• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.7-7
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• 1999

충돌/유출냉각은 연소실 벽면 등과 같이 열부하가 많이 걸리는 영역에서 고온의 연소가스로부터 표면을 보호하는 막냉각과 더불어 내부에 다공성 판을 설치하여 충돌제트에 의해 내부표면을 냉각시켜 가스터빈엔진의 고온요소의 냉각성능을 극대화시키는 방법 중의 하나이다. 이와 같은 냉각방법을 적용하면 벽면을 충돌제트에 의한 냉각과 함께 냉각유채를 막냉각에 활용함으로써 냉각효율을 극대화할 수 있다. 본 연구에서는 국소적인 값들을 획득하기 용이한 물질전달실험방법의 하나인 나프탈렌 승화법을 이용하여 수직으로 분사되는 충돌제트에 의한 유출판 내면에서의 열/물질전달특성을 분사판(injection plate)과 유출판(effusion plate) 사이의 높이, 분사제트의 속도, 분사홀간의 배열을 변화시켜가며 유출판만이 있는 경우와 비교, 분석하였다. 분사홀과 유출홀의 관 사이의 간격은 0.33d에서 10d까지 변화시켜가며 그 효과를 관찰하였으며, 홀배열 효과를 보기 위하여 2가지 홀배열(staggered array, shifted array)에 대하여 실험하였다. 또한 분사제트의 속도효과를 고찰하기 위하여 분사제트의 Rc$_{d}$=5,000-12,000까지 변화시켜가며 실험을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권5호
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• pp.329-339
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• 2017

충돌제트는 제트가 충돌하는 정체 영역에 매우 높은 열전달을 제공하기 때문에 다양한 분야에서 적용되고 있다. 그러나 제트가 벽면에 부딪친 후 벽면 제트에 의해 야기되는 충돌 챔버 내의 횡방향 유동은 여러 개의 제트로 구성된 배열제트인 경우 하류에 있는 제트 유동을 방해하거나 휘게 할 수 있으며, 이로 인해 배열 충돌제트의 냉각 성능은 감소하게 된다. 파형 구조는 하류 제트에서의 횡방향 유동영향을 줄이기 위해 인접한 충돌 제트 사이에 있는 파형 속에 사용된 냉각 공기를 유입시키는 역할을 하며, 이러한 파형 구조에서의 유동 및 열전달 특성에 대해 수치해석을 수행하였다. 3차원, 정상상태, 비압축성 유동으로 고려하고 해석하였으며 ANSYS-CFX 15.0 코드를 사용하였다. 파형 구조의 형상 변수가 배열 충돌제트의 횡방향 유동 억제에 미치는 영향을 제시하고 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.77-86
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• 2016

유량공급 채널 및 제트 홀 배열이 충돌제트의 열유동 특성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 유량공급 채널 내에 있는 제트 홀은 전연면 채널의 중심축으로부터 일열 또는 엇갈림 배열로 되어 있다. ICEMCFD 소프트웨어를 사용하여 해석영역을 정렬 격자로 모델링하였으며, 수치해석은 CFD 코드인 CFX 15.0으로 수행하였다. 본 해석 결과의 타당성은 타 연구자들의 실험 및 수치해석 결과와의 비교를 통해 검증하였다. 일열 또는 엇갈림 배열인 경우에 충돌 제트의 질량유량 및 충돌면에서의 Nusselt 수 분포에 대해 비교 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.83-93
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• 2017

파형 구조는 배열 충돌제트 하류에서의 횡방향 유동 영향을 줄이기 위해 충돌제트 사이의 파형 속에 사용된 냉각 공기를 유입시키며, 이러한 파형 구조에서의 유동 및 열전달 특성에 대해 수치해석을 수행하였다. 모든 계산은 3차원, 정상상태, 비압축성 유동으로 고려하였으며 ANSYS-CFX 15.0 코드를 사용하였다. 제트 홀에서 평균 Reynolds 수는 10,000이며, Spanwise 단면에서 충돌제트의 경사각도는 $70^{\circ}$, $80^{\circ}$ 및 $90^{\circ}$ 이고, Streamwise 단면에서 충돌제트의 경사각도는 $70^{\circ}$, $90^{\circ}$ 및 $110^{\circ}$ 이다. 본 연구에서는 배열 충돌제트의 경사각도가 파형 구조의 유동 및 열전달 특성에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1098-1103
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• 2004

In this study, the effect of channel flow in the concave surface on local heat transfer characteristics of array jets was investigated experimentally. A TLC method is employed to determine local heat transfer coefficients on the target plate and also flow visualization has been conducted to investigate the behavior of a row of impinging jets and array of impinging jets. Two different array patterns of impinging array jets devices are tested for Reynolds number(Re=10,000). In a row of impinging jets, secondary vortex is strongly maintained by main vortex at nozzle-to-plate distance of H/d=2. Therefore, the Nusselt number slowly decreased at the mid-way region between adjacent jets. In array jets, the local maximum Nusselt number region move further in the downstream direction due to the increase of channel flow velocity.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1149-1154
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• 2008

The present study investigates the heat transfer characteristics on concave surface with array impinging jet and fin arrangement. The heat transfer coefficients was measured by TLC method. The Reynolds number based on jet hole diameter is 10,000 and hole diameter-to-plate distance ratio (H/d) is fixed at 2. The rectangular fins are installed in the curved channel and the width of fin varies from 1d to 3d. Without fins, the averaged heat transfer coefficients decreases as moves downstream region. While, the rectangular fins block the crossflow and higher heat transfer rates were observed compared to smooth channel.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.125-131
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• 2000

The local heat/mass transfer coefficients for arrays of impinging circular air jets on a plane surface are determined by means of the naphthalene sublimation method. Spent fluid makes a crossflow in the confined space. The crossflow reduces heat/mass transfer at the small gap distance between the jet plate and impingement surface because of reentrainment of the spent fluid. The present study suggests a new exhaust system having effusion holes in the impinging jet plate. The spent air flow out after impingement just through effusion holes located in the upper plate. This system increases heat/mass transfer coefficients and uniformity for small gap distances$(H/d{\leq}2)$

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.274-279
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• 2001

An experimental investigation of heat transfer characteristics at the surface of two-dimensional protruding heated blocks using confined impinging multiple slot jets has been performed. The effects of jet-to-jet distances(S=16B, 24B), dimensionless nozzle-to-block distances(H/B=2, 6) and jet Reynolds numbers(Re=2000, 3900, 5800, 7800) on the local and average heat transfer coefficients have been examined with five isothermally heated blocks at streamwise block spacing(p/w=1). To clarify local heat transfer characteristics, naphthalene sublimation technique was used. From the results, it was found that the local and average heat transfer of heated blocks increases with decreasing jet-to-jet distance and increasing jet Reynolds number. Measurements of local heat transfer coefficients have given an indication of the nature of the interaction between jets and of the uniformity of heat transfer obtainable with various arrangements. In the case of S/B=16, H/B=6 and Re=7800, maximum average Nusselt number of overall blocks was obtained.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권2호
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• pp.195-203
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• 2000

The local heat/mass transfer coefficients for arrays of impinging circular air jets on a plane surface are determined by means of the naphthalene sublimation method. Fluid from the spent jets is constrained to flow out of the system in one direction. Therefore, the spent fluid makes a crossflow in the confined space. The present study investigates effects of jet-orifice-plate to impingement-surface spacing and jet Reynolds number. The spanwise- and overall-averaged heat/mass transfer coefficients are obtained by numerical integrating the local heat transfer coefficients. The local maximum heat/mass transfer coefficients move further in the downstream direction due to the increase of crossflow velocity. At the mid-way between adjacent jets, the heat/mass transfer coefficients have a small peak owing to the collision of the adjacent wall jets and are affected strongly by the crossflow. The effect of the crossflow occurs strongly at the small orifice-to-impingement surface distance.