• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1560-1565
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• 2003

Thermocapillary convection in an open cylindrical annulus heated from the inside wall is investigated by two-dimensional numerical simulations. The deformable free surface is obtained as a solution of the coupled transport equations at fixed Prandtl and aspect ratio. Only steady convection can be realized in this axisymmetric computations with either non-deformable or deformable surfaces. Dynamic free-surface deformations do not induce transitions to oscillatory convection even at large Reynolds numbers. Free surfaces are convex near the cold wall due to the stagnation point, and concave near the hot wall. Free surface deformation increases with increasing Ca at a fixed Re. Two peaks appear at the free surface with low Re, while additional ripples, four peaks, occur at larger Re. Thermocapillary convection in the open annulus interior is insensitive to variations in Ca.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2248-2253
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• 2008

A numerical study on oscillatory thermocapillary flow in half-zone has performed to understand the effect of axial rotation. 2d unsteady code is developed to observe the onset of oscillation. 2cs Silicone oil with Prandtl number of 26.5 is used as a working fluid. The critical temperature difference at onset of oscillation is investigated under the different aspect ratios and rotation modes. It is shown that the onset of oscillation is delayed when aspect ratio reduces and rotating speed increases. The oscillatory flow is strongly reduced under top rotation and co-rotation modes, while it is augmented under bottom rotation and counter-rotation modes. It is thought that interaction between return flow and bottom wall is important to explain the oscillatory flow.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.177-184
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• 2000

약한 cusp 자장이 가하여진 Czochralski실리콘 단결정 성장에서 유동장의 종횡비에 따라 부력과 열모세관 현상이 용융물질의 유동과 물질(산소)전달에 미치는 영향이 수치적인 방법으로 연구되었다. 실리콘 단결정 성장이 진행됨에 따라 도가니안의 용융물질의 깊이가 즐어들어 유동장의 종횡비가 감소하고, 이에 따라 현존하는 유동장에 작용하는 자장의 상대적인 형태가 변화하므로 유동의 형태가 계속 변화한다. 유동장 내부에서 자유표면으로 접근하여 Marangoni 대류를 구성하는 용융물질의 흐름(열모세관 현상)과 함께 도가니 벽 근처의 자유표면 바로 아래에서 순환류가 발생하는데, 이 순환류의 존재로 인하여 부력의 효과가 “전반적으로”나타나지 않고 도리어 “국소적으로”나타나는 특성을 갖는다. 종횡비가 작아질수록 유동장의 대부분에서 자장의 반경방향 성분이 축방향 성분보다 우세하여 용융물질의 유동은 횡방향 성분(수평성분)이 현저해지므로 자오면에서의 온도분포는 점차 반경방향에 의존하는 특성을 갖게 된다 종횡비가 작아질수록 결정의 가장자리에서 온도구배가 작아지며 따라서 열모세관 현상포 약화된다 또 이때 결정주위의 산소의 농도가 작아지며 따라서 흡수되는 산소의 양도 작아진다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권1호
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• pp.1-8
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• 2005

Laser melting problems with deformed substrates are investigated by axisymmetric numerical simulations. Source-based method is used to solve the energy equation, and the momentum equations are solved in the liquid domain with SIMPLER algorithm. Using a laser beam with a top-hat heat flux distribution, this study is performed to examine the effect of surface deformation, beam power density and surface tension force on the molten pool during laser melting. Surface temperature decreases with increasing surface deformation, while surface velocity increases. It is found that surface deformation, beam power density and surface tension force have a very significant effect on heat transfer and fluid flow during laser melting.