• 제목/요약/키워드: 채널벽 두께

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$45^{\circ}$ 경사진 거칠기가 설치된 채널에서 유체유동과 열전달에 대한 수치모사 (Numerical Simulation for Heat Transfer and Fluid Flow in the Channel with $45^{\circ}$ Incinlined Rib)

  • 오세경;강호근;김명호;배성택;안수환
    • 동력기계공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.25-33
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    • 2006
  • 거칠기가 한 벽면과 두 벽면에 설치된 사각채널에서 비압축성 유체유동과 열전달을 조사하기위해 3차원 수치모사를 행하였다. CFX (version 5) software package 를 사용하여 계산하였다. 거친 벽은 $45^{\circ}$경사진 거칠기가 설치되어 있다. 채널의 4 벽면은 일정한 열 유속으로 가열하였다. 수치계산 결과는 실험값과 잘 일치 하였다. 연구의 조건은 거칠기 피치와 높이의 비가 8이고, 거칠기 높이와 채널 수력직경의 비가 0.067이며, 레이놀즈수의 범위는 7,600에서 24,900이었다. 연구의 결과는 열전달계수와 마찰계수는 사각채널에서 거친 벽면의 수가 클수록 증가 함을 보였다.

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복합음원이 적용된 능동방음벽에 관한 선행 연구 (A Preliminary Study on the Application of Compound Sources to Active Noise Barrier)

  • 백광현
    • 한국음향학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.42-48
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    • 2011
  • 본 연구는 능동 방음벽의 성능과 관련하여 제어 음원으로서 복합음원의 사용 가능성을 알아보았다. 복합음원은 근접거리에 위치하며 위상이 반대인 두 개의 단극음원으로 구성된다. 한 조의 복합음원 내 두 개의 단극음원의 세기는 각각 별도의 제어 채널을 구성하여 제어 되는 것이 아닌, 수음점 쪽에 위치한 음원의 세기에 다른 하나가 상수배로 비례하여 제어된다. 따라서 제어 시스템의 하드웨어 구성 비용이 낮아지며, 단극음원 하나당 한 채널로 구성되는 제어시스템에 비하여 비교적 세밀한 음장 형성이 가능하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 복합음원을 방음벽 양쪽에 무반사 바닥면을 가지는 비교적 간단한 시스템에 적용하여 단극음원 대비 어느 정도의 효용성이 있는지 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 알아보았으며 30~40 % 정도의 성능 향상이 가능함을 보여주었다.

재생냉각 연소실의 냉각성능 해석 (Cooling Performance Analysis of Regeneratively Cooled Combustion Chamber)

  • 조원국;설우석;조광래
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.67-72
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    • 2004
  • 경험식을 이용한 1차원 해석에 의하여 30톤급 재생냉각 연소기의 냉각 유로 설계를 수행하였다. 1차원 해석에 의한 벽온도는 3차원 CFD 해석과 비교하여 약 100 K의 온도차이를 보였다. 동일한 냉각성능을 유지하면서 냉각 채널의 최대 폭이 4mm 와 2mm인 두 가지 설계안을 제시하였다. 냉각유체의 압력강하는 20% 증가할 것으로 예측되었다. 열차 폐 코팅과 탄소 침착물의 열저항을 고려한 경우, 최대 벽온도는 700K로 예측되었다. 본 연구에서 제시한 냉각 방법은 용량이 부족한 것으로 판단되는 바 막냉각이 추가적으로 적용되어야 할 것으로 판단된다.

유체 내압을 고려한 인쇄기판형 열교환기의 채널구조 및 헤더 설계 (Channel Structure and Header Design of Printed Circuit Heat Exchanger by Applying Internal Fluid Pressure)

  • 김정철;신정헌;김동호;최준석;윤석호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권11호
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    • pp.767-773
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    • 2017
  • 인쇄기판형 열교환기는 금속박판에 유체의 유로를 형성하여 고온고압 환경에서 금속분자의 확산을 이용하여 접합하는 방식으로 제작하므로 고온고압 유체의 열교환에 유리한 장점을 가지고 있다. 또한 금속박판에 유로를 미세하게 식각하여 형성시킬 수 있으므로 단위체적당 전열면적을 크게 할 수 있어 열교환 집적도가 향상되어 고효율의 열전달 효과를 낼 수 있다. 집적도를 향상시키기 위해서는 금속부분을 줄일수록 유리하나 미세채널 내에 고압 유체가 흐르게 되면 압력에 의한 변형이 발생할 수 있으므로 채널간 금속박판의 변형이 일어나지 않도록 채널 형상 및 구조를 설계하여야 한다. 또한 미세채널이 모여서 배관으로 연결되는 헤더 부분의 내압설계도 중요하다. 본 연구에서는 기존 내압규격을 이용하여 운전 조건에 따라 인쇄기판형 열교환기를 설계할 수 있는 방법론을 제시하고 유동조건에 따른 전산해석을 통하여 설계 결과를 검증해 보고자 한다.

채널 유동 내에서 헤어핀 보텍스 패킷의 형성 과정 (Process of Hairpin Vortex Packet Generation in Channel Flows)

  • 김경연
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권8호
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    • pp.839-847
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    • 2012
  • 벽면 난류의 항력과 밀접한 관련이 있는 유동구조인 헤어핀 보텍스 패킷의 형성 과정을 파악하기 위해 $Re_{\tau}$ = 180, 395, 590 의 채널유동에서 보텍스의 발달 과정에 대한 전산해석을 수행하였다. 초기 보텍스는 각 레이놀즈 수에 대한 직접수치모사를 수행하여 버퍼층에서 발생하는 Q2 이벤트에 대한 조건부 평균 유동장으로 부과하였다. 초기 보텍스의 발달과정을 시공간적으로 조사하여 ${\Omega}$ 모양의 보텍스의 형성 및 2 차 헤어핀 보텍스의 형성 과정의 시간 척도는 벽단위에 의존함을 확인하였다. 또한, 초기 보텍스가 채널 중심까지 성장한 시점에서는 세 레이놀즈 수 경우 모두 패킷의 경사각이 대략 $12^{\circ}{\sim}14^{\circ}$로 유사하였다. 마지막으로 두 개의 인접한 헤어핀 보텍스가 보텍스 패킷으로 발달하는 경우에 대한 전산해석을 수행하여 보텍스 패킷의 상호작용을 조사하였다.

저온에서 규칙적인 단일벽 탄소나노튜브 배열의 수소 흡착 특성 (Adsorption Characteristics of Hydrogen in Regular Single-Walled Carbon Nanotube Arrays at Low Temperature)

  • 서양곤
    • 청정기술
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    • 제29권3호
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    • pp.217-226
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    • 2023
  • 본 연구에서는 grand canonical 몬테카를로 전산모사 방법을 이용하여 정사각형 배열을 가지는 단일벽나노튜브에서 나노튜브의 직경과 가장 가까운 튜브들 사이의 거리의 함수로써 수소의 흡착특성을 연구하였다. 그리고 동일한 직경과 간격을 가지는 삼각형 배열을 이용하여 기하학에 대한 영향도 연구하였다. 수소-탄소 그리고 수소-수소의 인력은 단거리 인력의 경우 Lennard-Jones 포텐셜을 사용하였고, 수소-수소의 경우는 정전기적 인력을 저온에서의 양자효과를 고려하기 위해 추가하였다. 194.5 K에서 큰 직경을 가지는 단일벽나노튜브의 경우 Type I과 넓은 간격을 가지는 나노튜브의 경우 흡착과 탈착과정에서 Type IV의 흡착 등온선이 관찰되었다. 200 bar에서 단일벽나노튜브의 중량 수소저장 능력은 미국 에너지부의 목표치에 도달하거나 초과하였다. 그러나 부피 수소저장 능력은 목표치의 약 70%에 해당하였다. 77 K에서는 단일층 형성과 이후 응축 단계가 따르는 두 단계의 흡착이 관찰되었다. 수소는 나노튜브의 내부 표면, 외부 표면, 관 내부의 공간 그리고 나노튜브 다발 사이의 틈새 채널의 순서로 흡착하였다. 1 bar 이하에서도 여러 가지 직경과 간격을 가지는 탄소나노튜브는 중량 그리고 부피 저장 능력이 모두 목표치를 초과하였다.

테이퍼가 설치된 리브(rib)이 있는 채널의 열전달에 대한 수치해석 (Numerical Analysis of Heat Transfer in the Ribbed Channel Inserted with Tape)

  • 강호근;안수환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권5호
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    • pp.638-644
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    • 2010
  • 사각 덕트내 열전달과 유동 양상을 조사하기 위해 꼬임식 테이프 만 설치한 경우와 꼬임식 테이프와 리브(rib)를 설치한 경우에 대해 충분히 발달된 난류유동에 관한 수치 해석을 행하였다. 수치 해석에서는 레이놀즈 수가 8,900에서 29,000 범위의 난류 스월유동, 채널수력직경에 대한 리브의 높이(e/$D_h$)가 0.067, 그리고 채널 수력 직경에 대한 시험부 길이(L/$D_h$)가 30인 경우에 대해 고려하였다. 리브는 채널 바닥면에 만 길이 방향으로 설치하였다. 꼬임식 테이프는 0.1 mm 두께의 탄소강 판 재질이며, 폭은 28 mm, 길이는 900 mm이고 2.5 번 회전시켰다. 각 벽면은 서로 단열된 알루미늄 판으로 구성되었다. 2가지의 가열 조건에 대해 조사 하였다: (1) 사각 전체 벽 면적에 일정한 열유속으로 가열, 그리고 (2) 사각 채널에서 마주보는 상하 양면 만 가열. 연구 결과 상하 양면 만 가열하는 경우가 4면 모두 가열하는 경우보다 열전달 계수가 우수하였고 꼬임식 테이프와 리브를 설치한 경우 열전달 계수가 현저히 향상되었다.

토마토 뿌리조직으로부터 두 단계 삼투압 처리에 의한 원형질체의 분리 (Isolation of Protoplasts from Tomato Root by Two-step Osmotic Treatment)

  • 신대섭;한민우;김영기
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제47권2호
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    • pp.192-196
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    • 2004
  • 이온채널의 활성을 포함한 세포의 생리활성을 측정하기 위하여 토마토의 뿌리조직으로부터 원형질체를 분리하였다. 일반적으로 널리 사용되는 원형질체 분리법은 뿌리조직의 경우 효율이 좋지 않았다. 따라서, 다양한 조건을 변화시키며 분리효율을 조사하던 중 두 단계의 삼투압 처리로 원형질체 분리효율이 높아짐을 확인하였다. 첫 단계로 뿌리조직을 300 mM sorbitol을 포함하는 용액에서 30분간 배양한 후, 700 mM sorbitol과 세포벽 분해효소를 포함하는 용액으로 옮겼을 때, 원형질체 형성은 급격히 증가하였다. 이러한 분리방법의 최적 조건을 결정하기 위하여 pH와 삼투압, 배양시간, 세포벽 분해효소의 농도 등을 조사하였다. 원형질체 분리의 수율은 3% cellulase와 1% macerozyme, 0.1% pectolyase를 포함하는 pH 5.0의 혼합효소액에서 2시간 배양할 때 최대로 나타났다. ATPase 활성으로 평가한 원형질체의 세포활성은 뿌리조직의 시료에서 측정한 간과 유사하였다. 또한, 분리한 원형질체의 세포활성은 4시간 동안 감소하지 않아 생리활성 측정을 위한 시료로 적합하였다. 본 결과는 두 단계 삼투압 처리법이 토마토 뿌리조직으로부터 높은 수율의 원형질체 분리에 성공적임을 보인다.

다중채널 LMS 알고리즘을 이용한 능동방음벽 구현 (Implementation of Active Noise Barriers Using Multiple Channel LMS Algorithms)

  • 남현도;서성대
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.147-153
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    • 2003
  • 본 논문에서는 외부에 위치하는 소음원에 의하여, 창문 등과 같이 부분적인 개구부를 가지는 실내 공간에 소음이 전파될 때, 적응필터를 이용하여 이를 제어하는 능동 방음벽을 구현하였다. 적응필터의 수렴성을 증가시키기 위하여 다중채널 leaky LMS 알고리즘을 사용하였으며 창문 등의 개구부를 통하여 들어오는 소음을 제거하기 위하여 새로운 형태의 능동방음벽을 제안하였다. 기존의 ANC 기법을 이용한 기법과 제안한 기법을 TMS320C33 DSP를 이용한 실험을 통해 비교 분석하였다. 오차 마이크로폰의 위치에서는 ANB가 다소 좋은 결과를 얻었으나 두 경우 모두 비교적 좋은 결과를 얻을 수 있었지만, 전체 위치에서 소음의 감쇄를 소음계를 이용해 측정한 결과 ANB가 훨씬 좋은 결과를 보였다. ANC의 경우 보일러 소음의 경우는 평균적으로 차이가 거의 없었으며 위치에 따라서는 증가하는 곳도 있었으나, ANB의 경우는 단일 소음 및 보일러 소음 모두 증가하는 곳은 한 곳도 없었으며 평균적으로도 ANC의 경우보다 훨씬 좋은 결과를 보였다.

디젤차량 배기가스의 PM 제거에 관한 매연여과장치 전산해석 (A CFD Analysis on DPF for the Removal of PM from the Emission of Diesel Vehicle)

  • 염규인;한단비;남승하;백영순
    • 청정기술
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    • 제24권4호
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    • pp.301-306
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    • 2018
  • 최근 미세먼지의 증가로 인해 디젤 자동차로부터 발생되는 PM에 대한 규제가 강화되고 있다. 디젤 자동차의 배기가스를 제거하는 후처리 장치인 매연여과장치(diesel particulate filter, DPF)에 대한 관심이 급증하고 있다. 따라서 DPF 효율 향상의 하나로 DPF 내의 압력강하를 줄여서 필터 및 재생(Regeneration)의 효율을 증가시키고 있다. 본 연구에서는 ANSYS FLUENT를 이용하여 5.66" SiC와 Cordierite DPF의 셀 밀도, 채널 형상, 벽두께, 입 출구 채널 비에 따른 압력강하 영향을 시뮬레이션했다. 실험결과로서 200 CPSI보다 300 CPSI에서 압력강하가 작게 나타났으며, Anisotropy과 O/S 셀이 Isotropy보다 약 1,301 Pa 작은 압력강하를 나타냈다. 공극률은 10% 증가할 때 마다 압력강하가 약 300 Pa씩 작아졌고, 벽 두께에 따른 영향은 0.05 mm 두꺼워질수록 약 500 Pa 씩 커지는 경향을 나타냈다.