• 한국항공우주학회지
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• 제33권4호
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• pp.71-78
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• 2005

초임계 상태의 질소 유동 환경에서 헵탄 액적의 기화 특성을 수치적으로 연구하였다. 더불어 실기체 효과와 액적 내부 순환, 다양한 열역학적 물성치 및 고압 효과를 고려하였다. 또한 헵탄 액적 바로 근처에서의 저속 유동 문제를 풀기 위하여 예조건화 스킴을 적용한 시간 전진법을 수치 코드에 적용하였다. 주위 유동 속도와 주위 압력을 변화 시켜가면서 액적의 거동을 살펴보았다. 유동 속도 증가로 인한 레이놀즈수의 증가에 따라 액적의 변형이 활발히 이루어졌고, 동일한 레이놀즈수에 대해서는 압력이 높아질수록 액적의 변형이 약화되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권1호
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• pp.37-46
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• 2017

가열된 표면에서의 액적은 일반적으로 내부에 마랑고니 유동이 발생하고, 이는 불균일한 침전물 패턴 형상을 구성하게 된다. 본 연구는 마랑고니 유동을 가시화하고, 수직진동을 사용해서 이를 제어하는 것을 주 목적으로 한다. 액적이 증발하는 동안, 액적의 접촉각 변화와 부피변화를 실험적으로 알 수 있었고, PIV(Particle Image Velocimetry) 실험 장치를 이용하여, 평판 온도별 마랑고니 유동의 내부 유동의 흐름을 가시화하였다. 그리고 평판에 각 주파수별 수직진동을 가해주는 실험을 진행하여, 그 결과 마랑고니 유동의 유동 방향과 수직진동의 유동 방향이 서로 반대인 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 증발하는 액적에 수직진동을 가해줌으로써, 액적의 하단부분에서 내부유동의 흐름변화를 관찰하였다. 마랑고니유동에 의해 발생하는 내부유동 방향과 수직진동으로 발생하는 내부유동의 방향이 서로 반대 방향이므로 가열된 평판에 진동을 가해주었을 때 액적 내부유동의 흐름이 변화가 발생하였고, 이는 곧 불균일한 침전물 패턴이 억제된 것을 증발 후 침전물의 패턴형상을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.1-9
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• 2010

난류 유동장으로 분사되는 액체 제트의 액주 분열과 액적 미립화 현상에 관한 LES를 수행하였다. 기체상태의 공기 유동해석에 Eulerian 해법을 사용하고, 액적 추적을 위하여 Lagrangian 해법을 사용하여 기체-액체간 이상유동(two phase flow) 해석을 수행하였다. 액적 분열 과정 모사에 blob-KH 분열 모델을 적용하여 액주와 액적의 분열이 관찰되었다. 일정한 공기 유동 조건에서 액체 분사 속도 변화를 통한 액체-기체 운동량 플럭스 비의 변화에 따른 액체 제트의 침투깊이를 조사하였으며 실험결과와 유사함을 알 수 있었다. 분사 제트의 분열에 따라 유동장에 존재하는 액적의 분포를 Sauter 평균 입경(SMD)의 분석을 통해 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.201-206
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• 2005

아음속 횡방향 유동에 대한 수직 분사시 액적영역에 대한 내부 유동의 효과에 대하여 실험을 수행하였다. 본 연구의 목적은 액적영역의 내부유동 현상에 대하여 관찰하고, 이전 연구에 대하여 액적영역의 궤적을 확인하는 것이다. 실험을 통하여 액적영역의 궤적은 모멘텀 플럭스 비(q), 인젝터 지름에 대한 하류방향 거리비(x/d)에 의하여 결정되며, 인젝터 내부유동이 액적영역의 분무특성에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.353-360
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• 2011

액적 충돌은 물방울 형성 및 분무 유동 등의 현상을 예측하는데 있어 매우 중요하다. 이러한 액적 충돌은 액적 속도, 충돌 파라미터, 액적 크기비에 영향을 받아, 충돌 후 거동 특성이 결정된다. 충돌 후 액적은 반사, 합일, 스트레칭 분리, 리플렉시브 분리와 같은 거동 특성을 갖는다. 본 연구에서는 레벨셋 방법을 사용하여 충돌 후 액적 거동 특성에 대한 이상유동 해석을 수행하였다. 정면충돌 현상에 대한 2차원 축대칭 해석으로부터 합일 및 리플렉시브 분리 현상을, 비중심충돌 현상에 대한 3차원 해석으로부터 합일, 리플렉시브 분리, 스트레칭 분리 현상을 예측할 수 있었다. 이러한 해석 결과는 기존 실험 및 이론적 연구 결과와 일치하는 결과를 보였다. 또한, 초기 액적의 부피비에 대한 수송 방정식을 사용하여 충돌하는 두 액적의 성분을 추적하였다. 이로부터 크기가 다른 두 액적의 정면충돌에 대한 액적 성분 추적을 통해 액적 거동 및 액적 성분에 대해 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.329-335
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• 2014

본 연구의 목표는 주기적으로 강제 진동하는 소수성 표면위에 놓인 액적의 내부유동 특성을 이해하는 것이다. 액적의 공진주파수를 예측하기 위해서 고속카메라와 매크로렌즈를 사용하여 진동하는 소수성 표면위의 액적의 내부유동 특성을 확인하였다. 그 결과 특정 모드에서의 액적은 다양한 형상을 갖고 있으며 또한, 각각의 액적 내부에서 와류가 관찰 되었다. 일반적으로 유동흐름이 대칭축을 따라 위로 이동하고 액적상단에서 표면을 따라 접촉선부근으로 이동하였다. 반면에 모드 6과 모드 8에서는 아주 큰 와류가 생성되었다. 또한 유동속도가 모드 2보다 모드 4에서 더 빠르고 반면에 모드 6와 모드 8은 거의 비슷하였다.

• 공업화학
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• 제16권1호
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• pp.34-38
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• 2005

직경이 0.102 m이고 높이가 2.5 m인 유동층 액-액 추출기에서 액적의 크기와 분포 그리고 상승속도의 특성에 대하여 연구하였다. 분산상(0~0.04 m/s)과 연속상(0.02~0.14 m/s)의 유속변화, 그리고 유동고체 입자의 크기변화(1.0, 2.1, 3.1, 6.0 nm)에 따른 액적의 특성을 검토하였다. 액적의 흐름 거동은 추출기 내부에서 액적의 흐름 거동은 분산상과 연속상의 증가와 액적의 크기에 따라 상당히 영향을 받았다. 액적의 크기는 분산상의 속도가 증가함에 따라 증가하였지만, 유동입자의 크기가 증가함에 따라 따라서는 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 연속상의 유속이 증가함에 따른 액적의 크기는 국부적인 최대값을 나타낸 후 감소하는 경향을 나타내었다. 액적의 크기와 상승속도는 실험변수들과 잘 상관됨을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.579-589
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• 2015

본 연구의 목적은 수직으로 강제 진동하는 소수성 표면 위에 놓인 액적의 유동 및 증발 특성을 이해하는 것이다. 액적의 공진주파수를 예측하기 위해서 Lamb과 Strani and Sabetta의 이론적 고유진동수식을 이용하였고, 실험값과 비교하여 보다 근접한 고유진동수 식에 대해 타당성을 검증하였다. 액적의 형상 및 내부 유동을 가시화하기 위해 초고속카메라, 초접사렌즈 그리고 연속광을 사용하여 진동하는 소수성 표면 위 액적의 유동 및 증발 특성을 확인하였다. 그 결과 각각의 모드에서 액적은 다양한 형상을 가졌으며, 각각의 액적 내부에서 복잡한 와류가 관찰되었다. 일반적으로, 유동흐름이 대칭축을 따라 위로 상승하여 액적상단에서 표면을 따라 접촉선부근으로 이동하였고, 2차, 4차 모드는 분기형, 6차, 8차 모드는 큰 타원형의 유동패턴을 갖는 것을 확인하였다. 여러 가지 모드 중 4차 모드에서 가장 빠른 유동속도를 가졌으며, 다음은 8, 6, 2차 모드 순서였다. 네 가지 진동 모드에서의 증발률은 4, 8, 6, 2차 모드 순서로 빨랐으며, 각각의 공진에서는 그 주위 주파수 영역보다 빠른 증발률을 보였다. 마지막으로 진동을 이용한 액적의 증발은 4차 모드에서 진행되어야 보다 효율적인 진동 증발을 유도할 수 있다.

• 스마트미디어저널
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• 제8권4호
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• pp.38-45
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• 2019

회전익 드론의 후류에서 발생하는 강한 유동과 살포되는 농약 노즐에서의 스프레이 유동이 동반될 경우, 극심한 기체의 요동과 함께 액적 유동은 바람의 영향을 크게 받게 된다. 특히 액적은 공기역학적인 항력의 영향을 받기 때문에 단순한 제자리 비행과는 달리 전진 비행을 할 경우 또는 측풍을 받고 있을 경우, 살포 영역에 큰 변화가 발생한다. 이로 인하여 드론을 활용한 농약살포에는 보다 큰 비산의 위험성이나 위치간의 낙하분산에 차이가 커져 효율성이 떨어질 수 있는 문제가 생긴다. 따라서 적절한 수치 모델링과 이를 적용한 전산 시뮬레이션을 통하여 다양한 비행 및 대기 조건을 적용할 수 있는 예측 도구가 필요하다. 본 연구에서는 로터에서 나오는 강한 하풍과 드론의 비행속도에 따른 액적 유동 특성에 대해 실험 및 수치해석을 진행하였으며, 액적이 분포하는 확률밀도함수를 구하여 서로 비교함으로써 농약살포용 드론에서 액적을 살포할 시 효율성을 증진시킬 수 있는 분사 시스템을 구축하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.671-677
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• 2010

본 연구에서는 직경이 수백 nm로부터 수 ${\mu}m$에 이르는 균일한 크기의 액적을 생성하는 마이크로 플루이딕 플랫폼이 설계되었다. 미세한 액적을 생성하기 위하여 T-정션과 유동집속 장치가 마이크로�a푸이딕 채널로 통합되었다. 상대적으로 큰 수성 액적들이 상류의 T-정션에서 생성되어 유동집속 장치로 이송되는데, 여기에서 각각의 액적은 압력과 점성응력의 작용에 의하여 목표로 하는 크기로 잘게 쪼개진다. 이러한 구성은 내부 유체의 매우 느린 유량과 유동집속 영역에서 내부 및 외부 유체 사이의 높은 유량비를 가능하게 한다. 본 마이크로플루이딕 장치는 약 $1\;{\mu}m$ 크기의 직경을 가지는 액적들을 3%보다 작은 표준 편차로 생성할 수 있음이 제시되었다.