• 유변학
• /
• 제8권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 1996

본 논문에서는 협착이 발생된 원관내 뉴턴유체와 비뉴턴유체의 정상 및 맥동유동특 서을 유한요소법으로 해석하였다. 본연구는 맥동유동특성에서 협착관 형상의 변화, 협착이 주기적으로 발생된 협착관에서 협착부사이의 거리와 협착부의 수가유동특성에 미치는 영향 을 검토하였다. 레이놀즈수가 일정할 때 협착이 발생된 원형관내 뉴턴유체와 비뉴턴유체의 맥동유동특성은 정상유동의 경우와 크게 다르게 나타난다. 맥동유동에서는 정상유동보다 관 중앙부에서 속도분포가 훨씬 평탄하고 맥동유동의 속도분포는 감속시에 비하여 가속시에 관 중앙부의 속도분포가 더 평탄하게 나타난다. 정상유동과 맥동유동으 감속시에서는 협착부 하류의 벽면에서 재순환영역이 발생된다. 협착부의 수가 증가하면 각 협착부 주위의 속도장 은 유사하게 나타나지만 전체 압력손실은 크게 증가한다. 협착부사이의 거리가 변화될 경우 맥동유동속도의 국소최대치와 국소최소치의 차이가 가속시에는 거의 없지만 감속시에는 협 착부사이의 거리에 따라 다르게 나타난다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.281-286
• /
• 2002

심혈관계에서 자주 발생하는 죽상경화증과 혈전의 발생 및 성장에 관한 복잡한 기전을 이해하기 위하여 뇌의 혈액공급을 담당하는 경동맥을 2차원 축대칭으로 모사하여 수치해석하였다. 박동유동 상태에서 경동맥 내에 25%. 50%, 75%의 협착이 형성된 경우에 대하여 혈관내의 속도분포 및 혈류역학적 벽 파라미터들이 고찰되었다. 혈액은 뉴턴유체 및 전단변형률에 따라 점성이 변화하는 비뉴턴유체로 간주되었으며 비뉴턴모델로는 혈액과 유사한 점성치를 나타내는 Carraeu-Yasuda 모델이 적용되었다. 해석 결과 혈관내벽에 작용하는 벽전단응력은 협착이 커질수록 크게 증가하였으며 비뉴턴유체보다 뉴턴유체의 경우에서 벽전단응력이 크게 평가되었다. 벽전단응력 진동지표(OSI)에 의해 시간평균 재부착점이 예측되었는데 비뉴턴유체보다 뉴턴유체의 경우에서 협착 영역으로부터 멀리 떨어진 곳에서 관찰되었다. 시간평균 벽전단응력구배(WSSG)도 협착이 큰 경우에 상당히 크게 나타났는데 비뉴턴유체보다 뉴턴 유체의 경우에 더 큰 값이 나타났다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
• /
• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
• /
• pp.57-62
• /
• 2004

In the current study the effects on pump performances of a conventional centrifugal pump for Newtonian and non-Newtonian fluid were experimentally studied. The study aimed to compare the pump characteristics for Newtonian and non-Newtonian fluid. The working fluids are water, aqueous sugar solution, glycerin solution, muddy solution and pulp solution. The pump characteristics with high viscosity fluids were different. The operating efficiency for the sugar and glycerin solutions were decreased to $8.1\%$ and $12.9\%$ than that of water. The head reductions of the muddy solution for different concentration ratios were decreased to $7.97\%,\;15.11\%$ and $24.87\%$ than that of water And the head reductions of the pulp solution for different concentration ratios were decreased to $11.87\%,\;19.79\%$ md $36.81\%$ than that of water.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제18권10호
• /
• pp.2762-2772
• /
• 1994

Branch flows for Newtonian and non-Newtonian fluids are simulated by the finite volume method. The modified power-law model is employed as a constitutive equation of the non-Newtonian fluids. Numerical analyses are focused on understanding of flow patterns for different values of branch angles, diameter ratios and Reynolds numbers. The numerical results are compared with the existing experimental data. The calculated velocity profiles and pressure variations are in good agreement with available experimental results.

• 설비공학논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.307-316
• /
• 1996

The objective of present study is to obtain information on the stenosis effects in the branch tubes for industrial piping system and atherogenesis processing in human arteries. Numerical solutions for flows of Newtonian and non-Newtonian fluids in the branch tubes are obtained by the finite volume method. Centerline velocity and pressure along the bifurcated tubes for water, blood and aqueous Separan AP-273 solution are computed and the numerical results of blood and the Separan solution are compared with those of water. Flow phenomena in the stenosed branch tubes are discussed extensively and predicted effectively. The effects of stenosis on the pressure loss coefficients are determined.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권6호
• /
• pp.591-597
• /
• 2013

대부분의 비뉴턴 유체 모델의 경우 격자볼쯔만 법을 이용한 3차원 유동해석에 효율적으로 적용하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 이 연구에서는 이를 해결하기 위해 개발된 격자볼쯔만법 전용 비뉴턴 유체 모델인 Hydro-Kinetic 모델을 3차원 격자볼쯔만법 해석에 적용할 수 있도록 수정하고 이를 3차원 급축소 및 급확대 유동에 적용하여 얻은 결과를 통해서 강한 전단유동장에서 HK모델 유체의 거동을 분석하였다. HK모델은 변형률과 완화시간과의 관계를 나타낸 모델로 강한 전단유동장에서 국소적으로 큰 변형률이 발생하는 경우 완화시간이 급격하게 감소하여 해석이 불안정해지는 경향이 있어 격자볼쯔만법 해석안정성을 확보하기 위해서는 HK모델의 인수 ${\Gamma}$와 완화시간을 일정한 구간에서 변화하도록 제한 할 필요가 있다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2014

본 논문은 경사진 원형관에서 표면장력과 중력으로 구동되는 비뉴턴 유체(멱법칙 모델)의 유동 및 변위를 이론적으로 연구한 것이다. 그리고 표면장력에 의하여 연속적으로 원형관 내로 유입되는 비뉴턴 유체의 변위를 기술하기 위한 지배방정식을 처음으로 개발하였다. 뉴턴의 운동방정식으로부터 유도된 식은 2계 비선형이며 비제차인 형태의 상미분 방정식이다. 지배방정식의 해를 수평관에서 변위를 시간의 함수로 기술한 식 및 실험과 비교한 결과 정량적으로 동일한 일치를 보였다. 여기에 더하여 정상상태인 힘의 균형식의 결과에 대해서도 정확한 일치로 나타남을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제26권11호
• /
• pp.1585-1596
• /
• 2002

The objectives of the present study are to numerically and experimentally investigate the steady and pulsatile flow phenomena in the circular tubes, to quantitatively compare the flow characteristics of Newtonian and non-Newtonian fluids, and to find meaningful hemodynamic information through the flow analysis in the human blood vessels. The particle image velocimetry is adopted to visualize the flow fields in the circular tube. and the results from the particle image velocimetry are used to validate the results of the numerical analysis. In order to investigate the blood flow phenomena in the circular tube. constitutive equations, which are suitable to describe the rheological properties of the non-Newtonian fluids. are determined, and the steady and pulsatile momentum equations are solved by the finite volume prediction. The velocity vectors of the steady and pulsatile flow in the circular tube obtained by the particle image velocimetry arc in good agreement with those by the numerical analysis. For the given mass flow rate. the axial velocity profiles of the Newtonian and the non-Newtonian fluids appear differently. The pulsatile flow phenomena of the Newtonian and the non-Newtonian fluids are quite different from those of the steady flow.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
• /
• pp.738-741
• /
• 2001

The purpose of the present study is to measure the viscosity of liquid in the capillary tube viscometer using the unsteady flow concept. The capillary tube viscometer is consisted of a small cylindrical reservoir, capillary tubes, and the mass flow rate measuring system interfaced with computer. Two capillary tubes with 1.152 and 3.002 mm I.D. are used to determine the diameter effects on the viscosity measurements. The instantaneous shear rate and gravitational driving force in the capillary tube are determined by measuring the mass flow rate through the capillary tube instantaneously. The measured viscosities of water and aqueous Separan solution are in good agreement with the reported experimental data.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
• /
• pp.2048-2053
• /
• 2003

The present study investigated the effect of the transversal vibration on the flow characteristics for non-Newtonian fluids. The effect was tested by experiment and numerical analysis. For Newtonian fluids, both of experiment and numerical analysis results showed that mechanical vibration did not affect the flow rate. For non-Newtonian fluids, however, there was significant disagreement between experiment and numerical results. The numerical results showed a negligibly small effect of vibration on the flow rate whereas experimental results showed a significant flow rate increase associated with transversal vibration. The results implied that the increased flow rate was caused not only by imposed shear rates at the wall but also by the changes of rheological characteristics due to the transversal vibration.