• Title/Summary/Keyword: 수직 유동

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Study of Stokes Flow Past a Vertical Plate in a Two-Dimensional Channel (2차원 채널 내의 수직 평판을 지나는 스톡스 유동에 대한 연구)

  • Yoon, Seok-Hyun;Jeong, Jae-Tack
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.35 no.6
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    • pp.609-615
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    • 2011
  • A two-dimensional Stokes flow past a vertical plate in a channel is analyzed. The vertical plate is located at the center of the channel, and plane Poiseuille flow exists far upstream and downstream of the vertical plate. The Stokes approximation is used, and the flow is investigated analytically using the method of eigenfunction expansion and the point collocation method. From the analysis, the stream function and pressure distribution are obtained, and the pressure and shear stress distributions on the plate and channel wall are calculated. The additional pressure drop induced by the vertical plate and the force exerted on it are calculated as functions of the length of the vertical plate. For a typical length of the vertical plate, the streamline pattern and pressure distribution are shown. In addition, numerical analysis of laminar flow with a small Reynolds number is carried out to analyze the effect of a small Reynolds number on the flow pattern.

Study of the Internal Flow and Evaporation Characteristic Inside a Water Droplet on a Vertical Vibrating Hydrophobic Surface (수직 진동을 이용한 가열된 고체표면 위 증발하는 액적의 내부유동 제어연구)

  • Park, Chang-Seok;Lim, Hee-Chang
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.41 no.1
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    • pp.37-46
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    • 2017
  • Thermal Marangoni flow has been observed inside droplets on heated surfaces, finally resulting in a coffee stain effect. This study aims to visualize and control the thermal Marangoni flow by employing periodic vertical vibration. The variations in the contact angle and internal volume of the droplet as it evaporates is observed by using a combination of continuous light and a still camera. With regard to the internal velocity, the particle image velocimetry system is applied to visualize the internal thermal Marangoni flow. In order to estimate the internal temperature gradient and surface tension on the surface of a droplet, the theoretical model based on the conduction and convection theory of heat transfer is applied. Thus, the internal velocity increases with an increase in plate temperature. The flow directions of the Marangoni and gravitational flows are opposite, and hence, it may be possible to control the coffee stain effect.

Numerical Analysis of Natural Convection from a Vertical Ice Circular Cylinder in Pure Water (순수물속에 있는 수직얼음 원기둥에 의한 자연대류의 수직해석)

  • Kim, B. H.
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.7 no.4
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    • pp.483-488
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    • 1983
  • 비교적 저온의 순수물 속에 있는 수직얼음 원기둥 주위에서 일어나는 자연대류 현상을 수치계산 방법을 사용하여 이론적인 해를 추구하였으며 기존 실험결과와 비교하였다. 유동의 형태는 주위 유체의 온도에 따라서 상향유동, 하향유동, 이 양자가 동시에 존재하는 유동의 형태로 구분되었으 며 해를 구할 수 있는 영역내에서는 상향유동과 하향유동이 동시에 존재하는 구역에서 열전달율 이 최소가 됨을 알 수가 있었다.

경사유로내에서 유동비등에 관한 실험적 연구

  • 이태호;김문오;박군철
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1997.10a
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    • pp.487-494
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    • 1997
  • 비등이 발생하는 경사유로에서 이상유동 구조 파악을 위해 국부적 이상유동 변수의 측정이 이루어졌다. 국부 기포율, 국부 기포빈도, 국부기포속도 그리고 국부 기포크기와 같은 기상 관련 이상유동변수는 이중 전기전도도 탐침으로, 액상속도 분포는 Pilot tuba로 측정하였다. 유로의 경사도가 이상유동 구조에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험은 수직, 수직으로부터 30도 경사도 및 60도 경사도에서 유량과 열유속을 변화시켜가며 수행하였으며 유동변수의 측정은 경사진 경우에 측면 방향으로의 대칭성을 고려하여 유로 반 단면내 총 91개 지점에서, 수직인 경우에는 13개 지점에서 이루어졌다. 유동조건은 1.4m/s 이하의 평균 액상 겉보기 속도에 제한되었고 유로내 압력은 대기압이며 유동양식은 미포화 비등에 국한되었다. 측정된 이상유동 변수의 분포를 이용하여 경사유로에 적용할 수 있는 distribution parameter와 drift velocity 같은 dirft flux parameter에 대한 상관식이 개발되었다.

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Numerical Investigation on the Flow Noise Characteristics of the Hybrid Vertical-axis Wind Turbine (복합형 수직축 풍력발전기의 유동소음특성에 관한 수치적 고찰)

  • Kim, Sanghyeon;Cheong, Cheolung
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.33 no.6
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    • pp.351-357
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    • 2014
  • In this paper, flow noise characteristics of the hybrid vertical-axis wind turbine is investigated. Hybrid vertical-axis wind turbines consisting of two types of vertical-axis wind turbines, Savonius and Darrieus, are devised to maximize merits of one turbine and thus minimize demerits of the other turbine. In order to predict flow noise radiating from hybrid vertical-axis wind turbines, hybrid computatioinal aero acoustic techniques are used. First, unsteady flow fields around the turbine are predicted using computational fluid dynamics method. Then, the flow noise radiations from the turbines are predicted by applying acoustic analogy to the predicted flow fields. Based on numerical results, noise characteristics of a hybrid vertical-axis wind turbine is investigated and is compared with those of Savonius and Darrieus wind turbines.

Numerical Simulation and Supersonic Wind Tunnel Test on the Mixing Process of Transverse Injection to Supersonic Flow (초음속 유동장내에서의 연료의 수직분사 혼합과정에 대한 수치해석 및 초음속 풍동시험)

  • 김성돈;이양지;정인석
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.61-61
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    • 2002
  • 스크램 제트 엔진의 설계에서 초음속으로 유입된 공기의 짧은 잔류시간으로 인한 연료-공기의 혼합은 가장 중요하며 해결하기 힘든 문제이다. 전헝적인 비행 조건에서 흡입 공기가 극초음속 비행기 엔진 내에서 잔류하는 시간의 단위는 1 ms 정도이어서 짧은 시간 동안 연료와 공기는 효율적으로 혼합되어야 하며, 최대의 추진력을 얻기 위하여 과도한 공력저항없이 연소 가능한 연료-공기 혼합기를 생성시킬 수 있는 효율적인 연료-공기의 혼합 방법이 요구된다. 현재까지 가장 많이 연구되어 온 혼합 방법은 엔진 입구로 들어오는 공기 유동에 수직 방향으로 연료를 분사하는 것으로 이 방법은 연료 유동 방향과 공기 유동 방향이 수직이기 때문에 추력 손실이 생기는 단점을 갖고 있지만, 초음속으로 유입되는 공기에 수직으로 연료를 분사하게되면 분사 위치 앞에 궁형 충격파가 생겨서 감속되어 유동이 회전하는 재순환영역이 생기고 연료의 혼합이 잘 이루어지는 장점이 있다.

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수직 관다발형 비등관에서의 이상 유동 불안정성 특성 해석

  • 황대현;유연종;김긍구;장문희
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.463-468
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    • 1998
  • 수직 관다발형 비등관에서의 밀도파 진동 및 유동 폭주형 이상유동 불안정성을 해석하기 위하여 선형화 기법 및 D-partition 방법론에 근거한 해석 코드(ALFS)를 개발하고 기존 실험자료 분석을 통해 코드의 예측 성능을 평가하였다. 그 결과 이상유동이 평형상태에 있는 것으로 가정하는 가장 단순한 모델인 HEM은 전반적으로 유동 불안정성 발생 시점의 열출력을 실험치보다 약 20% 정도 낮게 예측하였으며, 이상 유동의 속도 및 온도의 비평형 상태를 고려하는DEM과 DNEM에 의한 예측 결과는 7∼15%의 평균 오차 범위에서 실험 자료를 예측하는 것으로 나타났다.

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Study on Laminar Mixed Convection of Developing Flow in Vertical Pipe (수직관내 발달 유동의 층류혼합대류 연구)

  • Ko, Bong-Jin;Chung, Bum-Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.34 no.5
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    • pp.481-489
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    • 2010
  • Experiments on laminar mixed convection in a vertical pipe were performed for the Re range 1,000-3,000, the $Gr_H$ range $10^5-10^8$, the Pr range 2,000-7,000, and aspect ratio range 1-7. Using the analogy concept, heat transfer systems were simulated by mass transfer systems. A cupric acid.copper sulfate electroplating system was adopted as the mass transfer system, and the mass transfer rates were measured. The measured Nu values were far greater than those previously reported because of the large value of pr in this experiment. As the aspect ratio in this study was not sufficiently large for the flow to be fully developed, the test results were similar to those for mixed convection on a vertical plate rather than that inside a long vertical pipe. It was concluded that the behavior of laminar mixed convection of a developing flow in a vertical pipe at a low aspect ratio and low $Gr_H$ is similar to that of laminar mixed convection in the vertical plate. As the aspect ratio and $Gr_H$ increase, the laminar mixed convection phenomena becomes similar to that observed in a fully developed flow in the vertical pipe.

The Role of the Plastic Flow Rules in the Elasto-Plastic Formulation of Joint behaviour (절리거동의 탄소성해석에서 소성유동법칙의 역할)

  • 이연규
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.10 no.2
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    • pp.173-179
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    • 2000
  • The influence of the plastic flow rules on the elasto-plastic behaviour of a discrete joint element was investigated by performing the numerical direct shear tests under both constant normal displacement and normal displacement conditions. The finite interface elements obeying Plesha’s joint constitutive law was used to allow the relative motion of the rock blocks on the joint surface. Realistic results were obtained in the tests adopting the non-associated flow rule, while the associated flow rule overestimated the joint dilation. To overcome the computational drawbacks coming from the non-symmetric element stiffness matrix in the conventional non-associated plasticity, the symmetric formulation of the tangential stiffness matrix for a non-associated joint element was proposed. The symmetric elasto-plastic matrix it derived by assuming an imaginary equivalent joint with associated flow rule which shows the same plastic response as that of original Joint with non-associated flow rule. The validity of the formulation was confirmed through the numerical direct shear tests under constant normal stress condition.

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An experimental study on the Free stream turbulence of Floating body with vertical plate (연속부착된 수직평판을 갖는 부유구조물 후류의 자유유동 난류강도에 대한 실험적연구)

  • Kim, Ho;Oh, Kyoung-Gun;Gim, Ok-Sok;Lee, Gyoung-Woo
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2007.12a
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    • pp.125-126
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    • 2007
  • In this paper, the floating body with vertical plate is introduced with a study on the flow patterns and characteristics in around the floating body by using 2 frame particle tracking method. This paper introduce an analysis method to predict the characteristics if flow around the neighboring fields if Floating Body with vertical plate in order to investigate a high performance model. Flow visualization has conducted in a drcu1ating water channel by a high speed camera and etc. Flow phenomena according to turbulence intensity distribution and flow separation around the floating body with vertical plate were obtained by two-dimensional PIV system.

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