• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.325-333
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• 2012

원형 및 타원노즐의 내부유동과 외부유동의 상관관계를 알아보기 위해 실험적 연구가 수행되었다. 분사압력에 따라 유량, 분무각, 액적크기 등의 외부유동에 관해 관찰하였고, 노즐 내부유동의 유속 및 압력분포 등을 수치해석을 통해 정량적인 결과를 도출하였다. 외부유동의 경우, 동일한 압력조건하에서 타원형 노즐의 경우, 원형 노즐에서 나타나지 않는 표면분열의 분무특성을 관찰할 수 있었고, 수치해석을 통해 노즐 내부의 유동을 분석한 결과, 원형의 경우와는 달리 타원형 노즐의 단축에서 내부유동의 재부착이 노즐 벽면에서 발생되었다. 타원노즐 외부유동의 표면분열이 내부유동에 따른 결과라고 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.39-45
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• 2012

In the standard CFD code, Lagrangian-Eulerian method is very popular to simulate the liquid spray penetrating into gaseous phase. Though this method can give a simple solution and low computational cost, it have been reported that the Lagrangian spray models have numerical grid dependency, resulting in serious numerical errors. Many researches have shown the grid dependency arise from two sources. The first is due to unaccurate prediction of the droplet-gas relative velocity, and the second is that the probability of binary droplet collision is dependent on the grid resolution. In order to solve the grid dependency problem, the improved spray models are implemented in the KIVA-3V code in this study. For reducing the errors in predicting the relative velocity, the momentum gain from the gaseous phase to liquid particles were resolved according to the gas-jet theory. In addition, the advanced algorithm of the droplet collision modeling which surmounts the grid dependency problem was applied. Then, in order to validate the improved spray model, the computation is compared to the experimental results. By simultaneously regarding the momentum coupling and the droplet collision modeling, successful reduction of the numerical grid dependency could be accomplished in the simulation of the high-pressure injection diesel spray.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.426-430
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• 2012

본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법으로 SDR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 유동 분포 및 체류 시간등을 확인하고 혼합 특성 개선을 위한 방법에 대해 연구하였다. 본 연구 대상 SDR 반응기는 입구 덕트와 반응기 본체의 접속 구간에 가이드 베인(Guide vane)이 설치되어 있고 그 바로 하부 지점에 흡수제를 분무하는 노즐이 설치되어 있다. 이는 처리가스가 반응기로 유입될 때 가이드 베인에 의해 선회류를 형성하여 분무된 흡수제와의 혼합을 촉진시키기 위한 목적으로 설치하였다. 시간당 1,971$m^3/min$ at $260^{\circ}C$의 처리가스가 반응기 상부로 유입되어 가이드 베인을 거쳐 선회류를 형성한 후흡수제와 혼합되어 하부로 배출되는 구조이다. 유동 특성을 분석한 결과, 처리가스가 반응기 중앙으로 강하게 편중되고 있었으며 반응기 양 측면으로 부상 기류가 형성되고 있음을 확인할 수 있다. 또한 강한 편류에 의해 체류시간도 매우 짧은 것으로 판단되는 바, 가이드 베인의 기류 안내 각도가 적합하지 못함을 확인할 수 있었다. 이는 곧 혼합 특성 저하에 따른 미반응 액적의 다량 발생과 함께 고착에 의한 스케일 형성 가능성이 매우 클 것으로 예상되므로 혼합 특성을 개선할 수 있는 설계 변경이 필요할 것으로 판단되었다. 따라서 편류를 해소하고 노즐 근처에서의 체공시간을 확보할 수 있도록 가이드 베인의 안내 각도를 더 크게 변경한 결과, 기존 설계상에서 본체 중앙에 형성되는 편류가 해소되고 선회류의 전개 각도가 커지면서 체류시간 역시 약 5초 이상으로 유지되고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 가이드 베인의 각도만 변경하더라도 본체 형상의 추가적인 변경없이 유동의 혼합 특성을 개선시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국분무공학회지
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• 제3권3호
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• pp.33-41
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• 1998

In recently, a study on the lean combustion is investigated intensively, because it is expected that this method may decrease the harmful exhaust gas and improve fuel economy in gasoline engine. The problems of lean combustion system in gasoline engine are ignition difficulty, misfire and instability of combustion. The investigation on the optimization of fuel metering and the control of mixing gas flow may be critical to improve the performance of lean combustion. In the fuel injection gasoline engine, the formation of mixture influences strongly on the engine performance such that the importance of fuel metering system becomes apparent. First of all, a study on the fuel breakup characteristics of gasoline fuel injector was carried out in this paper. Fuel injectors are pintle and 4hole-2spray type. The purpose of this study is to clarify the atomization mechanism of spray injected into atomosphere field through electronic controlled-fuel injectors, and to analyze spray characteristics such as drop size distribution and mean drop diameter produced at fuel injector. In this paper, the spray development is observed by taking photograps using 80mm still-camera system, and drop sizes are measured by PMAS. From these experiment, spray pattern injected from gasoline fuel injectors was investigated clearly. Also, it was found that SMD and drop size distribution of injected fuel spray from gasoline fuel injectors.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권4호
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• pp.604-613
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• 2002

Generation characteristics of electrospray droplets for highly viscous liquid have been investigated by measuring size distributions of droplets emitted from the Taylor cone using glycerol solutions with various conductivities. Because of very small volatility of glycerol, droplet sizes can be measured by an aerodynamic size spectrometer (TSI Aerosizer DSP) with negligible evaporation of droplets. For highly conducting and viscous liquid, the sizes of the droplets electrosprayed from the Taylor cone are found to be relatively insensitive to applied voltages and the electrosprays assisted by the corona discharge call produce monodisperse droplets as long as the corona intensity is not too high. Near the minimum flow rate where a liquid cone is stable, the spray tends to consist of a one -peak monodisperse distribution of drop lets. However, at high flow rates, the spray bifurcates into bimodal distributions, which are consistent with the result of the previous study for less viscous liquids than our liquids. For liquid flow rates (Q) below 1 nl/s, the measured droplet diameters by the aerosizer are in the range of 0.30 to 1.2 ${\mu}{\textrm}{m}$ for the glycerol solutions. The diameters of monodisperse droplets scale approximately with $r^*=Q_$\tau$(Q$\tau$){^1/3}$ where $r^*$ is a characteristic length and $\tau$is the electrical relaxation time of the fluid. However, when compared with several represe ntative scaling laws, the droplet diameters are two to six factors greater than those predicted by the scaling laws. This may be closely related to the combined effect of the much higher viscosity and the electrical charge on the jet breakup of glycerol so solution.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.17-23
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• 1998

본 실험은 고점성 미강유의 액체 미립화를 향상시키기 위해 초음파 에너지를 적용하여 미립화 특성을 규명하고자 수행하였다. 식물유의 미립화 실험장치는 유사하게 1마력의 구동모터와 노즐을 장착할 수 있는 인젝터 및 소형분사 펌프 등으로 구성되어 있는 분사장치, 액적의 분산을 막기 위한 포집장치, 공급되는 연료에 초음파 진동을 가해주는 초음파 장치, 그리고 미립화 정도를 측정하기 위한 PDPA 시스템으로 구성되어 있다. 핀틀형 노즐에서 된끝각을 5$^{\circ}$ $10^{\circ}$ 15$^{\circ}$이며, 분사압력은 10, 13, 16 Mpa의 조건으로 실험하였다. 이 때 포집거리 300mm로 하였다. 노즐 분사 압력에 따른 분무 평균입경을 측정하기 위하여 노즐테스터를 대기압 상태에서 핀틀링 노즐의 스프링 크기를 조절하여 분무 평균입경(SMD)은 상용연료 공급장치 보다 초음파 연료공급 장치의 경우 Pintle형 노즐에서는 SMD를 기준으로 하여 10% 미립화 상승효율을 얻을 수 있었다. 따라서 본 실험에서는 초음파 진동에너지를 연료에 공급함으로써 고점성연료의 미립화 개선이 이루어지고 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1400-1407
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• 2001

The size distributions of electrospray droplets from the Taylor cone in cone-jet mode are directly measured by using a freezing method and a transmission electron microscope (TEM) image processing technique. These results are compared with the data obtained by an aerodynamic size spectrometer (TSI Aerosizer DSP). The use of glycerol seeded with NaI and a freezing method make it possible to sample droplets with their original sizes preserved. Since pictures of droplets are taken with TEM with very low vapor pressure of the solution, evaporation is suppressed by freezing. For liquid flow rates below 1 nl/sec, the measured droplet diameters by the TEM image processing technique and the aerosizer are in the range of 0.25 to 0.32 m add 0.3B to 0.40m, respectively. Comparing the TEM data with the aerosizer measurements, it has been revealed that the TEM image processing technique can afford more accurate values of droplet size distributions in the submicron range of 0.1 to 0.4m.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권6호
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• pp.961-970
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• 1997

A numerical method is presented to predict and analyze the shape of a growing billet produced from the "spray forming process" which is a fairly new near-net shape manufacturing process. It is important to understand the mechanism of billet growing because one can obtain a billet with the desired final shape without secondary operations by accurate control of the billet shape, and it can also serve as a base for heat transfer and deformation analysis. The shape of a growing billet is determined by the flow rate of the alloy melt, the mode of nozzle scanning which is due to cam profile, the initial positio of the spray nozzle, scanning angle, and the withdrawal speed of the substrate. In the present study, a theoretical model is first established to predict the shape of the billet and next the effects of the most dominent processing conditions, such as withdrawal speed of the substrate and the cam profile, on the shape of the growing billet are studied. Process conditions are obtained to produce a billet with uniform diameter and flat top surface, and an ASP30 high speed steel billet is manufactured using the same process conditions established from the simulation.imulation.

• 한국결정성장학회지
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• 제2권2호
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• pp.11-19
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• 1992

$SrTiO_3$미분말은 초음파 분무 열분해법으로 chloride와 nitrate 수용액을 출발용액으로 사용하여 농도를 0.05M과 0.1M로 하였으며 각 농도에 따른 유속의 변화를 0.5cm/sec로 변화시켜 합성하였다. 분말의 형성 과정은 0.05M, 0.05cm/sec 조건에서 단계별 분말을 합성하여 주로 morphorlogy 측면에서 고찰하였다. 출발용액이 chloride 수용액인 경우 SrTiO$_3$미분말을 합성할 수 없었으며 nitrate 수용액인 경우 모든 조건에서 (110)면을 주 peak로 하는 cubic의 순수한 구형의 $SrTiO_3$미분말을 얻을 수 있었다. 평균입자의 크기는 유속이 증가함에 따라 $0.49{\mu}m$에서 $0.55{\mu}m$로 증가하였다. 출발액적의 크기는 $14.3{\mu}m$이었으며 단계별 입자의 형태는 1, 2단계에서 용매의 증발에 의해 매우 porous하였으며 불규칙하였고, 3, 4, 5단계를 지나는 동안 점차 둥근 형태로 형성되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.75-81
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• 2009

A study was performed to investigate the characteristics of two-phase jet injected into subsonic cross-flow using the external mixed gas blast two-phase nozzle. The shadowgraph method was adopted for the cross-flow jet visualization and PDPA system was used to measure droplet size, velocity, and volume flux. The atomization of two-phase jet is initially determined according to gas to liquid mass flow-rate ratio and the Reynolds number of cross-flows. The highest penetration trajectories of two-phase jet injected into cross-flow are governed by the momentum ratio at subsonic cross-flow. As GLR of two-phase jet injected into cross-flow increases, the droplet size decreases and the distribution area of volume flux increases. The distribution of volume flux that influenced by the counter vortex pair at the downstream of cross-flow is symmetric in shape of horseshoe.