것이 거의 불가능하므로, 국소적열전달은 국소적 준 1차 원 열전도모형을 평판표면 아래에서 측정한 온도자료에 적용하여 구하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제10권3호
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• pp.32-37
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• 2006

In this paper, we present the flow and heat transfer characteristics with the array of impinging jet nozzles by using the numerical computation and experiment. Numerical solutions were obtained for dimensionless gap H=6, dimensionless outlet length L=10 and Reynolds number Re=1500 by using the commercial CFD code, CFX-5. Experimental and numerical results were agreed well with each other. It was found that the impinging jet with circular array nozzles generated the uniform heat transfer area and the maximum heat transfer is higher than rectangular array nozzles for certain parameter sets. It is one of the most important utilities providing steam to turbine in order to supply mechanical energy in thermal power plant. It is composed of thousands of tubes for high efficient heat transfer.

• 한국전산유체공학회지
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• 제22권1호
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• pp.26-36
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• 2017

A numerical study has been performed to evaluate thermal-hydraulic performance of a finger type cooling module with multiple-jet impingement in a divertor of nuclear fusion reactor. To analyze conjugate heat transfer in both solid and fluid domains, numerical analysis of the flow using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations has been performed with shear stress transport turbulence model. The computational domain for the cooling module consisted of a single fluid domain and three solid domains; tile, thimble, and cartridge. The numerical results for the temperature variation on the tile were validated in comparison with experimental data under the same conditions. A parametric study was performed with four geometric parameters, i.e., angles between x-axis and centerlines of hole 1, 2, 3 and 4. The results indicate that the heat transfer rate was increased by 2.7% and 0.7% by the angle ${\theta}_1$ and angle ${\theta}_2$, respectively, and that the pressure drop was decreased by up to 1.8% by the angle ${\theta}_3$.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.835-840
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• 2009

In this paper, confined multiple slot jet impingement with exhaust ports is investigated numerically. A flow cell, defined as volume sectioned by the impingement and confinement surfaces and the centerlines of adjacent nozzle and exhaust port, is chosen for computational domain. The effects of Reynolds number and geometrical parameters on the heat transfer performance and the flow characteristics are studied. For turbulence, the Abe-Kondoh-Nagano version of the low-Reynolds k-$\varepsilon$ model is employed. The results showed that the local Nusselt number distribution is shifted down and show poor heat transfer performance for small Reynolds number and small ratio of the lateral and axial length of flow cell. The rest of range, except the range of the shift phenomenon, can be classified into three groups by heat transfer characteristics.

• 설비공학논문집
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• 제23권11호
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• pp.754-761
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• 2011

The present study numerically investigates two-dimensional flow and heat transfer in the multiple confined impinging slot jet. Numerical simulations are performed for the different Reynolds numbers(Re=100 and 200) in the range of nozzles from 1 to 9 and height ratios(H/D) from 2 to 5, where H/D is the ratio of the channel height to the slot width. The vector plots of velocity profile, stagnation and averaged Nusselt number distributions are presented in this paper. The dependency of thermal fields on the Reynolds number, nozzle number and height ratio can be clarified by observing the Nusselt number as heat transfer characteristic at the stagnation point and impingement surface. The Nusselt number at the stagnation point of the central slot shows unsteadiness at H/D=3 and Re=200. The value of Nusselt number at the stagnation point of the central slot decreases with higher Reynolds number and number of nozzle although overall area averaged Nusselt number increases. Hence careful selection of geometrical parameters and number of nozzle are necessary for optimization of the heat transfer performance of multiple slot impinging jet.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.523-523
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• 2013

대기압 제트 플라즈마는 의료산업 및 재료공정, 정수, 기체흐름 제어 등 다양한 분야에 적용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 뿐만 아니라 구동 조건에 따라 다양한 방전 모드가 존재하며, 이에 따라 발생된 플라즈마의 광학적 및 전기적 특성도 매우 다르게 나타나기 때문에 과학적으로도 새로운 현상들이 속속 발표되고 있다. 대기압 제트 플라즈마에서 중요한 과학적 현상 중 하나인 스트리머(streamer) 혹은 플라즈마 총알(plasma bullet)은 수-수십 kHz의 저주파 전압으로 구동 시 특정 조건에서 발생하는 현상으로, 최근 들어 시간분해능이 높은 ICCD 카메라를 이용하여 스트리머의 발생 및 전파에 대한 새로운 현상의 발견과 다양한 물리적 이해가 시도되고 있다. 본 연구에서는 헬륨 대기압 제트 플라즈마에 포함된 질소 함유량에 따른 다중 스트리머의 발생 및 기작의 이해를 시도하였다. 구동 전압 및 주파수, 헬륨기체의 유량, 전극 구조 및 간격 등 모든 조건이 동일한 상태에서 질소기체의 함유량을 증가시킬수록 특정 영역에서 스트리머의 개수가 증가하는 것을 관찰되었다. 또한 $N_2{^+}$의 방출광 세기가 헬륨 및 산소 원자의 방출광보다 지배적인 것으로 측정되었으며, 이는 헬륨 플라즈마에서 흔히 나타나는 헬륨 metastable에 의한 질소분자의 페닝 이온화(Penning ionization) 때문이다. 본 연구팀은 페닝 이온화($He^*+N_2{\rightarrow}He+N_2{^+}+e$)로 인해 추가적으로 발생하는 전자가 다중 스트리머 발생에 중요한 역할을 하는 것이라 제안한다. 좀 더 심화적인 분석을 하고자 헬륨-질소 플라즈마에서 주된 여러 가지 반응식을 이용하여 페닝 이온화에 의한 이온화율 및 전자의 직접적인 충돌에 의한 질소, 헬륨의 이온화율의 계산을 수행하여 특정 영역에서 헬륨의 이온화율보다 질소 페닝 이온화율이 더 커지는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.177-180
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• 2010

고압관, 가압관, 발사관으로 구성된 Ballistic Range의 일종인 2단식 경가스 총을 사용하여 초음속 액체 제트의 분무 특성을 연구하였다. 135 bar의 압축공기는 고압관과 가압관 사이에 OHP필름으로 구성된 격막을 파열시킨 후 가압관의 발사체를 약 250 m/s의 속도로 가속하였다. 가속된 발사체는 액체 저장부에 충돌하여 액체를 초고압으로 가압한 후 초음속으로 분사시키며, 특히 초음속 액체 제트는 미립화된 다중 제트의 형태를 나타내고 액체 제트 전방 영역에서 충격파를 수반한다. 다양한 분사 노즐의 기하학적 형상에 대한 분무시험결과 초음속 액체 제트의 속도와 충격파 각도가 각각 다르게 생성되었으며, L/d가 9.9, 11.9, 23.8의 조건에 대하여 L/d가 23.8의 경우에 액체 제트의 분사속도가 마하수 1.53으로 가장 낮게 측정되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권2호
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• pp.135-145
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• 2004

An experimental study is conducted to investigate the flow and heat transfer characteristics of a multi-tube inserted impinging jet. Four different multi-tube devices are tested for various nozzle-to-plate distance. Flow visualization by smoke-wire method and velocity measurements using a hot-wire anemometer are applied to analyze the flow characteristics of the multi-tube insert impinging jet. The local heat transfer coefficients of the multi-tube inserted impinging jet on the impingement surface are measured and the results are compared to those of the conventional jet. In multi-tube inserted system the multi-tube length plays an important role in the flow and heat transfer characteristics of the jet flow. With multi-tube insert of I3d4 and I6d4 which has relatively longer tube length than the multi-tube-exit of I3d1 and I6d1, the flow maintains its increased velocity far downstream due to interaction between adjacent flows. For the small H/D of 4, the local heat transfer coefficients of multi-tube inserted impinging jet are much higher than those of the conventional jet because the flow has higher velocity and turbulent intensity by the use of the multi-tube device. At large gap distance of H/D=12, also higher heat transfer rates are obtained by installing multi-tube insert except multi-tube insert of I3d1.