• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.529-532
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• 2002

In coflow jets with relatively large size nozzle and low fuel jet velocity, the buoyancy effect arises from the density difference between fuel and air streams. The present study investigated the behavior of such a buoyant cold Jet both numerically and experimentally, especially when the fuel stream has higher density than air. It has been demonstrated that the cold jet has a circular cone shape since upwardly injected fuel jet decelerates and forms a stagnation region, when the fuel jet was composed of propane highly diluted with nitrogen. When the fuel was moderately diluted, numerical results showed the Kelvin-Helmholtz type instability along the mixing layer of the jet. The stagnation height increases nonlihearly with fuel jet velocity with the power of approximately 1.64.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권4호
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• pp.495-503
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• 2000

The present numerical study investigates flow characteristics and heat transfer enhancement of the viscoelastic non-Newtonian fluid in a 2:1 rectangular duct. The combined effect of temperature-dependent viscosity, buoyancy and secondary flow caused by second normal stress difference are all considered. The Reiner-Rivlin model is used as a viscoelastic fluid model to simulate the secondary flow and temperature-dependent viscosity model is adopted. Three types of thermal boundary conditions involving different combinations of heated walls and adiabatic walls are considered in this study. Calculated Nusselt numbers are in good agreement with experimental results in both the thermal developing and thermally developed regions. The heat transfer enhancement can be explained by the combined viscoelasticity-driven secondary flow, buoyancy-induced secondary flow and temperature-dependent viscosity.

• 한국전산유체공학회지
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• 제4권2호
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• pp.9-16
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• 1999

The present study investigates flow character and heat transfer behaviors of viscoelastic non-Newtonian fluid in a 2:1 rectangular duct. An axially-constant heat flux on bottom wall and peripherally constant temperature boundary condition(H1) was adopted. The Reiner-Rivlin fluid model is used as the normal stress model for the viscoelastic fluid and temperature-dependent viscosity model is adopted. The present results show a signifiant change of the main flow field which causes a large heat transfer enhancement. This phenomena can be explained by the combined effect of buoyancy, temperature-dependent viscosity and viscoelastic property on the flow.

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.266-271
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• 2001

투과 흐름이 있는 수평 다공질 유체층에서 부력에 의하여 발생하는 자연대류 현상을 선형 안정성 이론을 사용하여 해석하였다. 다공질 층에서의 유동 특성을 나타내기 위하여 Dacrcy 법칙을 사용하였다. 선형 안정성 해석 결과를 근거로 자연대류 발생점 근처에서 비선형 해석을 하여 열전달 상관관계를 얻었다. 해석 결과 투과 흐름의 세기가 커짐에 따라 계는 점점 안정해 지고, Darcy-Rayleigh수의 변화에 따른 Nusselt수의 변화는 감소하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권10호
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• pp.28-37
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• 2004

반응 및 비반응 유동장에서 단일와동의 전개 및 와(渦) 구조 검토를 위해 2 차원 직접 수치모사를 수행하였다. 수치기법으로는 낮은 마하수 근사법이 적용된 예측-교정자법이 적용되었으며, 연소모텔로는 2단계 총괄 반응식이 사용되었다. 반응 및 비반응 유동장에서 단일와동의 거동 비교를 통해, 와동의 전개특성 및 구조는 화학반응으로부터 생성된 열 뿐만 아니라 부력에 의해 생성된 외부 와동에 크게 영향을 받음을 확인하였다. 또한 반응장의 경우에 부피 팽창항, Baroclinic torque항 및 부력항에 의해 와동의 구조가 크게 변화될 수 있음을 알았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.147-159
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• 1982

내부에 정방형, 외부에 원형인 두 정온동심수평관으로 이루어진 폐쇄공간에서 열부력으로 야기된 대류열전달 현상을 연구하였다. 주어진 비정규적 형상에서의 층류 정상 Boussinesq 유동을 해 석하기 위하여, 지구중력방향에 대하여 가능한 두 개의 대칭형 위치에 관하여, Galerkin 유한요 소법을 사용하였다. 이론의 결과를 확증하기 위하여 실험적으로도 온도측정과 유선의 가시화를 수행하였다. 정방형내관의 직각인 선단은 국소 및 총체열전달에 있어서 소극적인 역할을 하지만, 이들로 인한 경계층 유동의 박리는 발생하지 아니함을 보였다. 이 내관의 상부 수평면상에서는 유동속도와 온도구배가 낮기는 하나 확연한 대칭형의 열상승류(Plume)가 가능하였다. 내관의 벽면들이 지구중력방향에 관하여 .+-.45.deg.의 각을 이룰 경우 과류의 중심부가, Rayleigh수가 6.5*$10^{4}$보다 작을 때는 4개, 이보다 클때는 2개가 폐쇄공간 안에서 발생하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권1호
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• pp.91-96
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• 2014

We present a droplet-manipulation method using opto-thermal flows in oils. The flows are originated from Marangoni and buoyancy effects due to temperature gradient, generated by the adsorption of light on an amorphous silicon thin film. Using this method, we can transport, merge and mix droplets in an extremely simple system. Since the temperature rise during the operation is small, this method can be used for biological applications without the damage on cell viability.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1998

연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.555-562
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• 1998

비균일 자장이 도가니에 인가되어 있는 상황에서 정상상태의 Czochralski 유동장과 비정상상태의 산소농도장에 대한 연구가 수치해석적인 방법으로 연구되었다. 여기에서 기준 자장의 세기가 B=0.1T, 0.2T, 0.3T의 경우에 대한 연구가 수행되었다. 가열에 의한 부력의 효과와 자유표면의 표면장력에 의한 열모세관 효과에 의하여 유발되는 자오면 유동은 비균일 자장에 의하여 차등적으로 억제되고 있다. 자자의 세기가 증가하면 자오면 유동에서 발생하는 순환류의 중심은 결정으로 접근하며, 순환류의 크기도 작아진다. 결정으로 흡수되는 산소의 세기가 클수록 낮아지며 농도분포는 균일해지는 경향을 갖는다.

• 대한기계학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.536-543
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• 1984

본 연구에서는 유동 조건을 표시하는 무차원 수로 널리 이용되고 있는 Richa- rdson수(R$_{i}$)를 변수로 하여 R$_{i}$의 변화에 따른 온도 분포, 표면 유동 속도와 확산율 등을 연구하였다. 아울러 이러한 열 구배에 의한 성층화 유동(stratifield flow)에서 R$_{i}$가 유동 특성과 어떤 상관 관계를 가지는 가를 알아보기 위하여 같 은 R$_{i}$값을 갖는 다른 조건들의 실험을 수행하였다. 비슷한 R$_{i}$값에서의 온 도 분포를 비교 분석함으로써 아직까지 정립되고 있지 않는 열오염 현상 해석에서의 지배 변수로서의 R$_{i}$의 위치를 확인하고, 부력 효과에 의한 흐름의 난류 구조가 어떻게 영향 받는가 하는 문제에도 관심을 두었다.제에도 관심을 두었다.