본 논문에서는 액체와 기체가 상호작용 하는 현상들에 대한 새로운 유체 애니메이션 기법을 액체 속 공기방울의 예를 사용하여 제시한다. 기존의 자유표면 시뮬레이션 기법들과는 달리 액체와 기체를 함께 시뮬레이션 할 경우에는 기체의 유동과 액체의 유동을 동시에 다루어야 하며 비중 차에 의한 부력과 경계면에서의 표면장력 등을 추가적으로 고려해야 한다. 유체의 토폴로지 변화를 쉽게 다루면서도 수치적 분산을 막기 위하여 유체 역학 분야의 VOF (Volume of Fluid) 기법과 프론트 추적 (Front-tracking) 기법을 혼합하여 사용하였다. 액체와 기체의 경계면은 마칭 큐브즈 알고리즘을 사용하여 폴리곤으로 복원된 후 버텍스 쉐이더 기술들을 사용하여 액체-기체 경계면의 광학적인 특성을 표현할 수 있었다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.34
no.2
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pp.153-156
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2010
The effective thermal conductivity of two-phase materials such as unbonded silica sands saturated with a nanofluid was measured at high temperature using the transient thermal probe method. The nanofluid used in this study was a water-based mixture of 0.1 vol% $Al_2O_3$ nanoparticles with a diameter of 45 nm. The convection problem for fluids was prevented with this measurement method because the fluid was confined to within very small pore spaces. Based on the prediction model for unbonded sands, the thermal conductivities of the saturating nanofluid at high temperatures could be determined with the measured effective thermal conductivities for the two-phase material. In the results, increases in the thermal conductivity ratios of the nanofluid to pure water when temperatures were varied from $30^{\circ}$ to $80^{\circ}C$ were within the range of 4.87%~5.48%.
Ahn, Seol Ha;Lee, Chang Hyun;Kim, Kyung Dong;Kim, Dong Su;Lyu, Si Wan;Kim, Young Do
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2022.05a
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pp.175-175
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2022
하천 합류부는 서로 다른 지형학적 특성과 수리학적 특성을 가지는 두 개의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 급격한 흐름의 변화 및 퇴적물의 유입과 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 합류부 구간에서는 물질의 종류 또는 온도차로 인해 밀도 차이로 유체의 흐름이 발생하게 되는데 이것을 밀도류라고 한다. 밀도차이에 의해 성층이 생긴 수체혼합거동을 파악하기 위해서는 본류 및 지류의 일정 구간을 포함하는 합류부 구간에 대한 정밀한 계측 및 관찰이 필요하다. 이러한 수체 혼합에 대한 종합적인 분석은 유속장 및 유량정보를 취득하여 파악할 수 있지만, 성층류가 흐르는 하천의 서로 상이한 물리적 특성과 수질특성을 가지는 수체의 혼합양상 및 그에 따른 물질혼합양상을 파악하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 합류부 구간에서의 수온 분포를 통하여 밀도류를 파악하고자 한다. 하천의 광범위한 데이터 중 연직 자료와 수표면 자료를 취득하였고, 이를 통해 합류부의 성층현상을 확인하고자 하였다. ADCP를 보트 측면에 설치하여 저속운행으로 수리량을 측정하는 방식과 YSI를 이용해 측선설치 없이 측선 선정 후 보트를 이용하여 흐름에 직각인 방향으로 이동하며 실시간 농도를 측정하는 방식으로 얻은 연직자료 중 수온, EC 등의 직독식 센서 데이터 값을 사용하여 수온차에 따른 수체혼합 패턴을 분석하여 합류부의 혼합 양상을 분석 하고자 하였다. 본 연구에서는 기존 수질측정의 한계였던 1차원적인 측정결과가 나타내는 분석결과를 2차원적으로 보완이 가능하며, 비교 분석한 결과를 토대로 밀도류에 따른 혼합양상 결과가 지니는 혼합패턴을 분석한다면 향후 하천 하류구간의 취수장 취수 시스템에 많은 도움을 줄 뿐만 아니라 합류부 구간의 혼합패턴에 따라 수층 내 성층구간의 현황조사 및 혼합특성 파악을 통해 관리방안제시에 사용될 것으로 사료된다.
일반적으로 마찰면은 유체윤활과 경계윤활과의 혼합潤滑영역을 거쳐서 경계윤활을 주체로 하는 領域으로 옮겨가는 가능성을 항상 지니고 있다. 거기에서는 점도뿐만 아니라, 油性이나 극압성 등이 윤활특성에 중요한 영향을 끼체게 된다. 따라서 그 영역에 있어서의 윤활제의 역할을 인식하고, 적정한 평가를 하기 위해서는 마찰현상에 대한 이해가 필요하게 된다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.36
no.10
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pp.989-999
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2012
An ejector is a fluid transportation device that operates based on the principle that a high-pressure fluid is spouted through a driving pipe and the pressure of a low-pressure fluid is increased through exchange of momentum with a low-pressure gas. Steam-steam ejectors have been widely used for suction, mixture, and dehydration. They can be easily used in places where fluid moves and expenses are reasonable. In addition, such ejectors are a semi-permanent fluid device that requires little maintenance. In this study, we present an optimized design by analyzing what cannot be obtained through experiments in order to improve the device performance, analyze general contents of a flow by acquiring exact test data on specific and interpretative areas using more advanced experimental techniques, and identify the flow characteristics of a branch pipe by examining the validity of experiments using computer hydrodynamics simulations.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.37
no.6
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pp.559-566
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2013
The effects of solid surface roughness on the contact angle of a nanofluid droplet were experimentally investigated. The experiments were conducted using the solid surface of a 10 mm cubic copper block and the nanofluid of water mixed with CuO nanoparticles. The experimental results showed that the contact angles of nanofluid droplets were lower than those of water droplets and that the contact angle of the nanofluid droplet increased with the solid surface roughness. Furthermore, it was found that the contact angles of water droplets on the solid surface quenched by both water and the nanofluid were lower than those of water droplets on the pure solid surface. However, significant differences were not observed between the contact angles on the solid surfaces quenched by water and the nanofluid.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.38
no.11
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pp.899-905
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2014
This paper describes preliminary research conducted for developing a high-efficiency clean large cauldron using the liquid-vapor phase change heat transfer. To improve the isothermal environment of the cauldron, naphthalene and FC-40 were selected as the working fluids to operate well in the temperature range of $100-200^{\circ}C$ and used in experimental investigations of the heat transfer characteristics. A two-phase closed thermosyphon was designed and built to demonstrate the functionality of the working fluids. Startup, boiling, and condensation tests were performed, and the test results were used to examine the possibility of complementary effects of the startup and heat transfer characteristics of the two-phase closed thermosyphon using a mixture of naphthalene and FC-40.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.29
no.4
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pp.55-61
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2022
There is a major interest in diagnostic technology for multiple cancers worldwide. In order to reduce the difficulty of cancer diagnosis, a liquid biopsy technology based on a microfluidic device using trace amounts of biofluids such as blood is being studied. And optical biosensing, which measures the concentration of analytes through fluorescence imaging using biofluids, requires various strategies to improve sensitivity, and specialists and equipment are needed to carry out these strategies. This leads to an increase in diagnostic and production costs, and it is necessary to develop a technology to solve this problem. In this paper, we design and propose a fluorescent multi-cancer diagnostic sensing platform structure that implements passive self-separation technology and molecular recognition activation functions by fluid mixing, only with the geometry and microfluidic phenomena of microchannels based on self-driven flow by capillary force. In order to check the parameters affecting the performance of the plasma separation part of the designed sensor, the hydrodynamic diameter of the channel and the viscosity of the fluid were set as variables to confirm the formation of plasma separation flow through simulation. And finally, we propose an optimal sensor platform structure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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