• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.39 no.3
• /
• pp.231-236
• /
• 2015

Investigations into cavity flows have been conducted for decades now, most of them being about zero-pressure-gradient flows entering a cavity on a straight wall. However, the flow over curved walls in real-life situations has not been fully investigated. As cavity flows on curved walls exert centrifugal force, these walls are likely to possess different features from straight walls. To verify this possibility, this study investigated cavity flows on curved walls. Using numerical method, the effect of two variables, namely, radius of curvature on a curved wall and inlet Mach number, were investigated for subsonic and supersonic cavity flows. The result demonstrates that the value of the peak pressure generated inside the cavity increases with the decrease in the radius of curvature on a curved wall or an increase in the inlet Mach number. The total pressure loss in the cavity also results in an increase in the cavity drag.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
• /
• 2007.11a
• /
• pp.66-70
• /
• 2007

현재 많은 연구들이 작은 크기에 여러 공정을 집적시킬 수 있는 장점을 가진 마이크로 장치의 개발과 활용에 집중되고 었다. 마이크로 장치에서 가장 중요한 것은 미세 유동의 효율적인 제어이다. 본 연구에서는 마이크로 장치에 직접 적용 가능한 표면 개질 된 마이크로 채널의 유동에 대하여 고려하였다. 표면 개질(surface treatment)은 물리적, 화학적인 작용을 통해서 채널 내부 표면의 습윤성을 변화시켜 유동을 제어하는 방법이다. 친수성(glass)을 가지는 마이크로 채널 내부의 일부를 소수성(teflon)으로 개질 후, 고속카메라를 이용하여 채널 내부를 흐르는 유체의 유동 경계면 변화를 분석하였다. 또한 유동 해석을 위한 상용 코드(CFD-ACE)를 이용하여 유동에 대한 수치 해석을 진행하여 가시화된 실험 결과와 비교 분석하였다. 실험 결과와 수치 해석 결과를 통해, 친수성과 소수성 표면 배열에 따른 일시적인 유동 변화를 관찰하였다. 본 연구 결과를 통해 마이크로 채널 유동의 최적화 상태를 찾을 수 있으며, 보다 용이한 미세 유동 제어가 가능하다.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.12 no.5
• /
• pp.20-26
• /
• 2008

양산되는 승용차용 토크 컨버터 내부의 유동을 LDV 측정 기술을 이용하여 정량화했다. 속도비 0.4와 0.8 경우에 대한 속도 측정을 통해 임펠러 유로 중간과 출구 영역의 질량 유동율 특성을 분석했다. 측정 단면의 속도 분포는 유로의 위치와 속도비에 따라 많은 차이를 보이며, 특히 속도비 0.8 조건에서 임펠러 유로 중간영역 흡입면 부근의 유동은 유동박리에 의한 재순환 현상을 나타내며, 이와는 대조적으로 출구 영역에서는 흡입면을 따라 역류 현상이 발생한다. 임펠러 유로 내부의 유동은 각 영역에서 속도비에 따라 개별적 유동 특성을 보인다. 질량 유동율은 모든 속도비와 측정단면에서 주기적인 변화를 보이며, 또한 터빈의 순간적인 위치가 임펠러 유로 측정단면의 질랑 유동율에 매우 큰 영향을 미치는 것이 밝혀졌다 따라서 토크 컨버터 임펠러의 유로 방향 유동 특성 변화는 컨버터 설계에 중요하게 고려되어야 할 것으로 보인다.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2012.04a
• /
• pp.121-124
• /
• 2012

비정상 유동 해석을 수행하는데 있어서 비정상 Navier-Stokes 방정식을 적용한 결과와 정상 N-S 지배 방정식을 적용한 결과의 차이를 비교하려한다. 적용하고자 하는 비정상 유동은 대칭형 에어포일 NACA0012 에어포일 주위 유동으로 정하였으며, 이 때 에어포일 시위(chord) 길이와 자유류(free stream) 속도 기준으로 Re=100,000에 해당한다. 계산결과 비정상 지배 방정식을 적용한 경우 비정상 유동박리(flow separation)를 모사 할 수 있었으며, 평균 양력계수($C_L$)와 항력계수($C_D$)는 실험치와 비교적 잘 일치하였다. 하지만 정상 N-S 방정식을 적용했을 경우 비정상 유동을 모사하기 어려웠으며 평균양력, 항력계수도 실험치와 차이를 보였다. 이러한 결과는 비정상 유동 해석시 시간에 따라 변화하는 유동의 특성을 고려해 비정상 N-S 지배 방정식을 적용해야한다는 사실을 보이고 있다.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.5-11
• /
• 2007

본 연구는 SI기관 실린더 내의 유동장 변이 과정을 3차원 LDV 측정 기술을 사용하여 흡입과 압축과정 동안 정량적으로 분석하였다. 실험은 헤드에 각각 2개의 흡입밸브와 배기밸브를 갖는 기관이 모터링되는 공회전 상태에서 실시하였다. 지난 30년 동안 텀블과 스월은 실린더 내의 평균 유동 정량화에, 난류운동에너지는 난류 측정에 많이 사용되어 왔다. 그러나 텀블은 solid body 회전 유동을 비교하는데 적절하며, 서로 다른 유동 패턴 비교에는 부적절 하다는 것이 보고되고 있는 실정이다. 3차원 LDV시스템의 우수한 공간 분석 능력은 순간적인 유동장구조와 더불어 상대적으로 미세한 유동장의 구조 까지도 측정이 가능 하도록 하였다. 따라서 측정한 결과로부터 유동장의 난류운동에너지 등가면을 계산할 수 있었다. 본 실험 결과는 실린더 내의 난류 유동장 특성을 난류운동 에너지 등가면 정보를 이용하여 세심하게 관찰할 수 있음을 제시하고 있다.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.6 no.2
• /
• pp.104-118
• /
• 1994

단섬유 보강 플래스틱 재료의 사출성형 충전공정에서 금형재의 유동장이 섬유 배향 상태를 형성하는데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 섬유의 배향상태가 역으로 유동장에 영향 을 미친다. 충전유동과 섬유 배향의 연계해석을 위하여 단섬유에 의한 추가적인 응력을 포 함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동의 해석에 도입하였다. 평명방향 으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하여 새롭게 유도된 압력 지배방정식과 에너지방정식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차배향텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법을 이용하여 풀었다. 절점 게이트 주변의 확장유동영역과 라인게이트를 통한 수축유동영역에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력이 유동장에 미치는 영향을 고 찰하였다. 확장유동영역에서는 평면방향으로의 속도구배에 의한 영향이 추가적인 유량으로 나타나면서 주어진 유량조건하에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하지 않은 경우보다 작은 압력구배를 나타냈다. 수축유동영역에서는 위와 반대의 결과를 보였다. 이러 한 경향은 섬유의 부피분율이증가하거나 모양비가 커짐에 따라 증가한다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1997.10a
• /
• pp.567-572
• /
• 1997

범용 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics) 코드인 CFX-F3D를 이용하여 봉 다발에서의 난류 유동 수치해석을 수행하였다 3$\times$3 봉으로 구성된 부수로 사이의 난류 횡류(Crossflow) 혼합유동과 평행한 4개의 봉으로 이루어진 벽 수로에서의 난류 유동구조를 수치적으로 분석하여 각각의 실험결과와 비교하였다. 부수로 횡류 혼합유동의 경우 예측된 주 유동방향 평균 속도분포는 실험결과와 잘 일치하였으나 벽면과 인접한 부수로에서의 난류강도 분포는 다소 큰 차이가 나타났다. 백수로의 경우 수로 중심선 근처의 주 유동방향의 속도변화는 크게 예측되었고 벽 전단응력은 유로가 협소해지는 영역에서 낮게 예측되었으나 전반적으로 실험결과와 유사한 유동특성을 나타냈다. 이 연구는 봉 다발에서의 난류 유동구조에 대한 이해를 증진시킴과 더불어 CFX-F3D 코드를 평가함으로써 향후 지지격자와 임계열유속 증진장치가 부착된 복잡한 형상의 핵연료 다발에서의 유동장 수치해석의 기반을 마련하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.16 no.10
• /
• pp.1915-1927
• /
• 1992

A three-dimensional Navier-Stokes code has been developed for analysis of viscous flows through turbomachinery blade rows or other internal passages. The Navier-Stokes equations are written in a cartesian coordinate system, then mapped to a general body-fitted coordinate system. Streamwise viscous terms are neglected and turbulent effects are modeled using the baldwin-Lomax model. Equations are discretized using finite difference method on the stacked C-type grids and solved using LU-ADI decomposition scheme. calculations are made for a two-dimensional cascade in a transonic wind-tunnel to see the infuence of the endwalls. The flow pattern of the three-dimensional flow near the endwall is found to be different from that of the two-dimensional flow due to the existence of the endwalls.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.41 no.1
• /
• pp.37-46
• /
• 2017

Thermal Marangoni flow has been observed inside droplets on heated surfaces, finally resulting in a coffee stain effect. This study aims to visualize and control the thermal Marangoni flow by employing periodic vertical vibration. The variations in the contact angle and internal volume of the droplet as it evaporates is observed by using a combination of continuous light and a still camera. With regard to the internal velocity, the particle image velocimetry system is applied to visualize the internal thermal Marangoni flow. In order to estimate the internal temperature gradient and surface tension on the surface of a droplet, the theoretical model based on the conduction and convection theory of heat transfer is applied. Thus, the internal velocity increases with an increase in plate temperature. The flow directions of the Marangoni and gravitational flows are opposite, and hence, it may be possible to control the coffee stain effect.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.12 no.7
• /
• pp.53-65
• /
• 1995

입자화상 처리기법은 유체역학 분야의 정량적 유동가시화에 있어서 중요한 역할을 하고 있다. 회전 유동의 측면 사진을 찍을 때, 측정부의 볼록면 때문에 그 영상에서 광학적 변형이 일어나게 된다. 이러한 변형은 측정부의 형상은 물론 회전유동의 방향에 의해서도 큰 영향을 받는다. 정확한 유동장을 얻기 위해서 이러한 변형이 적절한 방법에 의하여 교정된다. 교정한 실험 데이터를 수치해석 결과와 비교해 보면 정량적으로 잘 맞는 것을 알 수 있다.