본 연구에서는 다공성 매질의 공극율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수와 같은 물리적 특성에 따른 유체흐름의 비선형 거동에 대한 수치적 분석을 수행하였다. 적용된 수치모형은 ANSYS CFX 3차원 유동해석 모형이며, 모형의 검증은 기존의 물리적 실험 결과 및 수치모의 결과의 적용을 통해 수행되었으며, 적용된 압력경사와 유속과의 관계 그리고 마찰계수와 레이놀즈 수와의 관계에 대해 비교적 잘 일치하였다. 다공성 매질의 공극율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수의 값을 변화시키면서 모의한 결과 유체의 동점성 계수가 다공성 매질의 유체흐름의 비선형 거동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
This article reports the drag reduction phenomenon of aqueous suspensions containing carbon nanotubes (CNTs) flowing through horizontal tubes. Stable nanofluids were prepared by using a surfactant. It is found that the drag forces of CNT nanofluids were reduced at specific flow conditions compared to the base fluid. It is found that the friction factor of CNT nanofluids was reduced up to approximately 30 % by using CNT nanofluids. Increased kinematic viscosities of CNT nanofluids are suggested to the key factors that cause the drag reduction phenomenon. In addition, transition from laminar to turbulent flow is observed to be delayed when CNT nanofluids flow in a horizontal tube, meaning that drag reduction occurs at higher flow rates, that is, at higher Reynolds numbers.
근래에 들어 축의 고속회전이 요구되고 윤활제로 물이나 액체금속과 같은 동점성계수가 낮은 윤활제가 사용됨에 따라 베어링내의 유동은 층류상태를 벗어난 난류상태에 이르고 있다. 이와같이 고속에서 사용되는 저어널베어링에서의 윤활제의 유동은 더욱 복잡하게 되어 이들에 대한 정확한 특성을 예측하기 위한 연구가 필요하게 되었다. 최근에는 열유체윤활에 대한 연구가 행하여지고 있으나 저어널베어링의 온도특성에 대한 실험적 연구는 부족한 상태이다. 그리고 저어널의 하중을 지지하는 유막내의 압력에 대한 실험을 보면 거의 베어링면에서 국부적으로 측정하므로 유막에서 발생하는 압력의 분포를 정확히 알기는 어렵다. 본 연구에서는 저어널의 중앙단면에 압력계를 부착하여 연속적인 압력분포를 측정하고 베어링내면의 온도분포를 측정하며 편심율과 위상각, 배유량을 측정하여 저어널베어링의 성능특성을 예측하기 위한 실험자료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 연구는 강우시 소하천 수로구간에서 유사농도의 연직분포를 유사량 측정기 (ASM-IV)로 실측하여 그 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 충남 연기군 서면에 위치한 월하천 시점부분의 수로구간을 연구대상으로 선정하였다. 실측된 부유사농도의 분석자료는 상하류구간에서 각각 1시간 11분 30초 및 40분 32초 동안에 2초 간격으로 측정된 2,145개 및 1,216개중 16개씩의 시간구간 자료가 사용되었다. 분석한 결과, 상류구간의 실측치 Rouse 수는 $0.00129{\sim}0.02394$로 분포하고, 평균값은 0.01129로 나타났으며, 하류구간에서는 $0.00118{\sim}0.00822$, 평균값은 0.00436으로 하류의 값이 상류의 값보다는 훨씬 작게 분포하는 것으로 나타났다. 계산치 Rouse 수는 상류구간의 경우 $0.065115{\sim}0.065295$, 평균값은 0.06521로 나타났고, 하류구간의 경우에는 $0.057315{\sim}0.059109$, 평균값은 0.05795로 하류구간이 상류구간보다 약간 작은 값을 갖으나, 실측치 비교에서의 차이보다는 적게 나타났다. 그러나 실측치와 계산치의 비교에서는 상류구간보다 하류구간에서 더 큰 차이를 갖는 것으로 나타났는데, 이 오차는 하류구간의 침강속도 산정시 높은 수온에 대한 동점성계수 값을 본 연구에서 유도한 경험식으로 계산한 것도 원인중의 하나에 포함될 것이다.
Due to environmental concerns $CO_2$ has been reintroduced as a potential candidate to replace HFCs in refrigeration systems since 1990s. In a refrigeration cycle, oil is utilized in lubricating a compressor. However, although oil separators are installed after a compressor oil is prone to leak to the whole system. The mixing of $CO_2$ and oil, even a small amount of oil, the heat transfer performance in heat exchanger deteriorated and the pressure drop inside tube increases. Therefore, it is needed to precisely estimate the mixture thermodynamic properties of $CO_2$-lubricant oil to correctly design a $CO_2$ refrigeration system. The commonly used method in estimating the mixture properties is the mole based weighting model. However, the accuracy of the method can not be assured. In the present study, $CO_2$-lubricant oil mixture properties including viscosity and density were estimated by using the mixture models, based on the equation of state (EOS).
본 연구에서는 입자가 부상된 이상난류제트유동에 Einstein의 확산모형, Pes- kin모형, 3-방정식 모형, 4-방정식 모형, 대수응력모형 등을 적용하여 해석하고 각 모 형들의 결과를 비교 분석하였다. 이상난류유동의 수치해석에서 공기는 제1유체유동 으로 하고 첨가되는 고체분말의 흐름은 밀도(.rho.$_{p}$), 층류동점성계수(.nu.$_{p}$), 과점성계수(.nu.$_{pt}$ )를 갖는 제2유체유동의 흐름으로 간주하였다.
지지 벡터 기계(Support Vector Machine; SVM)는 기본적으로 이진분류를 위해 고안되었지만, 최근 다양한 분류기 생성전략과 결합전략이 고안되어 다중부류 분류에도 적용되고 있다. 본 논문에서는 OVR(One-Vs-Rest) 전략으로 생성된 SVM을 NB(Naive Bayes) 분류기를 이용하여 동적으로 구성함으로써, OVR SVM을 이용한 다중부류 분류 시스템에서 자주 발생하는 동점을 효과적으로 해결하는 방법은 제안한다. 이 방법을 유전발현 데이터를 이용한 다중부류 암 분류에 적용하였는데, 고차원의 데이터로부터 NB 분류기 구축에 유용한 유전자를 선택하기 위해 Pearson 상관계수를 사용하였다. 14개의 암 유형과 16,063개의 유전발현 수준을 가지는 대표적인 다중부류 암 분류 데이터인 GCM 암 데이터에 적용하여 제안하는 방법의 유용성을 확인하였다.
원형 실린더를 주변 흐름에 관한 연구는 오랜 기간 유체역학 전 영역에서 모형실험이나 수치모형으로 광범위하게 연구되었다. 이 흐름은 하천의 교각이나, 바다의 시추선과 같은 수공구조물 주변에서 관측된다. 난류와 와류가 공존하는 복잡한 특성 때문에, 이 흐름은 수공학에서 유사이송, 세굴, 오염물 확산 등에 영향을 준다. 본 연구는 실험실 수로에 설치된 원형 실린더(D=9cm) 후방의 근접 와류 구간에서(x/D<5) 유속을 ADV로 측정한 후, 난류 특성을 Power Spectral Estimation(PSE)와 Singular Spectral Analysis(SSA) 방법으로 연구하였다. PSE는 샘플 스펙트럼의 한계를 보완하고자 자료를 분할하고, window 함수를 적용하여 ensemble 평균을 구하는 경험적 방법이다. PSE를 이용하여 스펙트럼을 계산한 결과, 주 흐름 및 횡방향 흐름은 Inertial subrange에서 Kolmogorov의 가정과 일치하는 추세를 보였다. 그러나 수심방향 흐름의 스펙트럼은 -5/3보다 빠르게 감소하는 추세를 보였다. Inertial subrange 스펙트럼에서 난류 에너지 소산율은 원형 실린더에서 멀어짐에 따라 감소하는 추세를 보였고, 주 흐름방향과 횡방향 흐름은 비슷한 크기를 보였다. 난류 에너지 소산율과 동점성계수를 이용하여 Kolmogorov 길이, 유속, 시간 스케일을 계산했다. 난류의 운동에너지를 계산하기 위해 Triple decomposition 방법 중 하나인 SSA를 적용하였다. SSA는 유속행렬을 이용하여 고윳값과 고유벡터를 계산하고, 유속에서 기여도가 큰 부분을 추출하는 방법이다. SSA를 통해 실린더 후방 흐름에서 와류 성분과 난류 성분을 나누었다. 횡방향 흐름은 강한 와류로 큰 기여도를 갖는 고유벡터가 나타났지만, 주 흐름과 수심방향 흐름은 상대적으로 낮은 기여도를 갖는 고유벡터가 나타났다. 와류를 제외한 흐름에서 난류 운동에너지는 실린더와 멀어짐에 따라 감소하고, 흐름 중앙에서(y/D=0) 가장 큰 값을 보였다.
본 논문에서는 작동유의 최대 동점성 계수가 400cSt까지 변하는 조건에서 항공기 도어 댐퍼용 칼날형 댐핑 오리피스를 설계하였다. 전산 유동 해석과 실험을 통하여 칼날 오리피스의 유량계수를 분석하였고, 오리피스의 크기와 칼날 각도, 유동방향, 레이놀즈수가 미치는 영향을 고려하였다. 이 결과를 바탕으로 오리피스의 크기에 따라 댐퍼의 성능 기준을 충족시키기 위해 제한해야 하는 댐퍼의 쿨롱 마찰력 범위를 유도하였다.
본연구에서는 그물어구의 상사를 지배하는 무차원수 K를 $$K=\frac{{\nu}^n\rho_wv^{2-n}}{{d^{1+n}(\rho-\rho_w)}$$ d, p: 재료의 직경 및 밀도 $\nu,\rho_w,v$: 물의 동점성계수, 밀도 및 속도으로 정하고, 여기에서의 직경의 비를 결정하는 방법에 따라 실물과 모형과의 상사를 완전하게 그리고 근사적으로 만족시키는 조건들을 구하였다. 즉, 원전한 상사한 경우는 직경의 비를 축척비와 같게 하고, 나아가서 다른 모든 치수의 비도 축척비와 같게 함으로써 만족된다고 하였으며, 측사적 상사의 경우느 직경의 비가 축척비 $(\frac{\lambda_2}{\lambda_1})$와 같지 않아도 된다고 하여, 그물실의 직경 d, 코의 크기 $\iota$ 및 콧수 N의 비를 $$\frac{d_2}{d_1}=\frac{\iota_2}{\iota_1}=\frac{\lambda_2}{\lambda_1}{\cdot}\frac{N_1}{N_2}$$ 으로, 줄의 직경 d', 길이 $\iota'$ 및 밀도 $\rho'$의 비를 $$\frac{d_2'}{d_1'}=\sqrt{{\frac{\lambda_2}{\lambda_1}}\cdot{\frac{d_2}{d_1}}\cdot{\frac{\rho_2-\rho_{w2}}{\rho_1-\rho_{w1}}\cdot{\frac{\rho_1'-\rho_{w1}}{\rho_2'-\rho_{w2}}}}$$, $\frac{\iota_2'}{\iota_1'}=\frac{\lambda_2}{\lambda_1}$로, 부속구의 치경 $d'$, 밀도 $\rho'$ 및 수 $N'$의 비를 $$\frac{N_2'}{N_1'}=(\frac{\lambda_2}{\lambda_1})^2(\frac{d_2}{d_1})(\frac{d_1'}{d_2'})\frac{(\rho_2-\rho_{w2})}{(\rho_1-\rho_{w1})}\frac{(\rho_1'-\rho_{w1})}{(\rho_2'-\rho_{w2})}$$으로 정하였다. 이렇게 정해진 모형어구에 대해 유속 v의 비느 $K_1=K_2$로부터 $$(\frac{u_2}{u_1})^{2-n}=(\frac{\nu_2}{\nu_1})^{-n}\;(\frac{\rho_{w1}}{\rho_{w2}})\;(\frac{\rho_2-\rho_{w2}}{\rho_1-\rho_{w1}})\;(\frac{d_2}{d_1})^{1+n}$$으로 주어지므로, 이를 이용하여 어구저항 D 및 그물감의 다리에서의 장력 $\tau$의 비를 $$\frac{D_2}{D_1}=\frac{d_2(\rho_2-\rho_{w2})}{d_1(\rho_1-\rho_{w1})}(\frac{\lambda_2}{\lambda_1})^2$$$${\frac{\tau_2}{\tau_1}=\frac{d_2\iota_2(\rho_2-\rho_{w2})}{d_1\iota_1(\rho_1-\rho_{w1})}\;{\cdot}\frac{\lambda_2}{\lambda_1}$$로 정하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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