• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권2호
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• pp.136-143
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• 1997

직경 비가 0.56인 이중동심관에 내외측모두 매끈한 벽면, 벽면 거칠기를 안측, 외측, 그리고 양측 모두의 4경우에 대한 난류 유동과 열전달특성을 실험과 이론으로 연구하였다. 시간평균속도분포, 마찰계수, 그리고 최대 속도 지점과 전단응력이 0인 지점들을 피토튜브와 X형 열선 풍속계로 측정하였다. 이중동심관내에서 4가지 경우에 따른 사각돌출형 거칠기효과가 난류 유동과 열전달에 미치는 영향을 수정난류모델을 기초로 하여 연구하였다. 직경비, 거칠기 위치, 레이놀즈수, 그리고 프란틀수 등의 여러 변수에 의해서 난류 유동과 열전달을 고찰하였다. 본 연구는 전체적 효율 측면에서 유리하게 열전달율을 향상시킬수 있는 거칠기 구조를 밝혔다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.670-679
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• 1986

본 논문은 내관 외벽에 나선형 인공조도가 있는 동심 이중관 사이의 유동특성 을 관찰하기 위해 일정 나선각에 대하여 피치비를 변화시키면서 선회속도, 축방향속도 압력을 측정하였으며, Han등의 연구에서 발표된 조도함수를 도입하여 유한차분법으로 수치계산을 수행하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제1권1호
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• pp.61-69
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• 1997

본 연구는 동심환형관에서 거칠기가 없이 매끈한 경우, 내측벽에 만, 외측벽에 만, 그리고 양측 모두에 거칠기가 있는 4경우에 대해 직경비가 0.26, 0.39, 그리고 0.56일 때 벽면에 설치된 거칠기 위치들이 난류유동장에 미치는 효과를 실험적으로 조사하고자 한다. 최대속도와 전단응력이 0인 지점들, 시간평균속도의 구배들, 그리고 와확산계수들을 X형 열선풍속계와 이중 피토튜브를 사용하여 측정하였다. 본 연구를 통하여 동심환형관에 설치된 거칠기들이 난류유동에 미치는 효과에 대한 정량적자료를 제시할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권9호
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• pp.2443-2453
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• 1994

The structure of turbulence of fully developed flow through four concentric annuli with the rough outer wall was investigated experimentally for a Reynolds number range Re=15, 000-93, 000. Turbulence intensities were measured in three(u, v, w) directions, and turbulence shear stresses in annuli of radius=0.13, 0.26, 0.4 and 0.56, respectively. Due to the square roughness element attached periodically along the axial direction, the radial velocity fluctuations show similar distribution regardless of the different .alpha.cases. However, the axial and circumferential velocity fluctuation profiles demonstrate the longitudinal turbulence structures are strongly influenced by the .alpha. values. The turbulent eddy viscosity deduced form mean velocity distributions and the measured Reynolds shear stresses are also presented and discussed.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권7호
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• pp.1749-1757
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• 1995

The structure of turbulence of fully developed flow through three concentric annuli with both rough inner and outer walls was investigated experimentally for Reynolds number range Re=15000-93000. Turbulence intensities were measured in three (u, v, w) directions, and turbulence shear stresses in annuli of radius ratios .alpha.= 0.26, 0.4 and 0.56, respectively. The result showed that the structure of turbulence for these asymmetric flows was not the same as that for the annulus with smooth walls. The velocity fluctuations of all three components (u, v, and w-directions) showed little discernible variation with Reynolds numbers, but became apparent with the influence of radius ratio (.alpha.) The experimental results for an annulus with the roughened outer wall and a smooth annulus were shown in the figures as a reference. The eddy diffusivities and friction factors were also presented and discussed.

• 설비공학논문집
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• 제7권1호
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• pp.81-88
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• 1995

Fully developed turbulent flow through three concentric annuli with both the rough inner and outer walls was experimentally investigated for a Reynolds number range Re=15,000-85,000. Measurements were made of the pressure drop, the positions of zero shear stress and maximum velocity, and the velocity distributions in annuli of radius ratios, ${\alpha}=0.26$, 0.4 and 0.56, respectively. The experimental results showed that the positions of zero shear streess and maximum velocity were only weakly dependent on the Reynolds number. It was also found that the position of zero shear stress was not coincident with that of maximum velocity. Furthmore, the former was influenced more sensitively than the latter on the square-ribbed roughness along the axial direction.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.1294-1303
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• 1993

본 논문은 Lee의 평행평판 채널내의 난류유동 모델을 사용하여 비대칭적 경계 를 갖는 이중관내 거칠기 표면위에서의 흐름을 취급하였다. 해석에서 표면거칠기는 속도 형상에 단지 국부적으로 영향을 미친다고 가정하여 한쪽 면에서만 사각형 거칠기 요소를 가진 평행관 사이의 유동에 관해 이미 얻은 실험 관계식을 이용하였다. 거칠 기의 합성효과는 압력손실 증가에 대한 열전달 증가에 대해 거친관과 매끈한 관의 경우를 비교한 값에 의하여 알수 있었다.그러므로, 전체적 효율측면에서 유리하게 열전달률을 증가시킬수 있는 이중관내의 바람직한 인공의 거칠기형태(P/.epsilon., S/.epsilon.,.alpha., etc.)를 얻을 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제17권3호
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• pp.33-41
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• 1993

양벽면 모두 사각돌출형조도요소가 설치된 동심 이중관내에서 생기는 비대칭 난류유동과 열전달 특성을, 열전달과 마찰계수에 미치는 조도의 합성효과를 조사하기 위해, 연구하였다. 이론해석에서는 한쪽면에 거칠기가 있는 평행평판의 유동에 대한 수정 플란틀 혼합길이(mixing length)이론의 난류 모델을 속도분포와 마찰계수를 구하는데 사용하였다. 최대속도지점에서 안쪽과 바깥쪽의 두 속도형상들은 힘의 평형에 의해 일치시켰다. 그리고 나서, 온도 분포와 열전달 계수를 계산하였다. 속도형성과 마찰계수들의 해석결과는 실험과 매우 잘 일치하였다. 마찰계수와 Nusselt number에 미치는 조도비, 조도에 대한 피치비, 그리고 반경비등과 같은 여러 변수들의 효과들을 조사하였다. 본 연구는 일정의 조도 요소들이 전체적 효율 측면에서 볼때 유리하게 열전달을 향상시킨다는 것을 증명하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제4권2호
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• pp.17-24
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• 2000

직경비가 0.26, 0.39, 그리고 0.56인 경우 거칠기를 내벽면에, 외벽면에, 그리고 양벽면에 각각 설치한 동심환형관에서 완전히 발달된 난류유동에 대한 거칠기 효과를 실험과 이론으로 해석하였다. 그리고 거칠기 효과를 정량적으로 파악하기 위해 양벽면 모두 매끈한 환형관의 경우도 포함하였다. 실험에서 마찰계수를 구하는데 필요한 속도분포와 전단응력들은 피토튜브와 X-형 열선풍속계를 사용하였다. 이론 해석은 수정대수 난류모델을 사용하였고 그 결과를 이론값과 비교하여 아래의 결론을 얻었다. 1) 무디다이어그램 (Moody diagram)은 거칠기가 설치된 이중관에는 적용할 수 없음을 보였다. 2) 경우(c) 와 (d)에서는 반경비가 클수록 반드시 마찰계수가 증가하지 않았다. 3) 4개의 경우중 거칠기로 인해 마찰계수가 증가하는 크기의 순서는 경우(d)가 가장 컸고 경우(a)가 가장 작았다.

• 융합정보논문지
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• 제9권12호
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• pp.147-156
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• 2019

동심 이중관에서 기본유체 물과 나노입자 산화알미늄의 혼합인 나노유체를 적용한 대향유동을 유한체적법의 수치적 방법으로 열전달 특성을 규명하였다. 고온유체는 내부 원형관으로 흐르며 열을 외부 환형관으로 흐르는 저온유체로 전달한다. 고온유체와 저온유체의 체적유량 및 나노입자의 체적농도를 변수로 두어 열전달 및 유동 특성을 조사했다. 결과는 나노입자의 체적농도와 체적유량의 증가함에 따라 열전달 성능이 증가함을 보였다. 외부와 내부 관 모두에서 나노유체인 경우가 기본유체보다 나노입자의 체적농도가 8%일 때 나노유체가 열전달 성능이 최대 17% 증가하는 것을 확인했다. 또한 기본유체에 비해 환형관의 대류열전달 계수는 최대 31% 증가함을 보였으며 열교환기의 유용도는 약 20%가 상승함을 확인하였다. 하지만 나노입자의 체적농도가 8%일때 마찰인자가 최대 136% 커지는 것을 확인하였다.