• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.6
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• pp.23-29
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• 2003

Transonic two-phase flow of Saturated humid air, in which relative humidity is 100%, with various condensation processes around thin airfoils is investigated. The study uses an extended transonic small-disturbance(TSD) model of Rusak and Lee [11, 12] which includes effects of heat addition to the flow due to condensation. Two possible limit types of condensation processes are considered. In the nonequilibrium and homogeneous process, the condensate mass fraction is calculated according to classical nucleation and droplet growth rate models. In the equilibrium process, the condensate mass fraction is calculated by assuming an isentropic process. The flow and condensation equations are solved numerical1y by iterative computations. Results under same upstream conditions describe the flow structure, field of condensate, and pressure distribution on airfoil's surfaces. It is found that flow characteristics, such as position and strength of shock waves and airfoil’s pressure distribution, are different for the two condensation processes. Yet, in each case, heat addition as a result of condensation causes significant changes in flow behavior and affects the aerodynamic performance of airfoils.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.4
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• pp.1-7
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• 2003

습공기에 포함된 수증기가 상(Phase)변화를 일으킬 때 잠열이 발생하고 이 잠열은 익형 주위의 압축성 유동 상태량들을 변화시키므로, 이러한 열 증가가 유동에 끼치는 영향에 대하여 수치해석을 통하여 연구 수행하였다. 수치해석은 Rusak 과 Lee [1]가 최근에 연구 수행한 미교란 방법(small-disturbance approach)에 근거하여 이루어졌다. 고전적 핵 생성 모델과 작은 물방울 성장(droplet growth)모델을 이용한 이 방법에서는 비평형 균질 응축과정에서 일어나는 열 방출을 묘사한다. 응축에 의한 열전달, 압축성 유동의 운동에너지, 그리고 유동의 열적 상태량들 사이에서 일어나는 비선형 상호영향을 조사하고, 또한 주어진 문제를 지배가호 있는 상사 파라미터들을 제시하였다. 계산 결과들은 Euler 방정식을 사용하여 얻은 선행 수치계산들과 비교하여 잘 일치됨을 보였다. 상사법칙은 유동 동역학과 응축 상태량들이 상당히 비슷하게 거동하는 다양한 유동 형태들을 제안한다. 압축성 습공기 유동은 유체기계에 사용되는 익형들의 공력 성능을 증가시키는데 응용될 수 있다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.334-341
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• 2000

회전 히트파이프의 열 전달 특성은 내부 관벽에 형성되는 응축 액막 두께와 증발부로 귀한되는 응축액의 유동율에 의해 결정된다. 본 연구는 축 방향으로 그루브(groove)를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 성능에 대한 실험 연구로써, 그루브에 의한 효과를 파악하기 위해 2종류의 히트파이프를 제작하고 작동성은 시험을 수행하였다. 회전 히트파이프가 작동시, 원심력에 의해 그루브로 응축액의 유동을 촉진시키며, 따라서 응축부 벽면에 형성되는 액막 두께가 얇게 된다. 응축부에 그루브를 갖는 히트파이프의 열전달 계수는 풀 유동에서 2000~4000W/$m^2$$^{0}$ C, 환상 유동 영역에서 1500~2500W/$m^2$$^{0}$ C로써, 전체 원형단면을 갖는 히트파이프와 비교하여 약 1.5배 정도의 열저달 향상을 볼 수 있었으며, 열전달 한계는 약 40% 정도 향상되는 것으로 나타났다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.13 no.3
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• pp.141-147
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• 1984

2차원 채널 입구에서의 꿰떼 난류 유동하는 찬 물 위를, 같은 방향으로 빠르게 난류 유동하는 수증기의 응축은 액체필름 초기상태의 과냉 정도에 의하여서 응축능력이 정하여진다. 수증기와 액체의 채널 입구에서의 균일한 속도 및 온도, 그리고 채널 입구에서 액체와 증기가 차지하는 체적비, 즉 액체필름과 채널 높이를 알고 있을 때, 하류로 유동하면서 응축이 일어나는 현상을 예측하는 모델을 제안하고, 실험치와 비교한 것이다. 채널 입구에서 윗쪽으로는 더운 기체, 아래쪽으로는 찬 액체가 평행한 방향으로 유동하면서 접촉하고 평균적인 액체필름의 두께와 단열된 채널 벽체를 가정하여서, 기본방정식으로 연속방정식, 운동방정식을 세우고. 에너지와 운동량 전달 메카니즘 사이에 유사성이 존재한다고 가정하였으며, 전단응력의 크기는 필자의 모델을 적용하였다. 기본방정식을 기체 속도, 액체 속도, 필름의 두께, 압력에 대해서 수치해를 구하여서 동일조건 하에서 실험한 데이터와 비교하였다. 수증기와 액체 경계면에서의 전단응력은 매우 좋은 일치를 보여주고 있다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.2
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• pp.325-332
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• 1999

When a rotating heat pipe is in operation, liquid condensate returns from the condenser to the evaporator along the inside surface by both components of gravitational and centrifugal forces. It was known that its performance was largely dependent on how to increase the flow rates of condensate and keep the condensate film thickness as thin as possible. Most of research works were focussed on this goal, and various inner wall structures such as tapered wall, stepped wall or coil inserted pipe etc. were developed. In the present study, a stepped wall structure with 3 internal grooves in the condenser and adiabatic zone was examined. For this system, the condensate would flow down to the evaporator through the grooves, resulting a reduced film thickness over the condenser surface. Experimental data showed an enhancement of heat transfer coefficient in the condenser zone. An analytical solution to the condensate film thickness showed that the analytically calculated values of heat transfer coefficient were considerably higher than the experimental data.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.2
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• pp.232-239
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• 1985

근사수평 이상반류유동에서의 플러딩천이에 대한 실험을 수행하였으며 이것을 바탕으로 반류유 동도(flow-regime map)를 완성하였다. 또 플러딩천이에 대한 응축의 영향을 고찰하였는데 플러 딩이 액체입구에서 야기될 때 플러딩 속도는 응축량을 고려한 유효증기량으로 표시되며 이 경우 반드시 히스테리시스효과를 동반하게 된다. 이 효과는 응축에 기인하는 것으로 그 메카니즘을 구명하였다. 또 전달액체유량이 영이 될 때의 임계증기속도는 액체분출유량이나 액체서브쿠울 링의 정도에 무관하며 본 연구에서 사용한 관의 경우, 수정 Wallis 변수로 1.74로 나타났다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.358-365
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• 2000

본 연구에서는 수직 단일관에서의 재관수(reflux) 응축 현상에서 증기유량이 역류제한치보다 큰 경우에 발생하는 다양한 유동 패턴을 예측하고, 그 동적 특성을 해석하기 위한 모델을 개발하였다. 특히 L/D가 큰 재관수 응축기에서 발생하는 충전 방출 모드에서의 동적 특성을 예측하는 것이 목표이다. 응축기의 내부를 액체와 증기의 두 영역으로 나누어 질량, 에너지, 운동량 보존에 입각한 본 모델은, 형성된 물기둥의 진동시 갈래질 경계(bifurcation boundary)와 진동주기를 예측할 수 있다. 이 모델은 McMaster 대학에서 수행한 실험결과와 비교한 결과 양호한 예측을 했고, 튜브 직경변화 효과를 잘 묘사하였다. 이러한 단순 모델은 재관수 응축기의 설계시에 설계변수를 도출하는데 사용될 수 있고, 인위적으로 부여한 압력펄스를 이용하여 재관수 응축기의 운전영역을 개선하는데 기초로 활용될 수 있다.

• Journal of the KSME
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• v.30 no.4
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• pp.310-321
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• 1990

기체, 액체 고체상(相)이 섞여서 함께 흐르는 유동을 다상유동(multiphase flow)이라고 하며, 그 중 2개의 상이 섞여서 흐르는 경우를 2상유동(two-phase flow)이라고 일컫는다. 다상유동의 현상은 일상적인 생활에서도 많이 접하며(예컨대, 눈, 비가 내리는 현상, 안개, 황사, 스모그 현상 등) 특히 열전달과 관련하여 비등 및 응축을 수반하기도 한다. 특히 기계공학적 시스템에의 응 용측면에서는 다상유동의 전문지식이 증발기, 응축기 등 각종 열교환기기의 설계에 적용되므로 본 해설에서는 기체-액체(gas-liquid) 2상유동으로 그 내용을 한정하기로 한다. 2상(two-phase) 유동은 동일한 화학적 성분을 가진 물질이 서로 다른 상을 유지하면서 공존하여 흐른다는 점에서 2개의 다른 화학성분으로 구성된 2성분(two-component) 유동(예컨대 공기-물의 혼합유동)과는 엄밀하게는 다르나, 두 유동은 제반 형상이 유사하고, 해석 및 실험방법면에서도 많은 유사성이 있어서 총괄적으로 두 유동을 모두 2상유동이라고 칭하고 있다(1). 본 해설에서는 이러한 기체 -액체 2상유동분야에서 다루는 연구내용을 개괄적으로 소개하고자 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.24 no.2
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• pp.130-140
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• 1992

The physical benchmark problem on the direct-contact condensation under the horizontal occurrent stratified flow was analyzed using the RELAP5/MOD2 and /MOD3 one-dimensional model. Analysis was peformed for the Northwestern experiments, which involved condensing steam/water flow in a rectangular channel. The study showed that the RELAP5 interfacial heat transfer model, under the horizontal stratified flow regime, predicted the condensation rate well though the interfacial heat transfer area was underpredicted. However, some discrepancies in water layer thickness and local heat transfer coefficient with experimental results were found especially when there is a wavy interface, and those were satisfied only within the range.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.20 no.4
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• pp.59-69
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• 1996

냉동.공조 및 각종 화학공업에 널리 사용되는 열교환기인 응축기의 고성능화 및 합리적인 설계를 위해서는 냉매의 정확한 응축열전달률 예측과 그 메카니즘 규명이 필수 요건이다. 본 연구에서는 내경 9.7mm, 외경 12.7mm, 길이 1200mm의 수직 이중관 응축기의 압력강하 및 응축열전달특성을 실험적으로 밝혔다. 실험으로부터 Lockart-Martinelli의 상관 관계식을 이용한 수직 응축관내 압력강하 특성을 종래의 실험식들과 비교.검토하고 새로운 압력강하식을 제안하였다. 그리고 종래의 해석방법과는 달리 비환상류 모델을 가정한 해석결과로부터 전 유동양식에 걸쳐 적용할 수 있는 새로운 응축열전달 예측식을 제안하였다.