• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.10 no.6
• /
• pp.947-958
• /
• 1986

물-증기 역류 성층이상유동에서의 평균 액체층 두께가 여러가지 경사각과 종횡비에 따라 측정되었다. 난류유동에 있어서 전단응력분포의 선형화와 von Karman의 혼합길이 이론을 근거로 평균 액체층의 두께에 대한 관계식이 제시되었으며 실험결과와 잘 일치하였음을 보였다. 접촉면에서의 조파저항이 고려되지 않은 해석결과는, 수평 성층유동의 경우에, 평균 액체층 두께보다는 오히려 파곡까지의 액체층 두께를 예측하고 있는 것으로 나타났다. 또한 평균 액체층 두께에 대한 실험 상관관계식이 계산시 편의를 위해 쉽게 인지할 수 있는 매개변수들의 항들롤 제시되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• 2022.06a
• /
• pp.213-213
• /
• 2022

본 논문은 슬로싱(Sloshing) 거동에 놓인 극저온 액체수소 화물창의 BOG 예측을 위한 CFD 해석 절차를 다루고 있다. 특히, 적재율(Filling Ratio)에 따라 달라지는 열 유입과 그에 따른 액체수소의 기화 경향을 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 액체수소와 기체수소의 혼재에 의한 다상 열유동(Multiphase-Thermal flow) 특성을 반영하고 유동에 따른 강제 대류 현상을 열유속에 반영하기 위한 CFD 해석을 수행하였다. 다상 유동 모델의 정확성을 검증하기 위하여 슬로싱 실험의 압력 계측 값과 해석의 압력 값 및 자유수면(Free surface) 형상을 비교하였다. 소형 C-Type 독립형 액화수소 탱크를 대상으로 슬로싱 유동과 BOG 발생을 수치적으로 예측하였다. 해석 과정에서 VOF(Volume of fraction) 모델과 Eulerian 모델을 모두 적용하여, 액체수소에 유입되는 열 유속(Heat flux)의 예측 정확성을 비교하였다. 슬로싱 유무에 따라 액체수소에 유입되는 열 유속을 비교하여 슬로싱 유동의 포함 여부에 따른 BOG 발생량의 변화를 제시하였으며, 최종적으로 액체수소의 충전율(Filling ratio) 별로 BOG 발생량의 경향성을 제시하였다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
• /
• v.13 no.3
• /
• pp.141-147
• /
• 1984

2차원 채널 입구에서의 꿰떼 난류 유동하는 찬 물 위를, 같은 방향으로 빠르게 난류 유동하는 수증기의 응축은 액체필름 초기상태의 과냉 정도에 의하여서 응축능력이 정하여진다. 수증기와 액체의 채널 입구에서의 균일한 속도 및 온도, 그리고 채널 입구에서 액체와 증기가 차지하는 체적비, 즉 액체필름과 채널 높이를 알고 있을 때, 하류로 유동하면서 응축이 일어나는 현상을 예측하는 모델을 제안하고, 실험치와 비교한 것이다. 채널 입구에서 윗쪽으로는 더운 기체, 아래쪽으로는 찬 액체가 평행한 방향으로 유동하면서 접촉하고 평균적인 액체필름의 두께와 단열된 채널 벽체를 가정하여서, 기본방정식으로 연속방정식, 운동방정식을 세우고. 에너지와 운동량 전달 메카니즘 사이에 유사성이 존재한다고 가정하였으며, 전단응력의 크기는 필자의 모델을 적용하였다. 기본방정식을 기체 속도, 액체 속도, 필름의 두께, 압력에 대해서 수치해를 구하여서 동일조건 하에서 실험한 데이터와 비교하였다. 수증기와 액체 경계면에서의 전단응력은 매우 좋은 일치를 보여주고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.44 no.5
• /
• pp.505-512
• /
• 2006

Characteristics of particle holdup and heat transfer were investigated in a liquid-particle swirling fluidized bed whose diameter was 0.102 m and 2.5 m in height. Effects of liquid velocity, particle size and swirling liquid ratio($R_s$) on the particle holdup and immersed heater-to-bed overall heat transfer coefficient were examined. The particle holdup increased with increasing particle size and swirling liquid ratio but decreased with increasing liquid velocity.The local particle holdup was relatively high in the region near the heater when the $R_s$ value was 0.1~0.3, but the radial particle holdup was almost uniform when the $R_s$ value was 0.5, whereas, when the $R_s$ value was 0.7, the local particle holdup was relatively low in the region near the heater. The heat transfer characteristics between the immersed heater and the bed was well analyzed by means of phase space portraits and Kolmogorov entropy(K) of the time series of temperature difference fluctuations. The phase space portraits of temperature difference fluctuations became stable and periodic and the value of Kolmogorov entropy tended to decrease with increasing the value of $R_s$ from 0.1 to 0.5. The Kolmogorov entropy exhibited its maximum value with increasing liquid velocity. The value of overall heat transfer coefficient(h) showed its maximum value with the variation of liquid velocity, bed porosity or swirling liquid ratio, but it increased with increasing particle size. The value of K exhibited its maximum at the liquid velocity at which the h value attained its maximum. The particle holdup and overall heat transfer coefficient were well correlated in terms of dimensionless groups of operating variables.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 1998.10a
• /
• pp.11-11
• /
• 1998

최적의 액체 램제트 연소기 설계를 위하여 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소의 일련의 과정이 일어나는 램제트 연소기의 유동해석을 2차원 및 3차원으로 수행하였다. 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 및 노즐 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 독자적으로 격자를 생성시켰다. 연소실 내의 유동 특성에 있어서 2차원과 3차원의 유동해석 결과는 선회영역 유동특성이 크게 차이가 남을 알 수 있었다. 따라서 실제 액체 램제트 연소기의 설계를 위해서는 3차원 유동해석과 실험이 반드시 필요하다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.49 no.6
• /
• pp.790-797
• /
• 2011

Hydrodynamic similarity was analyzed by employing scaling factor in three phase fluidized beds. The scaling factor was defined based on the holdups of gas, liquid and solid particles and effectivity volumetric flux of fluids between the two kinds of fluidized beds with different column diameter. The column diameter of one was 0.102 m and that of the other was 0.152 m. Filtered compressed air, tap water and glass bead of which density was 2,500 kg/$m^3$ were used as gas, liquid and solid phases, respectively. The individual phase holdups in three phase fluidized beds were determined by means of static pressure drop method. Effects of gas and liquid velocities and particle size on the scaling factors based on the holdups of each phase and effective volumetric flux of fluids were examined. The deviation of gas holdup between the two kinds of three phase fluidized beds decreased with increasing gas or liquid velocity but increased with increasing fluidized particle size. The deviation of liquid holdup between the two fluidized beds decreased with increasing gas or liquid velocity or size of fluidized solid particles. The deviation of solid holdup between the two fluidized beds increased with increasing gas velocity or particle size, however, decreased with increasing liquid velocity. The deviation of effective volumetric flux of fluids between the two fluidized beds decreased with increasing gas velocity or particle size, but increased with increasing liquid velocity. The scaling factor, which was defined in this study, could be effectively used to analyze the hydrodynamic similarity in three phase fluidized processes.

• Journal of the KSME
• /
• v.30 no.4
• /
• pp.310-321
• /
• 1990

기체, 액체 고체상(相)이 섞여서 함께 흐르는 유동을 다상유동(multiphase flow)이라고 하며, 그 중 2개의 상이 섞여서 흐르는 경우를 2상유동(two-phase flow)이라고 일컫는다. 다상유동의 현상은 일상적인 생활에서도 많이 접하며(예컨대, 눈, 비가 내리는 현상, 안개, 황사, 스모그 현상 등) 특히 열전달과 관련하여 비등 및 응축을 수반하기도 한다. 특히 기계공학적 시스템에의 응 용측면에서는 다상유동의 전문지식이 증발기, 응축기 등 각종 열교환기기의 설계에 적용되므로 본 해설에서는 기체-액체(gas-liquid) 2상유동으로 그 내용을 한정하기로 한다. 2상(two-phase) 유동은 동일한 화학적 성분을 가진 물질이 서로 다른 상을 유지하면서 공존하여 흐른다는 점에서 2개의 다른 화학성분으로 구성된 2성분(two-component) 유동(예컨대 공기-물의 혼합유동)과는 엄밀하게는 다르나, 두 유동은 제반 형상이 유사하고, 해석 및 실험방법면에서도 많은 유사성이 있어서 총괄적으로 두 유동을 모두 2상유동이라고 칭하고 있다(1). 본 해설에서는 이러한 기체 -액체 2상유동분야에서 다루는 연구내용을 개괄적으로 소개하고자 한다.

• Journal of Aerospace System Engineering
• /
• v.13 no.6
• /
• pp.9-16
• /
• 2019

The experiment on the liquid jet in crossflow in supersonic BFS (backward-facing step) flow was conducted to investigate the mixing characteristics. The working fluids are nitrogen and water. The shadow graph technique was used to visualize the flow field. Images captured by the high-speed camera were applied to analyze the flow phenomena. The liquid jet was injected at the re-circulation zone created by the supersonic jet flow. Experimental conditions are defined based on the pressure of the nitrogen gas chamber and pressurized liquid tank. In respective cases, the penetration depth of liquid jet and location of the Mach disc were observed to be proportional to the momentum ratio of gas and liquid jets.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.45 no.6
• /
• pp.447-454
• /
• 2017

A three-dimensional two-phase large eddy simulation(LES) has been conducted to investigate the breakup and atomization of liquid jets such as a diesel jet in parallel flow and water jet in cross flow. Gas-liquid two-phase flow was solved by a combined model of Eulerian for gas flow and Lagrangian for a liquid jet. Two stochastic breakup models were implemented to simulate the liquid column and droplet breakup process. The penetration depth and SMD(Sauter Mean Diameter) were analyzed, which was comparable with the experimental data.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.46 no.1
• /
• pp.56-62
• /
• 2008

Characteristics of heat transfer were investigated in a three-phase swirling fluidized bed whose diameter was 0.102 m and 2.5 m in height. Effects of gas and liquid velocities, particle size and liquid swirling ratio ($R_S$) on the immersed heater-to-bed overall heat transfer coefficient were examined. The heat transfer characteristics between the immersed heater and the bed was well analyzed by means of phase space portraits and Kolmogorov entropy(K) of the time series of temperature difference fluctuations. The phase space portraits of temperature difference fluctuations became stable and periodic and the value of Kolmogorov entropy tended to decrease with increasing the value of liquid swirling ratio from 0.1 to 0.4. The value of Kolmogorov entropy exhibited its minimum with increasing liquid swirling ratio. The value of overall heat transfer coefficient (h) showed its maximum with the variation of liquid velocity, bed porosity or liquid swirling ratio, but it increased with increasing gas velocity and particle size. The value of K exhibited its maximum at the liquid velocity at which the h value attained its maximum. The overall heat transfer coefficient and Kolmogorov entropy were well correlated in terms of dimensionless groups and operating variables.