• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.656-657
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• 2008

The droplet dynamics in a hydrophilic/hydrophobic microchannel, which is applicable to a typical proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), is studied numerically by solving the equations governing conservation of mass and momentum. The liquid-gas interface or droplet shape is determined by a level set method which is modified to treat contact angles. The matching conditions at the interface are accurately imposed by incorporating the ghost fluid approach based on a sharp-interface representation. The effects of contact angle, inlet flow velocity, droplet size and side wall on the droplet motion are investigated parametrically. Based on the numerical results, the droplet dynamics including the sliding and detachment of droplets is found to depend significantly on the contact angle. Also, a droplet removal process is demonstrated on the combination of hydrophilic and hydrophobic surfaces.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2390-2395
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• 2008

The water droplet motion in an air flow microchannel with pores through which water emerges is studied numerically by solving the equations governing the conservation of mass and momentum. The gas-liquid interface is tracked by a level set method which is based on a sharp-interface representation for accurately imposing the matching conditions at the interface and is modified to implement the contact angle conditions on the wall and pores. The numerical results show that the droplet growth and detachment pattern depend significantly on the contact angle and inlet air velocity. Also, the dynamic interaction between the droplets growing on multiple pores is investigated. The pore arrangement subject to droplet merging is found to be not effective for water removal.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.267-273
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• 2004

본 논문에서는 강한 압력파동에 구속된 액체 추진제 연소응답의 지배인자를 규명하고 비정상 거동 특성을 평가한다. 외부 압력섭동에 의해 교란된 탄화수소 계열 액체 추진제의 비정상 거동을 수치계산하고 연소응답의 관점에서 분석한다. 2상 사이의 평형을 고려한 1차원 액적기화 모델을 적용하고 압력파동은 인위적인 조화함수식으로 설정한다 외부 기상의 압력과 온도, 액적의 초기 직경과 내부온도, 외부 압력파동의 진폭과 구동 주파수 등 액체 로켓의 주요 설계인자 및 작동변수의 영향을 고찰한다. 본 연구를 통해 외부 압력파동의 구동 주파수와 외부 기상압력은 연소응답의 크기와 위상을 결정하는 지배인자임이 규명된 반면 외부 기상온도, 액적의 초기 직경과 외부온도 및 압력파동의 진폭 등은 연소응답과 약한 상관관계를 갖거나 그 영향이 미미하다. 기화열 섭동의 위상 및 액적표면과 내부의 파동에너지 전파특성이 연소응답의 크기와 위상을 결정한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2067-2072
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• 2007

Understanding of the impinging behavior of an electrically charged spray is essential in determining appropriate operating conditions for electro-spraying of paints, surface coating materials and insecticides. In the present work, as an initial step, the wall impact of an electrically charged droplet has been experimentally investigated. The charged drops were directed on the surface of a paraffin wax, and the impinging behavior was visualized and recorded using a CCD camera to identify the impingement regime. The spread-rebound boundary for the charged drop turned out to be smaller compared to that for an electrically neutral droplet under the same surface condition. The shift of the transition criterion is considered to be due to the discrepancy between the maximum spread ratio of the electrically charged droplet and that of the neutral droplet.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 대한연소학회 2003년도 제27회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.167-173
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• 2003

An experimental study on the behavior of droplets impinging on a solid flat surface was carried out in the present study. Breakup of a liquid droplet impinging on a solid surface has been investigated experimentally for various fuels with different properties. The fuel temperature and incident angle were chosen as major parameters. And fuel temperature and incident angle varied in the range from $-20^{\circ}C$ to $30^{\circ}C$ and from $30^{\circ}$ to $60^{\circ}$, respectively, were investigated. It was found that the variation of fuel temperature influences upon droplet mean diameter which were bounced out from the solid surface. As the increases of incident angle, the break-out mass flow rate increases. This causes the decrease of liquid film flow rate. The larger incident angle gives less liquid film flow rate.

• 한국분무공학회지
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• 제17권1호
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• pp.27-34
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• 2012

In this paper an experimental study is presented to investigate the effect of a step edge and a stationary droplet on the dynamic behavior of impacting droplet on a wall. The main parameters are the distance from the edge and the center-to-center distance between two droplets. Photographic images are presented to show coalescence dynamics, shape evolution and contact line movement. The emphasis is on presenting the spreading length of droplet for the step edge and two coalescing droplets along their original centers. It is clarified that the droplet exhibits much different dynamic behavior depending on the location of the step edge. The momentum of impacting droplet was better transferred to the stationary droplet as the center- to-center distance between two droplets was reduced, which results in more spreading of coalescing droplet.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.609-617
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• 2012

충돌, 퍼짐 및 수축을 포함한 나노입자 혼합 액적의 거동에 대한 수치모사를 수행하였다. 기체-액체 상경계면은 벽면에서의 접촉각 이력현상을 포함한 레벨셋 방법을 이용하여 해석하였다. 액적 내부의 나노입자 분포를 해석하기 위하여 물질의 열확산을 반영한 농도 방정식을 해석에 포함하였다. 수치해석 결과로부터 나노 입자의 분포는 온도의 불균일 분포에 크게 영향을 받는 것을 확인하였다. 나노입자의 농도 집중도에 의한 표면 장력 및 접촉각변화 효과에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.135-138
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• 2007

액체추진제 추력기에 사용되는 인젝터 분무액적의 2차원 공간분포 특성을 이중모드 위상도플러속도계(dual-mode phase Doppler anemometry, DPDA) 기법을 적용하여 고찰하였다. 분무액적의 속도, 난류강도, Sauter 평균직경(Sauter mean diameter, SMD), 수밀도, 그리고 체적플럭스 등의 분무분열특성 매개변수 변이를 정량화 하여 인젝터 분무의 거시적 거동을 규명한다. 본 연구는 추력기의 성능특성 이해는 물론 새로운 추력기의 설계기반 구축에 기여할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.237-243
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• 2015

본 논문은 에멀젼연료(Diesel/$H_2O_2$)에 있어 과산화수소의 혼합비가 혼합연료 액적증발 및 분무거동 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 연료혼합을 위한 계면활성제는 span 80, tween 80을 9:1로 혼합하여 에멀젼연료 총 부피의 3%로 고정 혼합하였다. 또한 과산화수소의 혼합비율은 계면활성제의 혼합비를 고려하여 EF (Emulsified Fuel)0, EF2, EF12, EF22, EF32 및 EF42로 설정하였다. 에멀젼연료 액적의 증발특성을 관찰하기 위해 가열판에 액적 방울을 투하시켜 액적이 증발하는 현상을 산란광 및 쉴리렌기법을 통하여 촬영하였다. 또한 혼합비 변화에 따른 혼합연료의 분무거동특성을 해석하기 위하여 혼합연료 EF0~EF22를 선택하여 $150^{\circ}C$로 유지된 정적용기에서 증발자유분무 거동해석 실험을 실시하였다. 그 결과 과산화수소의 혼합비율이 EF0보다 높은 EF22 에멀젼연료의 자유분무성장이 연료 속에 혼합된 과산화수소의 증발촉진으로 인하여 보다 신속하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.339-347
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• 2022

하이브리드 로켓의 후연소실(post chamber)은 액화된 연료의 추가적 연소를 유도하여 엔탈피 상승으로 이어지도록 한다. 후연소실이 있는 하이브리드 로켓에 파라핀 왁스를 연료로 사용하는 경우, 연소초기에만 비정상 연소 압력진동이 관찰된다. 본 연구는 비정상 연소 압력진동의 발생과 액적의 추가적 연소 사이의 상관관계를 확인하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 후연소실 연소를 가시화하고 POD 기법을 활용한 이미지 분석을 수행하였다. 또한 모드 재구성을 통해 액적의 거동을 포함하고 있는 모드를 분리하여 비정상적인 연소압력의 진동과 액적의 연소 사이의 상관관계를 조사하였다. 일련의 실험에서는 후연소실로 유입되는 액화 연료량과 액적발생을 조절하여 비정상 연소압력 진동의 변화를 유도하였다. 실험결과에 의하면 파라핀 왁스의 연소 초기에만 관찰되는 비정상 연소압력 진동은 후연소실에서 발생하는 액적의 추가적인 연소가 그 발생원인임을 알 수 있다.