• 대한기계학회논문집B
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• 제34권1호
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• pp.77-82
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• 2010

소형분석시스템에서 미세채널의 상판이 제거되면 상판에 의한 빛 에너지 손실이 대폭 감소되어 광학측정법으로 대상을 분석할 때 장점을 갖는다. 본 연구에서는 상판이 없는 사각단면 미세채널 내 액체유동을 이해하려는 목적으로 실험과 전산유체역학 해석을 수행하였다. 개방형 사각단면 미세채널에서 입자추적기법으로 유속을 측정하였고, 채널의 단면적 변화에 따른 모세관 유동현상을 이론적으로 해석하였다. 단면의 너비와 높이가 각각 20 ${\mu}m$로 제작된 미세채널의 주입부에 물을 떨어뜨렸을 때 물은 오직 모세관 힘에 의해 미세채널을 따라 이동하였다. 액체의 젖음현상에 영향을 미치는 중요한 유동 파라미터는 채널의 크기와 표면장력, 점성 등으로 볼 수 있으며, 미세채널에서 액체 유동을 조절하는데 이용될 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권1호
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• pp.108-118
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• 1994

긴 수평관에서 공기와 물의 역성층류시 적용할 수 있는 단열계면 마찰계수에 대한 준 실험식을 개발하였다. 둥근관과 사각관으로 된 단열 역성층류 실험장치를 사용하여 물의 수위 및 공기의 속도를 변화시키면서 일련의 실험을 수행하였다. 수평으로 된 원형 및 사각형 실험관속으로 흐르는 유체의 주요 유동 변수들을 동시에 측정한 실험치들과 계면이 물결파에 의해 거칠어진다는 새로운 개념을 도입하여 성층류영역의 계면마찰 계수에 대한 준 실험식을 개발하였다. 이 해석에는 다른 연구자들의 병류실험치 15개를 포함하여 총 201개의 실험치들을 사용하였다. 이 실험치들과 여기서 제안한 준 실험식의 예측치와 비교하면 오차 범위는 $\pm$30% 정도이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권3호
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• pp.173-179
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• 2016

본 연구에서는 전산유체역학 상용코드를 이용하여 수소 개질기의 곡유로 채널형에 대하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 선행연구모델에 대한 수치해석 모델과 다른 관 형태의 곡유로 채널을 모델링하여 수치해석적으로 비교하였다. 4가지 타입의 곡유로 채널형 개질기의 수치해석 결과 메탄올 전환율은 타입1~4까지 각각 45.0%, 45.3%, 45.6%, 45.6%로 ${\pm}0.6%$ 포인트의 차이로 거의 차이가 없음을 나타내었다. 유동특성에 대해서는 사각타입의 관과 45도 곡관의 각도를 가지는 타입2에서 상대적으로 가장 균일한 유동 특성 및 메탄올 농도 분포를 보였으며, 원형타입의 관과 90도 곡관의 각도를 가지는 타입3에서 상대적으로 가장 불균일한 유동특성 및 메탄올 농도분포 특성을 나타내었다. 곡유로 채널형 개질기의 설계 시에는 45도 곡관의 각도를 가지는 타입과 같이 사각타입의 관과 45에 가까운 곡관의 각도를 가지도록 설계해야 한다는 결과에 도달하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권1호
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• pp.87-94
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• 2005

A computer code for Electrical Capacitance Tomography (ECT) is developed to sense the cross sectional phase distribution of two-phase flow in the rectangular pipe in which the tomography sensor furnished by the insulated wall, electrodes, and electric field screen. The computer code had two steps for the image reconstruction. In the forward projection step, the sensitivity matrix was constructed based on the electric field calculated by the finite difference method. In the backward projection step, the sensitivity matrix and the measured capacitances were used to reconstruct the cross sectional image. Several algorithms including LBP, TR, ITR, and PLI were employed to find the proper one for the two-phase flow analysis. Since the dielectric constant of the water in two-phase flow is sensitive to the thermal parameter such as, temperature and pressure, the developed code was evaluated to find their accuracy, speed of calculation, and sensitivity to the variation of the dielectric constant. It was found that the iterative methods are superior to the direct methods for the image reconstruction, and the PLI method was the best in the variation of the dielectric constants.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권1호
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• pp.41-50
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• 1994

동심 이중관내에서 외관내벽의 사각돌출형 조도요소에 의한 비대칭 난류유동과 열전달 특성을, 열전달과 마찰계수에 미치는 조도의 합성효과를 조사하기 위해, 연구하였다. 이론해석에서는 수정 플란틀 혼합길이(mixing length)이론의 난류모델을 속도분포와 마찰계수를 구하는데 사용하였다. 최대 속도지점에서 안쪽과 바깥쪽의 두 속도 형상들은 힘의 평형에 의해 일치시켰다. 그리고나서, 온도분포와 열전달 계수를 계산하였다. 속도형상과 마찰계수들의 해석결과는 반경비 (${\alpha}$)= 0.13, 0.26, 0.4, 그리고 0.56 경우의 실험과 매우 잘 일치하였다. 마찰계수와 Nusselt number에 미치는 반경비, 조도비, 그리고 조도에 대한 피치비 등과 같은 여러 변수들의 효과들을 조사하였다. 본 연구는 일정 조도 요소들이 전체적 효율 측면에서 볼 때 열전달을 우리하게 향상시킨다는 것을 증명하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.71-74
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• 2002

Fluid flow in a rectangular duct system are measured by W laser doppler velocity meter, and also computed by commercial software of STAR-CD for comparison between then First, for a rectangular duct with 90 degree metered elbow, the fluid flow with Reynolds numbs's of 1,508 is predicted by assumption of both laminar and turbulent models. But, even though the Reynolds number is less than 2,300-3,000, the computation by turbulent model is close to the experimental data. Moeover, the computation by turbulent model for Reynolds number of 11,751 also predicts the experimental data satisfactorily. Second, for a rectangular duct with two branch ducts, the ratios between flow rates in the two branches are invariant to Reynolds number according to both of numerical and experimental results.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.105-109
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• 1987

본 연구는 열교환기의 설치 및 사용목적에 따라 전열관내유동이 경사류가 될 때 특히 자연순환(2*$10^{6}$＜Gr＜15*$10^{6}$)의 경우와 강제순환(3,000＜Re＜ 40,000)의 경우에 대해서 열전달특성과 유동마찰에 의한 손질을 규명하는데 있다. 사용되는 관은 평골관과 ribbed관이며 관경사각을 수평면에 대하여 0˚,22.5˚,45˚, 90˚로 변화시켰다.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.325-332
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• 1999

회전 히트파이프가 작동할 때 응축 액막은 중력과 원심력에 의해 관 내벽을 따라 응축부에서 증발부로 이송된다. 회전 히트파이프의 성능은 응축 액막의 두께와 응축 액막 유동율에 의해 좌우된다. 따라서 기존의 많은 연구자들은 회전 히트파이프의 성능을 향상시키기 위하여 테이퍼, 계단식 벽면, 코일 삽입등 관 내부의 형상에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 회전 히트파이프의 새로운 관 내벽 형상으로써 응축부에 축 방향으로 사각 그루브(groove)를 갖는 구조이다. 히트파이프가 회전하면 원심력에 의해 응축 액막이 그루브로 유동하며 따라서 응축부의 전체적인 액막 두께를 감소시킬 수 있다. 실험 결과 그루브에 의한 액막 유동 효과로써 열전달 계수가 향상되었다. 또한 응축 액막 유동 해석 결과는 본 실험치와 정량적으로 다소 차이를 나타내었으나 회전수 및 열속 변화에 대하여 정성적으로 유사한 경향을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.823-829
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• 2014

본 연구에서는 계면활성제를 첨가한 사각 PDMS(polydimethylsiloxane) 마이크로 채널에서의 모세관 흐름에 의한 충전 길이를 예측하기 위한 모델들을 제안하였다. 일반적으로 PDMS 의 소수성 특성 때문에 모세관 힘만을 이용한 PDMS 마이크로 채널에서의 물의 이동에는 어려움이 따르게 된다. 따라서 본 연구에서는 계면활성제를 첨가하여 친수성을 가지는 PDMS 표면을 제작하고, 이 표면에서의 물의 접촉각 변화 측정 및 단순 모델을 수립하였다. 또한 친수성 PDMS 마이크로 채널에서의 모세관 힘에 따른 충전 길이를 예측하기 위해서 Washburn 방정식을 바탕으로 한 단순 모델을 수립하였다. 그 결과 유체의 충전 길이는 접촉각의 초기변화속도의 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 대표적인 세가지 경우에 대한 모델을 제안하였으며, 이들은 MIMIC(MIcroMolding In Capillaries)과 같은 마이크로 유체 기반의 생산공정의 설계와 개발에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제20권1호
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• pp.1-12
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• 1996

The fully developed tubulent momentum and heat transfer induced by the square- ribbed roughness elements on both the inner and outer wall surfaces in the concentric annuli are studied analytically based on a modified turbulence model. Heat transfer coefficients for two conditions, i.e, a) inner wall heated as constant heat flux and outer wall insulated b) inner wall insulated and outer wall heated as constant heat flux, are investigated. The analytical results of the fluid flow are verified by experiment. The experiment is done with a pitot tube and a X-type hot wire anemometer to measure the time mean velocity profiles, zero shear stress positions, maximum velocity profiles and friction factors, and etc. The resulting momentum and heat transfer are discussed in terms of various parameters, such as the radius ratio, the relative roughness, the roughness density, Nusselt number and Prandtl number.