• 한국가시화정보학회지
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• 제13권3호
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• pp.20-23
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• 2015

In this experiment, a heterogeneous droplet consisted of de-ionized water and olive oil was made through two 31G injection needles. The injection flow rate was $50{\mu}{\ell}/min$ and the droplet size was 2 mm. The droplet was impinged onto a sapphire plate which was heated up to $300^{\circ}C$ by a heater. Two high speed cameras were used for visualization, and the frame rate was 20,000 fps. A 150W metal halite lamp was used for illumination. The dropping height was fixed to 20 mm and the corresponding Weber number was 10.6 based on water. Due to different boiling points of two liquids, partial boiling features of heterogeneous droplet was observed. At the Leidenfrost condition, micro explosion phenomenon has occurred.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권5호
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• pp.85-92
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• 1994

Characteristics of breakup of a liquid droplet impinging on a hot surface has been investigated experimentally by using decane fuel. Factors influencing droplet breakup are surface temperature, impinging velocity, droplet diameter and incident angle. Droplets impinging on a hot surface begins to breakup at $220{\sim}235^{\circ}C$. This temperature varies with impinging Velocity, droplet diameter and incident angle. For wall temperature of $220{\sim}245^{\circ}C$ and above $270^{\circ}C$, breakup probability increases as impinging velocity increases showing S shape curve. For $245{\sim}265^{\circ}C$, a local minimum heat transfer rate occurs. In this temperature range, breakup probability shows nonmonotonous behavior as functions of impinging velocity. As droplet diameter decreases, impinging velocity required for droplet breakup increases. An optimum impinging angle for droplet breakup exists which are found to be about $75^{\circ}$.

• 한국가시화정보학회지
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• 제10권1호
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• pp.21-26
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• 2012

Hydrophobic characteristics of high temperature metal surface were investigated by high-speed visualization of water droplet impact. An aluminum plate was used as the sample plate and the initial diameter of a water droplet was 2 mm. Transient behavior of a single droplet impinging on the surface with and without heating was captured by using a high speed camera running at 4,000 frames per second. The Leidenfrost phenomenon was demonstrated for the case of $300^{\circ}C$ surface temperature, however there was no rebounding of droplet on the cold plate due to hydrophilic nature. The experimental results show that the shape evolution of a droplet impinging on the surface varies with the Weber number, i.e. the ratio of impact inertia to capillary force. The overall water-repellent characteristics of the heated surface was very similar to that of the super hydrophobic surfaces.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.459-465
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• 2013

열연 판재 제조과정에서는 제품의 강도와 인성을 제어하기 위해 압연 직후 $800^{\circ}C$ 이상의 고온 소재를 수냉각 방식으로 급속 냉각시킨다. 이 과정에는 소재 표면과 냉각수 사이의 비등 열전달 현상과 소재 표면에 쌓이는 체류수의 자유표면 유동, 소재의 고속 주행 등 매우 복잡한 물리현상들을 포함하고 있다. 본 연구에서는 이 모든 물리 현상들을 수치적으로 모델링한 해석 모델을 적용하여 기본 열전달 해석을 수행한다. 실제로 소재는 냉각에 의해 내부에서 오스테나이트로부터 페라이트로 상변태가 일어나고 이로 인해 소재의 국부적인 열물성치의 변화가 발생하지만 본 연구에서는 상변태를 직접 푸는 방법 대신 이미 알려진 소재의 온도에 따른 물성변화 곡선을 이용하여 냉각해석을 수행하고 이를 기존의 일정 물성치 조건에서 해석한 결과와 비교하여 소재의 물성변화가 소재 냉각에 미치는 영향과 상변태 해석의 필요성에 대해 검토하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1051-1056
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• 2014

열간 압연을 거친 $800^{\circ}C$ 이상의 고온 철강 판재는 일반적으로 다중 봉상 수분류(multiple circular water jets)에 의해서 급속 냉각된다. 이 과정은 소재의 온도가 냉각수의 끓는점보다 훨씬 높기 때문에 소재 표면과 냉각수 사이에 막비등 열전달 현상이 발생하며 소재 표면에 매우 얇은 증기층이 형성되며, 이 증기층은 소재와 냉각수의 열교환을 방해하는 중요한 열저항으로 작용한다. 본 문제에는 비등 열전달 이외에도 소재 표면에 쌓이는 체류수의 자유표면 유동, 소재의 고속 주행 등 복잡한 물리현상들이 복합적으로 작용하고 있다. 본 논문에서는 이 모든 물리현상들을 동시에 고려할 수 있는 해석 절차를 적용하여 일정한 속도로 주행하는 고온 철강 판재의 상하부 동시 냉각 과정을 3 차원 수치해석 하였으며, 소재 상부 및 하부 면의 냉각 특성을 비교하였다.