• 동력기계공학회지
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• 제15권1호
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• pp.32-38
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• 2011

2개의 경사 배플을 가진 사각 채널내의 열전달과 유동양상에 특성을 조사하기 위해 수치해석을 행하였다. 본 연구에서는 바닥에서만 가열된 채널 내 2개의 배플에 9개의 다이아몬드형 구멍을 설치하였다. 배플은 19.8 cm의 폭과 23.2 cm의 길이 그리고 0.5 cm의 두께의 플렉시 글라스를 사용하였다. 다이아몬드형 구멍의 크기는 $2.55\;cm{\times}2.55\;cm$이며 배플 경사각은 $5^{\circ}$를 유지하였다. 레이놀즈수의 범위는 23,000에서 57,000 이다. SST k-${\omega}$ 난류모델을 사용하였다. 누셀트(Nu) 수의 수치해석 결과는 실험 결과로 검증하였다. 유동장에 관한 수치해석으로부터 배플 구멍 근처의 유동 양상을 나타낼 수 있었고 이러한 유동장이 온도장의 특징에 크게 영향을 미친다는 것을 나타내었다. 국부 누셀트수는$x/D_h$=2.5 에서 최대가 되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권9호
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• pp.1022-1031
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• 2004

The commutation errors by the filtering process in the large eddy simulation are considered. It is compared the conventional filter with the inhomogeneous filter that is devised to reduce the commutation errors. The weighting factor of the inhomogeneous filter suggested by Vasilyev is adopted. Also, using the optimizing function that estimates test filter width to eliminate the dissipations in the region excluding the vicinity of the wall, the flow patterns are analyzed. It is evaluated in simulations of the turbulent channel flow at Reynolds number of 1020, based on friction velocity and channel half height. Results show that the commutation errors can be significantly reduced by using the inhomogeneous filter and the optimized test filter width.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권1호
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• pp.33-37
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• 2005

마이크로믹서는 Bio-MEMS 혹은 μ-TAS 분야에서 중요한 역할을 수행한다. 혼합은 두 유체의 난류 상태와 상호확산에 의해 발생된다. 마이크로채널 내에서는 레이놀즈수가 작기 때문에 (Re << 2000) 난류가 발생되기 어려우므로 주로 상호확산에 의해서만 혼합된다. 따라서 두 유체가 적정하게 혼합되기 위해서는 긴 채널이 요구된다. 본 논문에서는 혼합에 소요되는 길이를 줄이기 위해서 PMN-PT에 의해 발생된 초음파에 의해 혼합되는 새로운 믹서를 제안하였다. 챔버 내에 발생된 초음파는 두 유체에 의해 생성된 경계면과 수직한 방향으로 방사된다. 사용된 두 유체는 상하방향으로 경계층을 이룬다. 혼합 상태는 NaOH와 페놀프탈렌의 반응에 따른 색상 변화론 관찰하여 측정하였다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.92-98
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• 2021

Large Eddy Simulation (LES) has been popularly applied and used in the last several decades to simulate turbulent boundary layer in the numerical domain. A fully developed turbulent boundary layer has also been applied to predict the complicated wake flow behind bluff bodies. In this study we aimed to generate an artificial turbulent boundary layer, which is based on an exponential correlation function, and generates a series of realistic three-dimensional velocity data in two-dimensional inlet section which are correlated both in space and in time. The results suggest its excellent capability for high Reynolds number flows. To make an effective generation, a hexahedral mesh has been used and Cholesky decomposition was applied to possess suitable turbulent statistics such as the randomness and correlation of turbulent flow. As a result, the flow characteristics in the domain and fluctuating pressure near the wall are very close to those of fully developed turbulent boundary layers.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권11호
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• pp.1055-1063
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• 2012

16채널 어레이 마이크로폰을 이용하여 난류 유동장 내 벽면 압력섭동에 대한 측정을 수행하였다. 본 실험에 사용된 코팅재질은 약 50 ppi (pores per inch)의 다공성 구조로 이루어진 우레탄 물질로 이루어져 있다. 코팅의 주된 목적은 난류 유동장 내 최소한의 공간을 유지하면서 대류속도로 진행하는 난류 와들을 필터링하는 역할을 하는 것이다. 평판 위 경계층의 측정은 열선 유속계를 이용하였으며 표면 마찰계수 값을 얻기위해 CPM법을 사용하였다. 벽압력 스펙트럼과 파수-주파수 스펙트럼 측정은 코팅에 의해 얼마나 에너지가 저감되는 지를 비교하기 위해 사용되었다. 벽면 코팅은 대류하는 무차원 벽면섭동압력에너지를 저감시켰지만, 컴플라이언트 코팅된 벽면 거칠기로 인해 일반 강체 평판에 비해 상대적으로 발달된 경계층을 형성하였으며 벽면 평균전단응력과 저주파수 압력스펙트럼 레벨도 함께 증가하였다.

• 설비공학논문집
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• 제8권4호
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• pp.519-526
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• 1996

A 2D-LDV system was employed to investigate the flow field characteristics in fully developed drag reducing turbulent channel flows. The additive used in this study was Habon-G which showed splendid drag reduction effect and minimum mechanical degradation trend in the closed flow circulation loop. In order to have better understanding of the drag reduction mechanism, the instantaneous velocities were carefully measured under various experimental conditions and the flow characteristics including time-averaged velocity, turbulent intensity and Reynolds shear stresses were carefully assessed. The time-averaged velocity profiles of surfactant flows showed more parabolic shape(typically shown in a laminar flow) together with significant suppression of turbulent production, yielding the shear induced micelle structure orienting in the flow direction due to its isotropic characteristics. Especially it was observed that the maximum intensity for drag reducing flows was shifted away from the wall and that the streamwise and normal turbulent intensities were strongly altered. This phenomenon strongly suggests that the viscous sublayer becomes thicker with addition of surfactant. Turbulent momentum transport was drastically suppressed across the whole drag reducing channel flow.

• 태양에너지
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• 제17권3호
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• pp.35-41
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• 1997

정방형 발열체를 갖는 수직채널내부의 공기유동을 고찰하고자 레이저를 광원으로하는 가시화 실험을 행하였다. 영상처리시스템은 퍼스널컴퓨터의 내부에 장착할 수 있는 범용의 이미지보오드로 구성하였고 광원으로서는 아르곤-이온레이저와 원통형렌즈를 이용하여 시이트라이트를 만들어 이를 대상 유동장에 조사하고 유동장의 영상을 기록하였다. 전유동장의 순시속도벡터는 2차원 PIV시스템에 의하여 구하였고 채택된 동일입자추적기법은 계조치상호상관법이다. 발열체의 발열량은 5W로 균일하며 유입유속은 0.3m/sec으로 일정하게 하였다. 가시화를 통한 PIV계측 결과는 운동에너지와 난류운동에너지의 분포 등에서 유동패턴을 잘 나타내었다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.7-12
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• 2016

본 연구는 냉각효과를 높이기 위해 냉각채널 형상에 대한 변수를 다루고 있다. 냉각효과가 증가하면 제조현장에 있는 공장에 의해 발생되는 배출가스량은 감소하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 효율적인 냉각시스템에 대한 설계가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 냉각채널을 냉각성능을 향상시키기 위해 수치분석을 수행하였다. 배플과 핀의 길이에 영향을 받는 열전달률은 수치해석에 의해 계산이 된다. 3차원 레이놀즈 평균 나비아스토크 방정식이 유동과 냉각채녈의 열전달을 계산하는데 사용되며 난류영역은 $k-{\varepsilon}$ 모델이 사용되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권7호
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• pp.853-858
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• 2003

The suitable estimation of the filter width in the dynamic eddy viscosity model were investigated in high Reynolds number channel flow. In this study, the improvement on matters by optimizing the test filter shape was attempted through the numerical experiment. The way that select optimum test filter width is recommended. Some test filters, one is based on a discrete representation of the top-hat filter and another are based on a high-order filtering operation, are evaluated in simulations of the turbulent channel flow at Reynolds number 1020, based on friction velocity and channel half width. It appears that the estimation of test filter width practically can decrease the dissipative nature of dynamic eddy viscosity model with explicit test filter. It shows that the value of the filter width ratio used in the dynamic procedure must match the properties of the test filter actually used in the calculation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권10호
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• pp.1255-1263
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• 2004

An a priori test has been conducted for the dynamic mixed model which was generalized for the prediction of passive scalar field in a turbulent channel flow The results from a priori tests indicated that dynamic mixed model is capable of predicting both subgrid-scale heat flux and dissipation rather accurately. The success is attributed to the explicitly calculated resolved term incorporated into the model. The actual test of the model in a LES a posteriori showed that dynamic mixed model is superior to the widely used dynamic Smagorinsky model in the prediction of temperature statistics.