• Title/Summary/Keyword: 전단유동응력

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Rheological Properties of Konjac Glucomannan Dispersons (구약감자 Glucomannan 현탁액의 유동특성)

  • Ji, Soo-Kyung;Kim, Nam-Soo
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.27 no.2
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    • pp.246-250
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    • 1995
  • Konjac(Amorphophallus konjac) glucomannan dispersions were prepared from konjac flour, pretreated konjac flour and purified glucomannan. Konjac glucomannan dispersions showed non-Newtonian fluid behavior without yield stress and higher shear stress at fixed shear rate than the dispersions of gum xanthan, gum carrageenan and sodium alginate. While temperature increased, shear stress at fixed shear rate of konjac glucomannan dispersion steadily decreased. The apparent viscosity of konjac glucomannan dispersion was in its maximum at pH 7, whereas decreased on the outskirts of pH 7. The change in apparent viscosity was not found up to 1% sodium chloride addition in case of konjac glucomannan dispersion. However, the apparent viscosity of konjac glucomannan dispersion decreased up to sugar addition of 10%, afterwards increased.

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Analysis for the Flow and Wall Shear Stress with a Dilatation of an Abdominal Aortic Aneurysm (복부대동맥류의 확장에 따른 유동 및 벽면전단응력 해석)

  • Shin, Sang-Chul;Kim, Kyong-Woo;Lee, Gun-Hyee;Moh, Jeong-Hah;Kim, Dong-Hyun
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2001.06e
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    • pp.560-565
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    • 2001
  • The objective of the present study is to investigate the characteristics for flow and wall shear stress in the aneurysm which is a local dilatation of the blood vessel. The numerical simulation using the commercial software for the laminar and steady flow were carried out over the diameter ratios(ratio of maximum diameter of aneurysm to the diameter of blood vessel) ranging from 1.5 to 2.5 and Reynolds number ranging from 900 to 1800. It was shown that a recirculating vortex occupied the entire bulge with its core located closer to the distal end of the bulge and the strength of vortex increased with increase of the Reynolds number and diameter ratio. Especially, for the Reynolds number of 1800 and diameter ratio of 2.5, the very weak secondary recirculating flow was produced at the left upper of the aneurysm. The position of a maximum wall shear stress was the distal end of the aneurysm(z=18mm) regardless of the Reynolds number and diameter ratios. But the maximum values of the wall shear stress increased in proportion to the increase of Reynolds number and diameter ratio.

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A Study on the Blood Flow Characteristics in the Abodminal Aortic Aneurysm (대동맥류 내부 혈류 유동 특성에 관한 연구)

  • 오태헌;김상욱;이계한
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.20 no.5
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    • pp.601-608
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    • 1999
  • 동맥의 일부분의 팽창하는 동맥류는 높은 사망률을 야기하는 혈관계 질환이다. 동맥류의 발생 및 파열에는 동맥류 내부의 혈류의 유동에 의한 혈관벽 전단 응력 및 압력이 주용한 원인 중 하나로 의심되고 있다. 복부대동맥류 내부의 혈류 유동 특성을 밝히기 위해서 동맥류의 최대 확장부가 복부동맥의 1.5배, 2배인 유리 모델을 제작하였다. 정상류 상태에서 다양한 레이놀즈수에 대해서 속도 및 난동도를 입자영상속도계를 이용하여 측정하였다. 경계층 박리로 인한 재순환 부분이 끝나는 재부착점은 동맥류 최대 확장부 후부에서 발생하였으며, 이 위치는 레이놀즈수의 변화에 따라 바뀌었다. 축방향 속도의 난동은 최대 확장부 후부에서 크게 나타났으며, 이 위치에서 난동에 의한 부가적 응력이 크며 혈관벽 구조변화가 발생하리라 예측된다. 동맥류 내부의 압력분포는 수치해석에 의해 계산되었다. 동맥류 내부 압력은 크기가 증가함에 따라 커졌으며 압력은 동맥류 최대 확장부 후부에서 발생하는 재부착점에서 최대값을 나타내었다. 동맥류 최대확장부 후부는 압력이 최대값을 가지며, 전단력의 변화 및 난동이 큰 지역이므로 동맥류의 파열이 발생하기 쉬운 지역으로 예측된다.

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A Numerical Analysis on the Hemodynamic Characteristics in the blood vessel with Stenosis (협착부가 존재하는 혈관의 유동 특성에 관한 수치 해석적 연구)

  • Jung, H.;Park, C.G.
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.1987-1992
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    • 2004
  • Hemodynamics behavior of the blood flow is influenced by the presence of the arterial stenosis. If stenosis is present in an artery, normal blood flow is disturbed. In the present study, characteristics of steady and pulsatile flow of non-Newtonian fluid, the effects of stenosised geometry are analyzed by numerical simulation. One interesting point is that non-symmetric solutions were obtained at severity stenosis, although the stenosis and the boundary condition were all axisymmetric.

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The elastico-viscous effect in finite journal bearings (유한 저어널 베어링에서 점탄성의 영향)

  • Yoo, H. S.
    • Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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    • v.5 no.4
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    • pp.34-40
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    • 1983
  • 점탄성유체 유동에 대하여 일반적으로 U.C맥스웰 모델 또는 올드로이드 B모델이 사용되지만 이러한 모델들은-매우 큰 전단율 영역인 윤활문제에서 믿기 힘든-수직응력의 크기가 전단율의 제곱에 비례함을 나타내므로, 본 연구에서는 수직응력 계수들 (.psi.,.psi.$_{2}$)이 가정될 수 있는 Criminale-Ericksen-Filbey모델이 사용되었다. 2차 수직응력계수는 다른 문제들에서와 같이 무시되었으며 Weissenberg수가 포함된 특수레이놀즈식이 유도되었다. 이 모델의 속도분포는 -2차원 약한 점탄성 유체에 대하여 증명된 바와 같이-뉴우톤 유체와 같이 가정되었다. 유도된 특수레이놀즈 식은 Weissenberg수를 1까지 계산되었으며 그 결과 점탄성유체가 유한저어널 베 어링에서 유리한 것으로 나타났지만 그 차가 미소하여 일반베어링에서 점탄성 윤활유의 영향이 무시됨을 보였다.

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Redeveloping Turbelent Boundary Layer after Separation-Reattachment(II) -A Consideration on Turbulence Models- (박리-재부착 이후의 재발달 난류경계층 II -난류 모델들에 관한 고찰-)

  • 백세진;유정열
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.5
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    • pp.999-1011
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    • 1989
  • A consideration on the trubulence models for describing the redeveloping turbulent boundary layer beyond separation-reattachment in the flow over a backward-facing step is given through experimental and numerical studies. By considering the blance among the measured values of respective terms in the transport equations for the turbulent kinetic energy and the turbulent shear stress, the recovering process of the redeveloping boundary layer from non-equilibrium to equilibrium has been investigated, which takes place slowly over a substantial distance in the downstream direction. In the numerical study, the standard K-.epsilon. model and the Reynolds stress model have been applied to two kinds of flow regions, one for the entire downstream region after the backward-facing step and another for the downstream region after reattachment. Then the results are compared to a meaningful extent, with the experimental values of the turbulent kinetic energy k, the turbulent energy production term P, the dissipation term K-.epsilon. model, a necessity for a new modelling has been brought forward, which can be also applied to the case of the nonequlibrium turbulent flow.

Application of various flow visualization techniques on complicated three-dimensional flows (3차원 유동내에서 다양한 유동가시화 기술의 응용)

  • 정진택
    • Journal of the KSME
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    • v.33 no.9
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    • pp.803-810
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    • 1993
  • 벽면에서의 전단응력 분포와 유동장 내에서의 3차원 유동 요소를 추적하는 유동가시화 기법중 에서 몇 가지를 그 응용 예와 함께 살펴보았다. 3차원 유동의 주요 특징들과 한계유선(limiting streamlines)을 관찰하기 위해서는 oil and lampblack 기법이 충분하나 유속이 작거나 유동의 방향이 분명하지 않은 곳에서는 ink dot 기법을 적용하는 것이 좋다. Oil and lampblack 기법은 실험하고자 하는 유동의 조건에 따라 기름과 분말의 혼합비, 기름의 점도 등을 잘 선택하여야 한다. 안장점(Saddle point) 이나 재부착선(reattachment line)과 같이 성격상 중요한지점을 찾기 위해서는 털실 프로브(single tuft probe)가 유용하게 쓰이며, 이는 또 유동내에서 와동의 존재와 위치를 찾는데 쓰이기도 한다. 수치해석 결과 얻을 수 잇는 속도벡터와 같이 비교적 넓은 유동 장을 한눈에 관찰하기 위해서는 털실 격자망 (tuft grid)을 사용할 수 있으며 각 털실은 그 지 점세서의 유동의 방향과 그 안정성(steadiness)를 나타내준다. 이러한 유동가시화 방법들은 각 유동의 특성에 맞는 적절한 조건을 맞추기 위해서 많은 시행착오를 거쳐야 하며, 하나의 만족 스러운 결과를 얻기 위해서는 많은 기술과 시간과 연습을 요구하고 있어서 다른 정량적인 측정 기술과 더불어 커다란 노력과 관심을 기울여서 발전시켜야만 할 것이다.

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A laboratory pressurized vane test for evaluating rheological properties of excavated soil for EPB shield TBM: test apparatus and applicability (EPB 쉴드 TBM 굴착토의 유동학적 특성 평가를 위한 실내 가압 베인시험: 장비 개발과 적용성 평가)

  • Kwak, Junho;Lee, Hyobum;Hwang, Byeonghyun;Choi, Junhyuk;Choi, Hangseok
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.24 no.5
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    • pp.355-374
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    • 2022
  • Soil conditioning improves the performance of EPB (earth pressure balance) shield TBMs (tunnel boring machines) by reducing shear strength, enhancing workability of the excavated soil, and supporting the tunnel face during EPB tunnelling. The mechanical and rheological behavior of the excavated muck mixed with additives should be properly evaluated to determine the optimal additive injection condition corresponding to each ground type. In this study, the laboratory pressurized vane test apparatus equipped with a vane-shaped rheometer was developed to reproduce the pressurized condition in the TBM chamber and quantitively evaluate rheological properties of the soil specimens. A series of the pressurized vane tests were performed for an artificial sand soil by changing foam injection ratio (FIR) and polymer injection ratio (PIR), which are the injection parameters of the foam and the polymer, respectively. In addition, the workability of the conditioned soil was evaluated through the slump test. The peak and yield stresses of the conditioned soil with respect to the injection parameters were evaluated through the rheogram, which was derived from the measured torque data in the pressurized vane test. As FIR increased or PIR decreased, the workability of the conditioned soil increased, and the maximum torque, peak stress, and yield stress decreased. The peak stress and yield stress of the specimen from the laboratory pressurized vane test correspond to the workability evaluated by the slump tests, which implies the applicability of the proposed test for evaluating the rheological properties of excavated soil.

Analysis of Influential Factors on Wax Deposition for Flow Assurance in Subsea Oil Production System (해저 석유생산시스템에서 유동안정성 확보를 위한 왁스집적 영향요소 분석 연구)

  • Jung, Sun-Young;Kang, Pan-Sang;Lim, Jong-Se
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.39 no.6
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    • pp.662-669
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    • 2015
  • There has been an increased interest in the mitigation of wax deposition because wax, which usually accumulates in subsea oil-production systems, interrupts stable oil production and significantly increases the cost. To guarantee a required oil flow by mitigating wax deposition, we need to obtain a reliable estimation of the wax deposition. In this research, we perform simulations to understand the major mechanisms that lead to wax deposition, namely molecular diffusion, shear stripping reduction, and aging. While the model variables (shear reduction multiplier, wax porosity, wax thermal conductivity, and molecular diffusion multiplier) can be measured experimentally, they have high uncertainty. We perform an analysis of these variables and the amount of water and gas in the multiphase flow to determine these effects on the behavior of wax deposition. Based on the results obtained during this study for a higher wax porosity and molecular diffusion multiplier, we were able to confirm the presence of thicker wax deposits. As the shear reduction multiplier decreased, the thickness of the wax deposits increased. As the amount of water increased, there was also an increase in the amount of wax deposits until 40% water cut and decreased. As the amount of gas increased, the amount of wax deposits increased because of the loss of the light hydrocarbon component in the liquid phase. The results of this study can be utilized to estimate the wax deposition behavior by comparing the experiment (or field) and simulation data.

범용 전산유체 코드를 이용한 봉 다발에서의 난류 유동 수치해석

  • 인왕기;오동석;전태현;정연호
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1997.10a
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    • pp.567-572
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    • 1997
  • 범용 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics) 코드인 CFX-F3D를 이용하여 봉 다발에서의 난류 유동 수치해석을 수행하였다 3$\times$3 봉으로 구성된 부수로 사이의 난류 횡류(Crossflow) 혼합유동과 평행한 4개의 봉으로 이루어진 벽 수로에서의 난류 유동구조를 수치적으로 분석하여 각각의 실험결과와 비교하였다. 부수로 횡류 혼합유동의 경우 예측된 주 유동방향 평균 속도분포는 실험결과와 잘 일치하였으나 벽면과 인접한 부수로에서의 난류강도 분포는 다소 큰 차이가 나타났다. 백수로의 경우 수로 중심선 근처의 주 유동방향의 속도변화는 크게 예측되었고 벽 전단응력은 유로가 협소해지는 영역에서 낮게 예측되었으나 전반적으로 실험결과와 유사한 유동특성을 나타냈다. 이 연구는 봉 다발에서의 난류 유동구조에 대한 이해를 증진시킴과 더불어 CFX-F3D 코드를 평가함으로써 향후 지지격자와 임계열유속 증진장치가 부착된 복잡한 형상의 핵연료 다발에서의 유동장 수치해석의 기반을 마련하였다.

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