• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제25권4호
• /
• pp.857-868
• /
• 2001

The aerodynamic forces and wake structures of the non-rotating downstream cylinder which is located behind the spinning upstream cylinder in tandem and staggered arrangement have been investigated by experimental method at Re= $1.32{\times}10^4$. The measurements of wake flow and pressure distributions of downstream cylinder are carried out in various spin parameters by combination of both longitudinal spacing rations L/d=1.5, 3.0, 4.5 and transverse spacing ratios T/d =0.0, -0.5, 0.5. For the present experiment, it has been found that the spin parameter of spinning upstream cylinder affect more easily the downstream cylinder in tandem arrangement than that in staggered arrangement.

• 한국추진공학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.83-93
• /
• 2017

파형 구조는 배열 충돌제트 하류에서의 횡방향 유동 영향을 줄이기 위해 충돌제트 사이의 파형 속에 사용된 냉각 공기를 유입시키며, 이러한 파형 구조에서의 유동 및 열전달 특성에 대해 수치해석을 수행하였다. 모든 계산은 3차원, 정상상태, 비압축성 유동으로 고려하였으며 ANSYS-CFX 15.0 코드를 사용하였다. 제트 홀에서 평균 Reynolds 수는 10,000이며, Spanwise 단면에서 충돌제트의 경사각도는 $70^{\circ}$, $80^{\circ}$ 및 $90^{\circ}$ 이고, Streamwise 단면에서 충돌제트의 경사각도는 $70^{\circ}$, $90^{\circ}$ 및 $110^{\circ}$ 이다. 본 연구에서는 배열 충돌제트의 경사각도가 파형 구조의 유동 및 열전달 특성에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권4호
• /
• pp.353-358
• /
• 2011

본 논문에서는 환형 영구자석을 이용한 스러스트 베어링의 최적설계에 대하여 기술하였다. 영구자석형 스러스트 베어링은 두 조의 환형 영구자석으로 이루어지며, 한 조의 영구자석이 다른 한 조의 영구자석 내부에위치한다. 영구자석간의 축방향 변위 (엇갈림)에 의해 축방향 힘이 발생하고 이를 통해 스러스트 베어링 역할을 하게 된다. 최소한의 영구자석으로 베어링 부하용량을 만족하는 베어링 설계 파라미터를 구하기 위해 본 논문에서는 등가전류판 방법을 이용하여 해석적 설계식을 유도하고, 적절한 제한 조건을 설정하여 최적 설계를 수행하였다. 최적 설계 결과는 3 차원 유한요소해석을 통해 검증하였다. 본 논문에서 고려한 축방향 배열과 Halbach 배열의 스러스트 베어링 중 Halbach 배열이 축방향 배열에 비해 동일한 부피의 영구자석으로 더 큰 부하용량을 얻을 수 있음을 확인하였다. 등가전류판 방법의 유효성을 3 차원 유한요소해석을 통해 검증하였고, 축방향 배열보다Halbach 배열이 등가전류판 방법의 가정에 좀 더 민감하게 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제33권1호
• /
• pp.44-51
• /
• 2009

The Characteristics of the flowfield through tube banks with in-line and staggered arrangements were investigated by PIV. Strouhal numbers, velocity vectors and velocity profiles around the cylinders with in-line and staggered arrangements were observed at the pitch ratio Pt/D=2.0 and Reynolds number of Re=$Re=4.0{\times}10^3$. As the results The flow patterns through tube banks were almost a straight line in case of the in-line arrangement while it was almost 八 type in case of the staggered arrangement in the direction of the wake. The average velocity in the rear region of the tube banks with the staggered arrangement was far smaller than that with the in-line arrangement. The Strouhal number in the last rank was far smaller than that in the front ranks in both of the in-line and staggered arrangements. The wake of each cylinder changed with time and with the position of the cylinder.

• 에너지공학
• /
• 제22권2호
• /
• pp.120-127
• /
• 2013

본 연구는 예혼합 연소시스템에 적용할 직교류 엇갈림 배열 열교환기의 열전달 및 압력강하 특성 검토를 목적으로 한다. 따라서 비예혼합화염보다 화염길이가 짧고 당량비 조절을 통해 NOx 및 CO 배출을 제어할 수 있는 예혼합방식의 버너 앞에 모듈로 구성된 열교환기를 설치한 후 당량비를 변화시킬 때 NOx와 CO의 배출특성을 검토하였다. 또한 열교환기의 모듈 변화에 대한 유용도, 엔트로피 생성량 및 압력강하를 계산하였고 엑서지 로스를 검토하여 열교환기의 성능을 분석하였다.

• 설비공학논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.529-535
• /
• 2005

This study experimentally examines the air-side performance of spiral finned tube heat exchangers. The effects of fin spacing, fin height, and tube alignment were investigated. Reduction of fin spacing decreased the Colburn j factor. However, the effect of fin height on the Colburn j factor was negligible. An increase of tube row decreased the Nusselt number for both staggered and in-line tube alignments. However, the decrease of the Nusselt number for the in-line tube alignment was much more significant than that of the staggered tube alignment. The average Nusselt number of the staggered tube alignment was larger than that of the in-line tube alignment by $10\%$ when the Reynolds number ranged from 300 to 1700. An empirical correlation of the Nusselt number was developed by using geometric parameters of heat exchanger and correction factors. The correction factor considered the effects of tube alignment and number of tube rows on the heat transfer. The proposed correlation yielded a mean deviation of $4\%$ from the present data.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.489-496
• /
• 2004

혈액이 케뉼라를 통과할 때 생리적인 범위를 벋어나는 기계적인 하중이나 전단응력을 받게 되며, 그 결과로 용혈의 발생기전이 되는 ADP(Adenosine Diphospate)를 증가 시키게 된다. 저자는 수치해석적인 방법을 이용하여 사이드 홀을 가진 케뉼라의 3차원 유동을 해석하였다. 연구의 대상이 되는 케뉼라는 환자의 대퇴정맥에 삽입되어 혈액을 배출하는 배액 케뉼라이다. 이러한 배액 케뉼라는 배출 성능을 높이기 위해 일반적으로 사이드 홀을 장착한다. 4개, 12개, 20개인 사이드 홀을 가진 케뉼라에 대하여 경우에 대하여, 각각 엇갈림 배열, 직렬 배열. 변형된 직렬배열을 적용하여, 총 9가지 서로 다른 모델을 시뮬레이션 해보았으며 이것을 사이드 홀이 없는 케뉼라와 더불어 비교하였다. 유량, 벽면전단응력(Wail Shear Stress. WSS), 전단율(Shear Rate. SR) 값을 구하여 분석하므로 사이드 홀의 영향을 알아보았다. 연구를 통하여 사이드 홀의 개수와 배열이 모두 혈류 역학적인 변수들에 영향을 주는 것을 확인하였다. 유량이 사이드 홀의 개수에 비례하지 않는 것을 확인 하였고 사이드 홀의 개수가 많을 수로 평균 전단율을 줄이는 것을 확인 하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.43-55
• /
• 2020

가스터빈 블레이드의 핀-휜 배열의 냉각 성능을 향상시키기 위하여 분절핀을 설치하여 효과를 분석하였다. 분절핀의 위치에 따른 유동 및 열전달 특성 변화를 수치해석을 통해 분석하였다. 분절핀이 설치되지 않은 엇갈림 핀-휜 배열인 기존형상 와 분절핀이 X₂/D_p=1.25 간격 떨어진 분절핀적용형상 1과 X₃/D_p=1.75 간격 떨어진 분절핀적용형상 2 를 비교하였다. 해석 결과 분절핀의 설치로 인해 핀-휜 배열 전단부에서 발생하는 말발굽와류의 세기가 강화되는 것을 확인하였다. 또한 핀-휜 배열 후단부에서 발생하는 멤돌이 와류의 세기가 약해지는 것을 확인하였다. 이로 인해 바닥면의 열전달 분포가 크게 상승하는 것을 확인 하였다. 반면 분절핀의 설치로 인해 압력손실은 증가하였으나, 열성능계수는 분절핀 적용형상 2 에서 최대 23.8% 가량 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해 향후 가스터빈 핀-휜 냉각 유로 설계 시 분절핀을 설치하면 냉각 성능이 증대 될 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권3호
• /
• pp.271-278
• /
• 2015

직교류 핀-튜브 열교환기의 대류연절달에 대해 수치해석 연구가 수행되었다. 팬위치에 따른 열전달 성능변화를 조사하기 위하여 분사와 흡입형태로서 몇 가지 팬위치가 선택되었다. 열교환기의 튜브는 엇갈림 배열이며, 튜브의 온도와 유입공기의 온도는 각각 $50^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$이다. 해석결과로부터 3차원 유동구조가 검토되었으며, 팬의 다양한 설치 위치에 따른 대류 열전달계수와 열교환기 입출구 사이의 평균 온도차에 대한 분석을 통해 열교환기 성능을 논의되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권6호
• /
• pp.381-387
• /
• 2017

수소화붕소나트륨은 안정적으로 수소가 저장된 물질이며, 촉매반응으로 수소를 용이하게 분리할 수 있다. 본 연구에서는 탈수소 반응률을 높이기 위해 비표면적이 큰 마이크로 pin fin 화학반응기를 제작하여 수소화붕소나트륨 수용액의 압력강하 및 탈수소 화학반응 실험을 수행하였다. 나노공정을 이용하여 실리콘웨이퍼에 높이 $300{\mu}m$, 직경 $50{\mu}m$의 pin fin을 축간격 1.3, 횡간격 1.5으로 엇갈림 배열하였다. 수소화붕소나트륨 수용액은 5~20 wt.% 농도로 Re수 1~60으로 공급되었으며, 초고속카메라를 이용하여 탈수소반응 유동양상을 관찰하였다. 실험 결과 마이크로 pin fin 화학반응기는 동일 수력학적직경을 가지는 직관 마이크로채널 화학반응기보다 화학반응 성능이 2.45배 우수한 반면, 압력강하는 1.5배 증가하였다.