• 에너지공학
• /
• 제4권1호
• /
• pp.126-139
• /
• 1995

저속의 압축성 유동장에서의 원형 실린더 주위의 유동 및 열전달특성을 해석하였다. 비압축성 유동장에서의 실린더 주위의 유동 및 열전달현상에 대하여는 실험과 수치해석을 포함한 광범위한 연구가 진행되어 왔으며 매우 잘 알려져 있다. 실린더 벽면과 주위 유동장의 온도차가 큰 경우, 밀도의 변화가 커지므로 유동장은 압축성 유체가 되나 지배 방정식의 복잡함과 적절한 수치해석 방법의 부족으로 실린더 주위의 유동장을 압축성유체로 해석한 경우는 매우 드물다. 현재 압축성유동 해석에 널리 사용되는 time marching algorithm은 저속의 유동장 해석시 지배방정식에 나타나는 eigenvalue들의 괴리에 의하여 수렴속도가 현저히 떨어지게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 난점을 극복할 수 있는 time-derivative preconditioning 방법을 사용하여 온도차가 큰 유동장에서의 강제 및 혼합대류에 대한 계산을 수행하였고 이들의 열전달특성을 비교하였다. 강제대류의 경우 실린더 벽면 온도의 증가에 따른 밀도 감소의 영향은 유동장의 Re수를 감소시켜 확산의 영향을 증가시키면서, 혼합대류의 경우 부력의 영향은 가열되는 유동장의 범위와 재순환 영역을 강제대류에 비해 현저히 감소시킨다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권5호
• /
• pp.1254-1263
• /
• 1990

본 연구에서는 기관 실린더 사이의 거리와 기관 블럭의 외벽에 부착된 윈이 실린더내벽면 온도분포에 미치는 영향을 알아보기 위하여 2차원 정상.비정상 열전도 해석을 하였다. 물론 2차원 열전도 해석 결과는 전 실린더 블럭에 적용할 수 있는 것은 아니며 블럭의 상단과 하단 부근에서는 적용시키기 어렵고 중간 부근에서만 적용 할수 있는 것이지만, 2차원 해석을 통해서 격자의 수를 대단히 많이 늘일 수 있어서 그해의 정확도를 높힐 수 있기 때문에 실린더 사이의 간격과 휜의 크기 등이 실린더 내벽면 온도에 미치는 영향, 정상.비정상 해석의 차이점 등을 명확히 규명할 수 있는 잇점이 있어서 본 연구에서 채택하였다.따라서 본 해석 결과는 전 실린더에 대해서 국부적으로 적용될 수 있는 것이 아니라 전 실린더에서의 값에 대한 평균 값으로 이해 되어야 할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권11호
• /
• pp.991-998
• /
• 2013

본 연구에서는 $6Ra=10^6$ 일 때, 사각 밀폐계 내부에 고온의 원형 실린더가 존재하는 자연대류에 대한 수치해석을 수행하였다. 밀폐계는 상부 벽면을 통해 냉각되고 양측 벽면과 고온의 국소 영역을 제외한 하부 벽면은 단열 조건이다. 하부 벽면에서 고온 영역이 차지하는 비를 w 로 정의 하였다. 반경이 밀폐계 한 변의 길이의 0.2 배인 원형 실린더를 구현하기 위해 유한체적법(FVM)에 기초한 가상 경계법(IBM)을 사용하였다. 본 연구에서는 w 가 고온의 원형 실린더를 갖는 밀폐계 내부의 자연대류에 미치는 영향을 $10^6$의 Rayleigh 수에 대해 2 차원 해를 구하였다. $10^6$의 Rayleigh 수에서는 유동장과 온도장은 시간에 따라 변하는 특성을 보였다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.16-22
• /
• 1999

The purpose of this study is to prevent the stick, scuffing, scratch between piston and cylinder, is to contribute the piston design such as piston profile, clearance by calculating reaction force by over-lap of piston skirt, as measuring the temperature distributions of cylinder wall. The experiment has been peformed to obtain data during actual engine operation. Temperature gradient in peripheral and axial distributions of cylinder wall according to torque and speed of engine were measured by use of an 800cc class gasoline engine. The results obtained are summarized as follows ; 1) The temperature of cylinder wall at TDC was about $50{\sim}75^{\circ}C$ higher than temperature of cooling water. 2) The rear side temperature of top dead center was $141^{\circ}C$(1/4 load) in axial distribution, whereas the rear side of midway position temperature was $98^{\circ}C$. 3) The temperature of cylinder wall increased in according to rising temperature of cooling water. 4) The thrust side temperature of cylinder wall was about $15^{\circ}C$ in all load test. 5) The rear side temperature of top dead center was $159^{\circ}C$ (1/2 load) in peripheral distribution, it was about $39^{\circ}C$ higher than thrust side temperature.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권12호
• /
• pp.975-982
• /
• 2014

본 연구는 정육면체 밀폐계 내부에 존재하는 고온의 원형 실린더의 크기 변화에 따른 밀폐계 내부의 3 차원 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서 고려한 Rayleigh 수는 $10^3$부터 $10^5$까지며 Prandtl 수는 0.7 이다. 내부 원형 실린더의 반경은 0.1L 부터 0.4L 범위에서 0.1L 간격으로 변경하였다. 본 연구에서 고려한 모든 Rayleigh 수와 실린더 반경의 범위에서 열유동장은 정상 상태의 특성을 보였다. 내부 원형 실린더의 크기가 증가하여 실린더 표면과 밀폐계 벽면이 가까워 질수록 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수는 증가하였다. 내부 원형 실린더의 크기 변화에 따른 정육면체 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 온도장, 유동장 및 표면 평균 Nusselt 수의 분포를 바탕으로 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제21권7호
• /
• pp.882-890
• /
• 1997

A buoyant jet flow impinging on a circular cylinder is investigated including heat conduction through the cylinder. Temperature and flow fields are obtained by an iterative method, and the effects of the non-uniform wall temperature on the flow and heat transfer are analyzed. Effects of three-dimensionality and the traversing of the jet are also included. Nusselt number over the cylinder surface for the conjugate case is relatively small as compared with the constant wall temperature case due to the small temperature gradient. As the conductivity of the cylinder becomes lower, Nusselt number decreases due to the reduced temperature gradient. Increasing jet traversing speed causes the surface temperature of the cylinder to decrease, which increases local Nusselt number over the surface.

• 기계저널
• /
• 제25권1호
• /
• pp.32-38
• /
• 1985

지금까지의 계산된 직접 분사식 디이젤기관에서의 분무유동 현상은 실린더내에서의 공기유동과 공기밀도의 온도에 대한 변화를 고려하지 않은 경우이다. 디이젤 연소의 모델링을 위한 몇가지 단계, 즉 (1) 연소실내에서 공기유동을 무시한 경우의 분무유동 특성 (2) 공기유동 (swirl, squish, turbulence)을 고려한 경우에서의 분무유동 특성 (3) 연소실내에서의 분무제트와 주위 기체사이에의 열 및 질량의 이동현상 (4) 연소실 벽면과 연소가스 사이에의 열역학적 관계 의 4가지 단계중 제 1단계에 해당하는 모델로써 보다 완벽한 가정과 정확한 입력 데이터를 이용하면 좋은 예측결과를 나타낼 수 있는 자료가 될 수 있겠으며 공기유동을 고려한 경우의 분무유동 또한 프로그램이 거의 완성단계에 있으므로 가까운 시일내에 이용할 수 있으리라 믿는다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.739-752
• /
• 1989

본 해석의 목적은 실린더헤드의 3차원 열전도해석을 격자망구성이 편리한 경계요소법을 이용하여 수행함으로써 연소실의 벽면온도를 구하여 연소 실내의 열전달과정 해석을 위한 사이클 시뮬레이션에 사용하는데 있다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.20-26
• /
• 2002

The purpose of this study is preventing the stick, scuffing, scratch between piston and cylinder in advance, and obtaining data for duration test in actual engine operation. The temperature gradient in cylinder bore according to coolant temperature were measured using $1.5{\ell}$ class diesel engine. 20 thermocouples were installed 2mm deep inside from cylinder wall near top ring of piston in cylinder block, at which points major thermal loads exist. It is suggested as proper measurement points for engine design by industrial engineers. Under full load and $70^{\circ}$, $80^{\circ}C$ and $90^{\circ}C$ coolant temperature conditions, the temperature in cylinder block and engine oil increased gradually according to the increase of coolant temperature, the siamese side temperature of top dead center is $142^{\circ}C$ in peripheral distribution, that is about $20^{\circ}C$ higher than that at thrust, anti-thrust, and rear side temperature, respectively. The maximum pressure of combustion gas in $70^{\circ}C$ coolant temperature is about 2 bar lower than those of $80^{\circ}C$ and $90^{\circ}C$ coolant temperature. The engine torque in $80^{\circ}C$, $90^{\circ}C$ coolant temperature condition is about 4.9Nm higher than that of $70^{\circ}C$ coolant temperature.

• 한국추진공학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.50-58
• /
• 1998

수분이 복합재를 통하여 투과되는 정도를 고찰하기 위하여 $20^{\cire}C$, 90%RH의 온/습도를 유지하는 수조를 제작하였고, 이 수조내에 보관한 복합재 연소관의 실린더 벽면으로 투과되는 습기를 측정하기 위하여 연소관 내에 습도 센서를 투입하여 상대습도를 직접 측정하였다. 습기의 투과는 내부에 라이너/인슬레이션이 피복 되거나 또는 추진제가 충전된 경우 많은 감소효과를 보였다. Epoxy filament winding으로 제조된 순수 복합재 연소관의 경우 수조에 넣고 평형에 도달한 후로부터 약 8개월 간의 습기 투과 상태를 볼 때 벽면을 통하여 들어가는 water vapor flux는 $20^{\cire}C$, 90%RH에서 평균적으로 2.88${\times}$$10^{-9}$g/$\textrm{m}^2$sec로 나타났다. 이때 습기가 투과되는 연소관의 국지점을 평판으로 가정하고 Fick's law를 이용하여 구한 습기에 대한 복합재의 확산계수는 D=7.98${\times}$$10^{-7}$$\textrm{mm}^2$/sec 였다. 밀폐된 장치 내의 습도 변화를 직접 측정하는 본 시험 방법은 실린더 형태 및 밀폐된 용기를 이루는 곡면형 재료의 환경에 따른 습기 투과량 및 재료의 확산 계수 측정에 유용할 것으로 생각된다.