• Title/Summary/Keyword: 유동혼합

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카오스 이론과 유체혼합 - 3차원 혼합의 적용예를 중심으로 -

  • 황욱렬;권태헌
    • Journal of the KSME
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    • v.42 no.4
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    • pp.42-45
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    • 2002
  • 이 글에서는 카오스의 이론적인 관점에서 성공적이라 할 수 있는 3차원 유동의 적용 예 중에서 산업적으로 관심의 대상이 될 수 있는 파이프 유동에서의 혼합증진, 혼합탱크 내의 혼합증진, 단축압출기에서의 혼합증진, 그리고 마이크로 채널 유동에서의 혼합증진 등 네 가지 유동에 대해 소개하도록 한다.

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Numerical Simulation and Supersonic Wind Tunnel Test on the Mixing Process of Transverse Injection to Supersonic Flow (초음속 유동장내에서의 연료의 수직분사 혼합과정에 대한 수치해석 및 초음속 풍동시험)

  • 김성돈;이양지;정인석
    • 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.

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봉다발을 지나는 저 Prandtl 수 유체 유동에서의 난류 혼합율 예측

  • Kim, Sin;Cho, Kyung-Ho;Lee, Yun-Jun
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.520-525
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    • 1998
  • 난류혼합율에 대한 예측은 원자로의 노심 열수력 설계에 있어 매우 중요한 일이다. 봉다발 구조에서 난류혼합의 주요 원인으로 지목되고 있는 유동액동(flow pulsation) 현상에 대한 척도평가(scale analysis)틀 통해 봉다발 유동장을 흐르는 저 Prandtl 수 유채에 대판 난류혼합율 평가식을 유도하였다. 난류혼합에 기여하는 인자가 분자운동, 등방성 난류운동(유동맥동 효과률 배제한 난류운동), 그리고 유동맥동의 세 부분으로 구성되어 있다고 가정하고, 각각에 대한 길이 및 속도척도를 평가하여 난류혼합율을 유도하였다. 평가식에는 P/D, Re수 P${\gamma}$ 수 등의 인자가 고려되어 있어 다양한 기하학적, 수력학적 조건과 유체의 물리적 특성이 반영되어 있다. 유도원 난류혼합율 평가식을 실험 상관식과 비교하였으며, 비교 결과 만족스러운 것으로 나타났다.

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Numerical Analysis of Forced and Mixed Convection around the Circular Cylinder for Compressible Flow (압축성 유동장에서의 원형 실린더 주위의 강제 및 혼합대류에 대한 수치 해석)

  • 최윤호;이현찬;유재석;김기현
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.4 no.1
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    • pp.126-139
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    • 1995
  • 저속의 압축성 유동장에서의 원형 실린더 주위의 유동 및 열전달특성을 해석하였다. 비압축성 유동장에서의 실린더 주위의 유동 및 열전달현상에 대하여는 실험과 수치해석을 포함한 광범위한 연구가 진행되어 왔으며 매우 잘 알려져 있다. 실린더 벽면과 주위 유동장의 온도차가 큰 경우, 밀도의 변화가 커지므로 유동장은 압축성 유체가 되나 지배 방정식의 복잡함과 적절한 수치해석 방법의 부족으로 실린더 주위의 유동장을 압축성유체로 해석한 경우는 매우 드물다. 현재 압축성유동 해석에 널리 사용되는 time marching algorithm은 저속의 유동장 해석시 지배방정식에 나타나는 eigenvalue들의 괴리에 의하여 수렴속도가 현저히 떨어지게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 난점을 극복할 수 있는 time-derivative preconditioning 방법을 사용하여 온도차가 큰 유동장에서의 강제 및 혼합대류에 대한 계산을 수행하였고 이들의 열전달특성을 비교하였다. 강제대류의 경우 실린더 벽면 온도의 증가에 따른 밀도 감소의 영향은 유동장의 Re수를 감소시켜 확산의 영향을 증가시키면서, 혼합대류의 경우 부력의 영향은 가열되는 유동장의 범위와 재순환 영역을 강제대류에 비해 현저히 감소시킨다.

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Experimental Investigation on the Vortical Flows in a Single-Entry Swirl Mixing Chamber (단일공급 스월 혼합챔버 내의 와류유동에 대한 실험적 연구)

  • Kim, Hyung-Min;Yoon, Woong-Sup
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.445-450
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    • 2011
  • Swirling flows inside a swirl mixing chamber are investigated for simple configuration where swirl is produced by a tangential entry type swirl generator. The flow downstream of the swirl generator has been quantified by measurements two velocity components and their corresponding mean values along axial and radial direction using Particle Image Velocimetry(PIV). The mass flow rate of the tangential entry is increased in order to study their effect on the flow field. From the measurement profile of velocity and vorticity, flow mixing characteristics in a swirl mixing chamber are evaluated.

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URANS Computations for Flow Mixing of Heated Dual Jets (URANS를 이용한 가열된 이중제트의 유동혼합 특성에 대한 수치해석)

  • Park, Tae Seon
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.23 no.3
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    • pp.18-27
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    • 2019
  • The flow mixing characteristics for the heated dual jets were numerically studied by using URANS (unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes). The increased turbulent diffusion was obtained for the compressible flow, and the thermal diffusion of incompressible flow increased more than that of compressible flow. From the results of FFT and phase portraits, periodic and quasi-periodic states were observed as the jet spacing increased. It was observed that linear variations of merging points and combined points were different because unsteady flow determined the flow mixing characteristics for a large jet spacing.

A Study on Coolant Mixing in Multirod Bundle Subchannels

  • Cha, Jong-Hee;Cho, Moon-Haeng
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.2 no.1
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    • pp.19-25
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    • 1970
  • A study was conducted on the coolant mixing between water flowing in two adjacent subchannels. Measurements were made of the quantity of mass transferred between a larger rectangular channel and a smaller triangular channel in a 19-rod fuel bundle under the conditions of single phase flow and air-water two-phase flow. The results of the experiments showed that the low mixing rate appears in single phase flow, and high mixing rate was measured in air-water two-phase flow Mixing rate decreases with the increasing of air void fraction during the air-water flow. It seems that the high mixing rate in the air-water flow was caused due to adequate agitation of the chaotic air void.

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An Experimental Study on the Mixing Flow Structure of Turbulent Cross Flow with Respect to the Ratio of Mass Flow Rate (난류충돌유동의 질량유량비에 따른 혼합유동구조에 관한 실험적 연구)

  • 이대옥;노병준
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.11
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    • pp.2150-2158
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    • 1992
  • This study was carried out to investigate the flow structure and mixing process of a cross mixing flow formed by two round jets with respect to the ratio of mass flow rate. This flow configuration is of great practical relevance in a variety of combustion systems, and the flow behaviour of a cross jet defends critically on the ratio of mass flow rate and the cross angle. The mass flow rate ratios of two different jets were controlled as 1.0, 0.8, 0.6, and 0.4, and the crossing angle of two round jets was fixed at 45 degree. The velocities issuing from jet nozzle with an exit diameter of 20mm were adjusted to 40m/s, 32m/s, 24m/s, and 16m/s, and the measurements have been conducted in the streamwise range of $1.1X_0$to $2.5X_0$ by an on-line measurement system consisted of a constant temperature type two channel hot-wire anemometry connected to a computer analyzing system. The original air flow was generated by a subsonic wind tunnel with reliable stabilities and uniform flows in the test section. For the analysis of the cross mixing flow structure in the downstream region after the cross point, the mean velocity profiles, the resultant velocity contours, and the three-dimensional profiles depending upon the mass flow rate ratio have been concentrately studied.

Numerical Study About Flow Control Using Blending Gurney Flap with Jet Flap (Gurney플랩과 제트 플랩을 혼용한 유동제어 기법에 관한 수치적 연구)

  • Choi, Sung-Yoon;Kwon, Oh-Joon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.7
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    • pp.565-574
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    • 2007
  • The flow control effect of blending Gurney flap with jet flap for flow around an NACA 0012 airfoil was numerically investigated through parameter variation of each flow control mechanism on unstructured meshes. The aerodynamic force and moment variations due to flow control were examined, and the results were compared between the blending control and each individual flow control. The results showed that the blending control required less energy input to achieve the same level of lift increment than that of the jet flap, and at the same time alleviated drag increment caused by introducing the Gurney flap.