• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.1001-1010
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• 1991

본 연구에서는 천이유동의 존재를 밝히고 천이영역과 경사각의 관계, 유동 및 열전달특성을 구명하고자 한다.이를 위해 유한차분방법(FDM)으로 수치해석하고 실 험결과와 비교, 검토하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.213-219
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• 2013

본 논문의 목적은 스풀 랜드(spool land)와 슬리브(sleeve) 사이의 정특성 방정식으로부터 스풀 밸브의 압력 특성과 유동특성을 구하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 스풀 랜드와 슬리브 사이의 유동을 환상간극 유동과 오리피스 유동, 그 중간의 천이 영역으로 나누고, 천이 영역의 유량계수를 길이에 따른 두 영역으로 나눈 선형 일차방정식으로 가정하였다. 스풀 밸브의 압력특성방정식을 구하기 위해 스풀의 중립지점에서부터의 변위에 따른 유동을 $q_a=q_b=0$의 조건으로부터 구하였으며, 스풀 밸브의 유량특성방정식을 구하기 위하여 스풀의 중립지점에서부터의 변위에 따른 유동을 $q_a=q_b$, $p_a=p_b$의 조건으로부터 구하였다. 구해진 수식의 타당성은 수치해석을 통해 실험식 및 기존논문과의 비교를 통해 확인하였다.

• 대한공업교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.300-311
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• 2008

두 벽면이 서로 다른 평균 온도와 일정한 위상 차이 하에서 작은 파동수의 정현적인 온도 분포를 갖는 시스템에서의 자연 대류를 조사한다. 벽면 온도 분포의 파동수 k=0.5이고 위상차는 ㄱ/2 이며, 고려하는 유체는 Pr =0.7인 공기이다. 작은 Rayleigh 수의 전도 영역에서는 한 주기에 걸쳐 약간 기울어진 형태의 두 개의 큰 셀이 형성된다. 그러나 Rayleigh 수가 증가하면 열적으로 불안정한 영역에서 여러 개의 셀이 형성되는 다수 셀 유동이 일어난다. 다수 셀 영역에서 과도기적인 기간에서는 일시적으로 공간적인 점대칭성이 깨어지기도 하지만 정상 상태의 유동장은 언제나 대칭성을 만족한다. 유동 형태의 천이가 일어나는 임계 Rayleigh 수 부근에서는 Nusselt 수가 급격하게 증가한다.

• 에너지공학
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• 제11권4호
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• pp.299-305
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• 2002

본 연구에서 실험과 수치해석 검증은 지름비 0.52인 동심환형관내에서 안쪽축이 회전하고 바깥쪽축이 고정된 유동장의 유동특성을 수행하였다. 압력손실과 마찰계수는 안쪽축이 0~600 rpm 회전시 물과 0.2% CMC 수용액을 완전히 발달된 유동장에서 측정하였다. 천이유동은 표면마찰계수(C$_{f}$ )에 대하여 로스비수(Ro)와 레이놀즈수(Re)관계를 나타내기 위하여 압력손실 측정에 의해 확인하였다. 천이발생은 레이놀즈수에 대하여 압력손실과 마찰계수의 구배변화에 의해 조사하였다. 회전으로 인한 마찰계수의 증가율은 천이영역에서 대하여 갑자기 감소함에 반하여 층류영역에서 균일하며, 난류영역에서는 점차적으로 감소함을 알 수 있었다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.19-28
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• 2004

유동장의 특성을 구분할 수 있는 척도는 평균자유행로와 특성거리의 비인 누센수이다. 누센수에 따라서 유장은 연속체영역, 미끄럼영역, 천이영역, 및 자유분자영역으로 나누어진다. 고고도에서 비행체 주위의 유동장, 진공에서의 유동장 등이 비연속체영역 즉 저밀도유동장에 해당된다. 비연속체영역에 해당되는 또 다른 중요한 분야는 미세 유동장이다. 최근에 관심이 대두되고 있는 미세항공기(MAV)와 실리콘혁명 이래 유망한 미래기술중의 하나인 MEMS 장치 주위의 유동장 등이 바로 미세 유동장이다. 비연속체영역에서 유체의 이동 및 전달현상을 기술하기 위하여는 Boltzmann 방정식을 해석하여야한다. Navier-Stokes 방정식을 이용한 기존의 CFD 기법이 적용되지 않는 새로운 유동영역이기 때문이다. 본 발표에서는 Boltzmann 방정식의 유력한 해법인 직접모사(Direct Simulation Monte Carlo)법을 이용한 저밀도 유동장 해석이 소개될 것이다. 또한 직접모사법이 이용되기 어려운 다양한 저속 유동장에 대한 해석결과도 소개될 것이다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.585-589
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• 2015

본 연구에서는 이중압축램프의 초음속 유동에서 발생하는 충격파 경계층 상호작용을 EDISON_CFD로 해석하기로 한다. 이중압축램프에선 역압력 구배로 인하여 경계층이 박리가 일어나게 되고 박리된 경계층이 다시 이중압축램프에 부착되어 생겨난 박리영역을 관찰할 수 있다. 박리영역의 앞뒤로 유동의 방향이 바뀌게 되면서 압축 팬(compression fan)과 재부착 팬(reattachment fan)이 충격파를 발생시키고 이중압축램프전방의 충격파와 만나서 복잡한 유동 구조를 가지게 됨을 확인하였다. 이와 같은 층류에서 난류, 박리와 재부착의 영역에서의 해석하기 위해선 해석자의 난류모델이 중요하다. $15^{\circ}-30^{\circ}$, $15^{\circ}-45^{\circ}$의 두 종류의 이중압축램프를 $k-{\omega}$ SST 난류 모델과 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 천이 모델로 계산을 EDISON_CFD로 수행하였다. 난류 모델의 차이를 표면마찰계수, 압력계수, 마하수로 비교하여 차이점을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권3호
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• pp.169-176
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• 2019

본 연구에서는 희박기체 환경의 유동 정보를 효과적으로 계산하기 위해 CFD 해석기법과 DSMC 해석기법 간 연계 해석을 수행하는 CFD/DSMC 혼합해석기법을 개발하였으며, 개발된 해석기법을 이용하여 천이영역에서의 고속 비행체 주위 유동에 대한 해석을 수행하였다. 해석 형상으로는 콘과 실린더 형태로 이루어진 FRESH-FX 형상으로 고려하였고, 혼합해석기법의 결과는 순수 CFD 및 DSMC 해석 결과와 비교하였다. 천이영역의 대기가 상대적으로 희박하여 초음속 유동에서 발생하는 충격파의 구배 및 세기가 약화된 것을 확인하였다. 순수 CFD 해석 결과와는 차이를 보였고, 순수 DSMC 해석 결과와 거의 일치하는 결과를 도출하는 것을 확인하였다. 또한, 순수 DSMC 계산시간보다 해석 시간이 감소하였다. 이를 통해 혼합해석기법의 결과에 대한 신뢰성 및 해석 시간에서의 효율을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.795-803
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• 2015

본 연구에서는 발전용 터빈 제 1 단 동익 흡입면에서 발달하는 경계층유동에 대하여 체계적으로 연구하였다. 이를 위해 흡입면에서 열부하가 급격하게 변화하는 대표적인 영역에 대하여, 경계층의 평균 유속, 난류강도, 에너지스펙트럼 등을 측정하였다. 그 결과 흡입면 경계층유동이 층류에서 난류 경계층으로 천이됨을 확인할 수 있었고, 이 천이경로는 박리버블의 전단층에서 주로 발생하는 박리유동 천이로 확인되었다. 흡입면에서 열부하의 최소값이 존재하는 곳은 흡입면 경계층유동의 천이가 시작되는 위치에 해당하며, 열부하가 최대인 곳은 박리유동 천이가 모두 마무리되어 벽근처에 강력한 난류유동이 존재하는 곳과 일치하였다. 에너지스펙트럼의 측정을 통하여, 흡입면 경계층의 박리유동 천이 전후에 나타나는 난류운동에너지의 주파수 특성을 자세히 파악할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.27-35
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• 2014

본 연구에서는 기존에 알려진 수직 원형관내 혼합대류 유동영역지도에 대하여 원 문헌의 분석과 재구성을 통해 지도의 유효성 검토를 수행하였다. 지도를 구성하는 원 문헌을 수집하여 내용을 정리하였고 조사한 데이터와 대류열전달 상관식을 활용하여 독립적으로 지도를 재구성하고 기존의 지도와 비교하였다. 재구성한 지도에는 혼합대류 영역이 곡선이 아니라 직선으로 나타났으며 천이영역을 나타내는 것은 재현되지 않았다. 일부 데이터만 포함된 기존의 지도와 달리 재구성 지도에는 상당히 많은 양의 데이터가 포함됐다. 기존의 유동영역지도는 활용된 데이터가 선택적으로 사용되었고, 혼합대류와 천이영역을 나타내는 실선 대해 언급되지 않았으며 불확실도 분석을 통한 정보를 제공하지 않았기 때문에 신뢰할 수 없다고 판단된다. Metais와 Eckert의 연구 이후, 혼합대류에 관한 많은 연구가 수행되었으나 대류의 유동영역을 구분하는 방법으로 기존의 지도가 지금까지 활용되고 있다.

• 에너지공학
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• 제12권2호
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• pp.131-138
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• 2003

본 연구에서는 평판 경계층의 천이 영역에서 평균속도, 표면마찰계수, 간헐도 분포, 에너지 스펙트럼 등의 신뢰성 있는 실험 자료를 획득하였다. 실험 결과 천이가 진행됨에 따라 난류반점이 지배하는 영역이 벽면 근처에서 전 경계층으로 확산되었으며 이러한 현상의 결과로 속도 섭동량에서 비등방성이 크게 나타난다. 천이 이전영역에서는 에너지가 주로 저주파에 집중되어 있다가 천이를 거치면서 에너지가 고주파 성분으로 이동하였다 이는 두 가지 이상의 에너지 발생과 소멸 메커니즘이 천이영역에서 공존하고 있음을 의미한다. 따라서 천이영역에서의 유동장을 예측하기 위한 난류 계산 모형에서 비등방성과 서로 다른 메커니즘을 표현할 수 있기 위해서는 반드시 두 가지 이상의 척도를 표현할 수 있어야 한다.