• Title/Summary/Keyword: 자유흐름온도

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Numerical Simulation of Wind Induced Circulation in a Thermally Stratified Flow (수온성층흐름에서 바람에 의해 발생하는 순환흐름해석)

  • Lee, Jin Woo;Cho, Yong-Sik
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.44-44
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    • 2011
  • 저수지와 같은 갇혀진 수체는 상류에서 유입되는 오염물질 뿐만 아니라 성층현상에 의해서도 오염될 수 있다. 안정된 성층은 혐기성 조건을 제공하여 바닥에서의 과도한 조류성장을 유발하고 연직순환흐름을 방해한다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 환경적인 문제를 감소시킬 수 있도록 중요한 역할을 한다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 이러한 오염을 줄이는데 중요한 역할을 하는데, 연직순환을 일으키는 인자로는 빛의 입사, 바람, 물의 온도 및 열의 확산 등이 있으며, 그중에서도 가장 중요한 것은 바람의 영향이다. 그러므로 성층화된 흐름에서 바람에 의해 발생하는 연직순환에 대한 수치모형을 개발하고 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 수온성층흐름에서의 순환흐름을 해석하기 위하여 유속성분을 계산하고 자유수면 변위와 온도, 염도등과 같은 스칼라양의 해석을 위해 다음과 같은 3단계의 방법을 이용하였다. 첫 번째 단계(정수압 계산단계)에서는 운동량 방정식의 경사항을 음해적으로 해석하고, 두 번째 단계(자유수면 보정단계)에서는 자유수면의 변화를 계산하고 수평방향 유속성분을 계산한다. 예측-수정자 방법(predictor-corrector step method)을 이용하여 자유수면변위와 유속을 구하였다. 마지막으로 세 번째 단계(이송-확산단계)에서는 이송-확산 방정식을 이용하여 스칼라양을 계산하였다. 본 연구에서 제시한 모형의 정확도를 검증하기 위하여 정사각형수조에서 진동하는 자유수면의 해석해와 비교하였고, 성층화된 흐름에서 발생하는 연직순환에 대하여 수치모의를 실시하였다. 그 결과, 본 연구에서 개발된 수치모형이 흐름 내부의 현상을 잘 묘사함을 알 수 있었다.

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A Study on the Convective Heat Transfer in the Turbine Cascade for the Free-Stream Turbulence levels (자유흐름 난류 강도 변화에 대한 터빈 블레이드의 대류 열전달에 관한 연구)

  • 심재경;전승배;황민기;임진식
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.42-42
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    • 2000
  • 선형 터빈 익렬에 유입되는 자유흐름 난류 강도의 변화에 따른, 터빈 블레이드에서의 대류 열전달 현상에 대한 연구를 수행하였다. 익렬은 5개의 볼레이드를 선형으로 배치하여 구성하였으며, 현의 길이에 근거한 레이놀즈 수는 2.5${\times}$$10^5$, 3.5${\times}$$10^5$ 이다. 자유 흐름의 난류 강도는 익렬의 도입부에 설치된 격자의 형상에 따라 1.3%, 3.7%, 7.0%, 7.8%의 값을 나타내었다. 자유흐름의 난류강도는 정온 열선유속계로 측정하였으며, 블레이드 표면 온도 분포는 열전대를 사용하여 측정하고, 금속박판을 사용하여 균일한 열유속을 공급하였다.(중략)

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Simultaneous determination of reference free-stream temperature and convective heat transfer coefficients (자유흐름온도와 대류열전달계수를 동시에 측정할 수 있는 실험 방법에 대한 연구)

  • Jeong, Gi-Ho;Song, Ki-Bum;Kim, Kui-Soon
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2001.06d
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    • pp.419-424
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    • 2001
  • This paper deals with the development of a new method that can obtain heat transfer coefficient and reference tree stream temperature simultaneously. The method is based on transient heat transfer experiments using two narrow-band TLCs. The method is validated through error analysis in terms of the random uncertainties in the measured temperatures. It is shown how the uncertainties in heat transfer coefficient and tree stream temperature can be reduced. The general method described in this paper is applicable to many heat transfer models with unknown free stream temperature.

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An Experimental Study on a Simultaneous Determination of Reference Free-Stream Temperature and Convective Heat Transfer Coefficients (자유흐름온도와 대류열전달계수를 동시에 측정할 수 있는 방법에 대한 실험적 연구)

  • 송기범;정기호;성영식;김귀순
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.26 no.10
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    • pp.1465-1471
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    • 2002
  • This paper deals with the development of a new method that can obtain the heat transfer coefficient and the reference free stream temperature simultaneously. The method is experimentally verified through comparison with results in convective heat transfer experiments of a circular impinging jet using two narrow-band TLCs. The general method described in this paper is highly recommended to many heat transfer models with the unknown or ambiguous free stream temperature.

Simultaneous Determination of Reference Free-Stream Temperature and Convective Heat Transfer Coefficients (자유흐름 온도와 대류열전달 계수를 동시에 측정할 수 있는 실험 방법에 대한 연구)

  • Jeong, Gi-Ho;Song, Ki-Bum;Kim, Kui-Soon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.26 no.12
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    • pp.1707-1714
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    • 2002
  • This paper deals with the development of a new method that can obtain heat transfer coefficient and reference free stream temperature simultaneously, The method is based on transient heat transfer experiments using two narrow-band TLCs. The method is validated through error analysis in terms of the random uncertainties in the measured temperatures. It is found that the errors could be reduced more than 2 times less. The general method described in this paper is applicable to many heat transfer models with unknown free stream temperature.

A Numerical Model for Wind-Induced Circulation in a Thermally Stratified Flow (수온성층흐름에서 바람에 의해 발생하는 순환흐름을 해석하기 위한 수치모형개발)

  • Lee, Jin-Woo;Kim, Hyung-Jun;Cho, Yong-Sik
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.43 no.10
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    • pp.911-920
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    • 2010
  • The closed water bodies, such as reservoirs and lakes, could be contaminated by an inflow of pollutants in the upstream as well as a stratification caused by seasonal natural phenomena. The vertical circulation particularly plays an important role in reduction of environmental pollutants. The factors of the vertical circulation are the temperature, wind, thermal diffusivity and sunlight. The wind is probably the most significant factor among them. Thus, it is necessary to describe the validation and application of a three-dimensional numerical model of wind-induced circulation in a thermally stratified flow. In this paper, a three-dimensional numerical model for the thermally stratified flows is presented. The model is conducted in three steps to calculate the velocity components from the momentum equations in x- and y- axis directions, the elevations from the free surface equation and the temperature from the scalar transport equation. Numerical predictions are compared with available analytical solutions for the sloshing free surface movement in a rectangular basin. The numerical results generally show a reasonable agreement with analytical solutions. And the model is applied to the circulation for the wind induced flow in a thermally stratification. Consequently, the developed model is validated by two verifications and phenomena of the internal flow.

Pressure Dependence of the Viscosity of Toluene (톨루엔의 점성도에 대한 압력 의존성)

  • Kim, Jeong Rim
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.43 no.3
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    • pp.251-256
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    • 1999
  • Viscosities of toluene were experimentally determined by the falling-ball method at several temperatures and pressures to investigate the pressure and temperature dependence of the viscosity of toluene. With the shear stress of the viscous flow of toluene, the shear free energy, the shear entropy, and the shear enthalpy were defined to discuss the variations of the shear thermodynamic properties with pressure. The effect of temperature and pressure on the shear thermodynamic properties obtained experimentally can be explained by means of the molecular thermal agitation due to temperature incleasing and the steric effect of the closed molecules of to Iuene due to pressure elevation.

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Effects of the Preparing Conditions on the Physical Properties of Surface Grown UHMW PE Fibers (표면성장 폴리에틸렌 섬유의 제조조건이 그물리적 성질에 미치는 영향)

  • 김상용
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.4 no.1
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    • pp.52-61
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    • 1992
  • 초고분자량 폴리에틸렌을 파라 크실렌에 녹인 희박 용액에 전단흐름을 가해 섬유를 뽑아내는 방법에 대해 연구하였다. 표면성장이라 불리는 이 방법을 용액내에서 회전하는 rotor 의 표면에 흡착된 젤 층에, 결정성이 강한씨(seed)를 접촉시킴으로써 엉킨 분자쇄들이 전단력에 의해 신장되어 분자의 자유에너지가 증가하도록 하여 연속적으로 고강력, 고탄성 률 결정을 뽑아내게 한 것이다. 이표면성장법으로 섬유를 얻는데 있어서 결정화온도 rotor 속도, 권취속도 및 고분자 농도와 같은 결정화 변수를 변화시키면서 섬유의 물리적 성질에 미치는 영향을 관찰하였다. 이방법으로 섬유를 성장시키면 열역학적 평형온도(118.6$^{\circ}C$) 이상 인 12$0^{\circ}C$에서 성장시켰을 때 133GPa의 인장 탄성계수 3.1%의 절단신도에서 5.04GPa의 고 강력을 갖는 섬유를 얻을수 있었다. 또한 이방법에 있어서는 결정화 온도가 물리적 성질에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 작용하였다, 고분자 농도의 영향은 0.7wt.% 이상에선 물리적 성질이 더 이상 개선되지 않았으며 오히려 장력의 증가로 불안정한 성장을 보였다. 또한 0.5wt%이하에서는 젤층의 형성이 둔화됨을 볼수 있었다. 결국 물리적 성질의 측면에서 볼 때 0.5~0.7wt%에서 최적조건을 보여주었다.

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Numerical Prediction of three-Dimensional Extrudate Swell (3차원 압출팽창에 대한 수치모사 연구)

  • 이성재;이승종
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.2 no.2
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    • pp.35-44
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    • 1990
  • 자유표면 유동을 수반하여 복잡한 구조를 지나는 유동문제를 수치모사할 수 있는 삼차원 유한요소법코드를 개발하였다. 정사각관을 대상으로 하는 삼차원 압출팽창 문제를 등온 뉴톤 유동뿐만아니라 비뉴톤유동 및 비등온 유동문제의 경우까지 다룰수 있도록 확장 하여 수치모사하였다. 삼차원 유한요소법 알고리듬에 pathline approach 방법과 사상방법을 적용시켜 등온 뉴톤 유체의 미동흐름에 대하여 압출 팽창문제를 푼 결과 팽창비가 대칭면에 서 최대 21.0%관의 모서리 부분에서 최소 4.1%로 나타났다 전단박화현상이 있는 비뉴톤 유 동의 경우 뉴톤유동에 비해 팽창이 작게 일어났고 비등온 유동의 경우 관벽온도가 낮은 쪽 이 높은 쪽에 비해 팽창이 크게 일어남을 알수 있었다.

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An Experimental Study of Film Cooling Characteristics at Supersonic Free Stream Conditions (초음속 주유동 환경에서의 막냉각 특성 시험 연구)

  • Kim, Manshik;Lee, Dong Min
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.45 no.4
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    • pp.342-348
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    • 2017
  • In this paper, film cooling characteristics at supersonic free stream conditions were examined experimentally by applying an IR-thermography. Film cooling experiments were carried out in a free-jet facility at Mach number of 3.0 and with unit Reynolds number of $42.53{\times}10^6$ and $69.35{\times}10^6$ using wedge shaped film cooling model which has a converging film cooling nozzle. Film cooling efficiency was calculated by measuring the surface temperature of PEEK(Polyether Ether Ketone) and the effects of angle of attack and blowing ratios on the film cooling efficiency were examined. The measured wall temperature was significantly reduced by the film cooling flow compared with the results without the film cooling flow. The usefulness of film cooling was also confirmed by the surface heat flux calculated using the surface temperature history of PEEK. As the blowing ratio increases the protected area of PEEK was also expanded along the direction of free stream and film cooling flow.