• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.11
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• pp.999-1007
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• 2013

The present work reports numerical results of the pressure drop and heat transfer characteristics of pipes with various shapes such as circular, elliptical, circumferential wavy and twisted using a three-dimensional simulation. Numerical simulations are calculated for laminar to turbulent flows. The fully developed flow in pipes was modeled using steady incompressible Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations. The friction and Colburn factor of each pipe are compared with those of a circular tube. The overall flow and heat transfer calculations are evaluated by the volume and area goodness factor. Finally, the objective of the investigation is to find a pipe shape that decreases the pressure loss and increases the heat transfer coefficient.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.5 no.1
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• pp.26-33
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• 2001

Thrust vector control system is control device which is mounted exit of the nozzle to generate pitch, yaw and roll directional force by deflecting flow direction of the supersonic jet from the nozzle. By obtaining control force, jetvane which is exposed in jet flow is working thermal and aerodynamic load. Axial thrust loss and side thrust is affected by shock patterns and interactions between jetvanes according to jetvane geometry and turning angle. In this study, we designed 6 types of jetvane to evaluate pitch, yaw and roll characteristics of ietvane in supersonic flow, and perform the cold flow test in range of turning angles of jetvanes between $0^{\cire}$ and $25^{\cire}$ by $5^{\cire}$ respectively. Also, calculation is going side by side to analyse flow interaction. Results show that there is no interactions between jetvanes upto turning angle 20$^{\circ}$, chord and lead length ratio is very important parameter to aerodynamic performance and maximum thrust loss is appeard to 17% of axial thrust in roll directional control.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.4
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• pp.358-367
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• 2013

In the present paper, we apply a porous modelling technique to accurately predict the pressure drop through the strainer by replacing all or some of the filter composed of perforated plates with porous media and there imposing the streamwise and transverse loss coefficients required according to the Forchheimer law and then confirm its effectiveness. At first, the streamwise coefficient is obtained by performing a simple simulation on the pipe flow mimicking the hole flow. Subsequently, the transverse coefficient is obtained by setting a unit pattern to have common flow loss characteristics with the repeated shape patterns in the filter, then performing numerical simulations on the prototype and porous model of the unit shape pattern, and finally comparing their results of pressure drop. To validate the applied modeling technique, we perform the numerical simulation with the two specified loss coefficients on a whole shape of strainer and compare the modeling results with those of the corresponding prototype numerical simulation. Comparison indicates that the modeling technique can predict the pressure drop and flow characteristics comparatively accurately and save the number of nodes closely related to the computational cost (CPU and memory) by about 3~4 times compared with the prototype simulation.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.7
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• pp.689-695
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• 2012

The friction factor in a rod bundle and the loss coefficient at a spacer grid were examined. As a test section, 25 smooth rods, 9.5 mm in diameter and 2000 mm in length, were prepared and installed in a $5{\times}5$ square array in a square channel. In this case, the P/D (Pitch-to-Diameter ratio) was 1.35. In this work, plain (i.e., no mixing vanes), split-vane, and hybrid-vane spacer grids were tested. In a bare rod bundle (i.e., no spacer grid), the measured friction factors were in good agreement with the previous correlations. Among the spacer grids tested, the hybrid-vane spacer grid presented the largest friction factor in the rod bundle and loss coefficient. This may be because of the flow pattern change induced by large relative plugging of the flow cross section and mixing vane geometry. At Re=$5{\times}10^5$, the predicted loss coefficients of plain, splitvane, and hybrid-vane spacer grids were approximately 0.79, 0.80, and 0.88, respectively.

• Journal of Power System Engineering
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• v.16 no.1
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• pp.44-50
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• 2012

팁 간격의 크기가 냉각탑용 축류팬의 성능과 누설 유동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 서로 다른 2가지 팁 간격을 가진 경우에 대해서 점성유동을 해석하였다. 케이싱 내에서 작동하는 축류팬 주위의 유동을 연속방정식, Navier-Stokes 방정식 등을 지배방정식으로 사용하여 수치해석 하였다. 난류유동에 나타나는 레이놀즈 응력은 ${\kappa}-{\epsilon}$ 난류모델을 사용하여 계산하였다. 전체적으로 H형 격자계를 사용하였으며, 팁 주위의 유동을 해석하기 위해서 팁 영역 주위에 부분적으로 조밀한 격자를 두었다. 팁 간격이 증가하면 누설 유동의 증가로 인한 유동 손실의 증가로 전압상승과 수력효율이 감소하였다. 팬 직경에 대한 팁 간격이 0.4%에서 1.0%로 증가하면 전압상승 값이 약 10% 정도 감소하였으며, 수력효율은 약 3% 정도 감소하였다. 팁 간격이 팁 근처 날개 주위의 압력에 미치는 영향을 보면, 팁 간격이 증가하여 누설 유동이 증가하면 흡입면과 압력면의 압력차가 전연 부근에서 감소함을 알 수 있었다. 누설 와류의 중심은 코드를 따라서 흡입면으로 부터 떨어져 나가면서 형성됨을 알 수 있었다. 누설 와류의 위치를 보면 팁 간격이 증가하면 와류 중심의 위치가 흡입면 쪽으로 이동하고, 흡입면에서 떨어진 거리도 날개 후반부에서 증가 폭이 커지는 포물선 형태로 증가함을 알 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.3
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• pp.181-189
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• 2016

An analytical model was developed by Sim to estimate the two-phase damping ratio for upward two-phase flow perpendicular to horizontal tube bundles. The parameters of two-phase flow, such as void fraction and pressure loss evaluated in the model, were calculated based on existing experimental formulations. However, it is necessary to implement a few improvements in the formulations for the case of tube bundles. For the purpose of the improved formulation, we need more information about the two-phase parameters, which can be found through experimental test. An experiment is performed with a typical normal square array of cylinders subjected to the two-phase flow of air-water in the tube bundles, to calculate the two-phase Euler number and the two-phase friction multiplier. The pitch-to-diameter ratio is 1.35 and the diameter of cylinder is 18mm. Pressure loss along the flow direction in the tube bundles is measured with a pressure transducer and data acquisition system to calculate the two-phase Euler number and the two-phase friction multiplier. The void fraction model by Feenstra et al. is used to estimate the void fraction of the two-phase flow in tube bundles. The experimental results of the two phase friction multiplier and two-phase Euler number for homogeneous and non-homogeneous two-phase flows are compared and evaluated against the analytical results given by Sim's model.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.04a
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• pp.426-430
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• 2004

현재 복원사업이 진행 중인 서울시 청계천은 상류와 하류에서 하천의 유량이나 하폭 등에서 서로 다른 특성을 보인다. 본 연구에서는 청계천 상류와 하류에서의 지하수 유동을 모델링을 통하여 해석하였다. 그 결과 청계천 상류에서는 하천과 지하수면이 서로 분리되어 있는 분리손실하천의 형태를 보이는 반면, 청계천 하류에서는 하천과 지하수면이 서로 연결되어 있는 연결손실하천의 형태로 나타났다. 또한, 본 연구에서는 지하수 모델링 결과를 이용하여 하천-지하수의 상호작용을 zone analysis 통하여 분석하였다. 청계천 상, 하류 모두 대수층으로 유입되는 대부분의 물이 하천에서 오지만, 하류에서는 대수층에서 하천으로도 물이 유출되는 것을 확인할 수 있었다. 그 외에도 zone analysis의 결과는 손실하천에서의 유량 확보 또는 유지를 위한 계획을 구상하는 데에 있어서 중요한 지표를 제시해줄 수 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.38-39
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• 2011

본 논문은 PWM DC-AC 인버터에서의 AC 필터 인덕터 코아 손실 계산을 위한 간단한 방법을 제시한다. 코아 손실 분석을 위해서 AC 필터 인덕터로 아몰퍼스 C-Core (AMCC-320)를 선택하였다. 단상하프브릿지 전압형 인버터와 간이 열량계를 이용하여 코아 손실을 측정하고 제시한 방법을 검증하였다. 기본적으로 인버터 스위칭은 SPWM 방법을 사용하였으며, 스위칭 주파수와 모듈레이션 인덱스를 가변하면서 실제 제작한 간이 열량계로 코아 손실을 측정하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2004.07b
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• pp.700-703
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• 2004

본 논문에서는 승압형 컨버터의 온/오프 스위칭 손실을 줄이기 위한 새로운 저손실 스너버 회로를 제안한다 제안하는 회로는 인덕터의 보조 권선을 통해 회로를 구성하며 부가되는 소자의 수가 작은 장점을 갖는다 제안하는 회로는 턴온 때에는 인덕터 보조 권선에 의해 스위치로 흐르는 전류의 상승을 제한하는 효과가 나타나므로 다이오드 역회복 전류에 의한 스위치 손실을 줄여준다. 동시에 턴오프시에는 스너버 회로를 통한 스위치 전압의 상승을 완만히 해주므로 역시 손실을 줄여준다. 본 논문에서는 1kW급의 단상 역률보상회로에 제안하는 회로를 구성하여 이의 동작을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.61-61
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• 2002

스크램 제트 엔진의 설계에서 초음속으로 유입된 공기의 짧은 잔류시간으로 인한 연료-공기의 혼합은 가장 중요하며 해결하기 힘든 문제이다. 전헝적인 비행 조건에서 흡입 공기가 극초음속 비행기 엔진 내에서 잔류하는 시간의 단위는 1 ms 정도이어서 짧은 시간 동안 연료와 공기는 효율적으로 혼합되어야 하며, 최대의 추진력을 얻기 위하여 과도한 공력저항없이 연소 가능한 연료-공기 혼합기를 생성시킬 수 있는 효율적인 연료-공기의 혼합 방법이 요구된다. 현재까지 가장 많이 연구되어 온 혼합 방법은 엔진 입구로 들어오는 공기 유동에 수직 방향으로 연료를 분사하는 것으로 이 방법은 연료 유동 방향과 공기 유동 방향이 수직이기 때문에 추력 손실이 생기는 단점을 갖고 있지만, 초음속으로 유입되는 공기에 수직으로 연료를 분사하게되면 분사 위치 앞에 궁형 충격파가 생겨서 감속되어 유동이 회전하는 재순환영역이 생기고 연료의 혼합이 잘 이루어지는 장점이 있다.