• 대한기계학회논문집B
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• 제22권6호
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• pp.771-787
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• 1998

A Navier-Stokes code with a modified low Reynolds number k-.epsilon. turbulence model was used to study the unsteady transitional boundary layer flow due to rotor-stator interaction. The modification, proposed by Launder, to improve prediction of stagnation flows was incorporated to the low Reynolds number k-.epsilon. turbulence model by Fan-Lakshminarayana-Barnett. Numerical solution is shown to capture well the calmed laminar flow as well as the wake induced transitional strip due to rotor-stator interaction and shows improvement, in terms of onset of transition and its length, over previous Euler/boundary layer solution. The turbulent kinetic energy shows local maximum along the upstream rotor wake in the wake induced transitional strip and this characteristics is observed untill the end of transition. The wake induced strip also shown apparent even in the laminar sublayer as the upstream rotor wake penetrates inside the boundary layer.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제17권4호
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• pp.515-524
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• 1996

The flow characteristics of developing unsteady laminar flow in a square-sectional $180^{\circ}$ curved duct are experimentally investigated by using laser doppler velocimerty (LDV) system with data acquisition and processing system of rotating machinery resolver(RMR) and PHASE software. The major flow characteristics of developing laminar pulsating flows are presented by mean velocity profilel velocity distribution of secondary flow, wall shear stress distributions, entrance lengths according to dimensionless angular frequency($\omega^+$), velocity amplitude ratio($A^1$), and time-averaged Dean number($De_ta$). The velocity profiles and wall shear stress distribution of laminar pulsating flow with dimensionlessangular frequency show the flow characteristics of the quasi-steady laminar flow in a curved duct. The developing region of laminar pulsatile flows in a square-sectional $180^{\circ}$ curved duct is extended to the curved duct angle of approximately $120^{\circ}$ under the present experimental condition.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.18-25
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• 2005

자연대류유동 형태의 실내화재 해석은 Zone 모델과 Field 모델로 대별된다. Zone 모델은 화염과 연소가스로 인한 상부의 고온 연기층과 하부의 찬 공기층의 온도를 균일하게 간주하고, 실험값을 대입한 간단한 대수식으로 계산하여 간편하나 각각의 위치에 대한 온도와 유속 등을 구할 수 없다. Field모델은 해석영역을 다수의 격자로 구성하고 운동량, 에너지방정식 등을 수치해석하는 방법으로 많은 계산시간 및 컴퓨터 용량이 필요하나 각각의 위치에서의 유동 및 온도분포 등을 자세히 규명 할 수 있다. 열유동 수치해석에는 기존의 상용 프로그램들이 있어 강제대류에는 잘 적용되나, 자연대류에는 대부분 만족할 만한 결과를 주지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 실내화재해석의 기초연구로, 바닥면이 부분적으로 가열될 때 우측벽의 경계조건을 변화시켜 가면서 실내의 층류 자연대류로 인한 유동장과 온도장을 SIMPLE 수치해석방법을 이용하여 직접 수치해석 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.507-514
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• 2009

본 연구에서는 재순환 유동 현상을 포함하는 후향 계단에서 난류 유동장에 대한 LES의 예측성능을 검토하였다. LES의 난류모델로서 Localized Dynamic ksgs-equation 모델이 적용되었으며, 계산시간의 절감을 위하여 16개의 프로세서를 이용한 병렬계산이 수행되었다 후향 계단의 층류 유동에 대한 직접수치모사(DNS)의 수행 결과, 본 계산 결과는 기존의 실험 및 수치결과를 매우 잘 예측하였다. 또한 중간 및 높은 Re 수에 해당되는 난류 영역의 LES 결과는 평균 재순환 유동특성을 비교적 잘 예측하였다. 위 결과를 통해 본 연구에서 개발된 LES 프로그램은 향후 실용 연소기에서 연소 불안정성 및 연소 소음 등의 해석에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.53-60
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• 2020

액체연료 분무 연소에서 화염 외부에 정상초음파 가진을 통해 압력장을 조절함으로써 초음파 무화액체연료 화염에 미치는 초음파 가진의 영향을 관찰하는 실험을 수행하였다. 초음파에 의해 미립화된 케로신 에어로졸화염은 초고속카메라, DSLR 그리고 슐리렌 촬영기법을 이용하여 가시화하였다. 연소시 소모된 연료량은 정밀유량측정법으로 계측하였고, 이를 통해 수송기체 공연비를 구할 수 있었다. 실험결과, 2차화염영역에 정상초음파를 가함에 따라 액체연료 에어로졸의 연소반응률이 증대되는 것을 관찰할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권7호
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• pp.486-494
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• 2009

One-dimensional modeling of $CH_4$/air premixed flame was conducted to validate the heat loss model and investigate NOx formation characteristics in the postflame region. The predicted temperature and NO concentration were compared to experimental data and previous heat loss model results using a constant gradient of temperature (100 K/cm). The following conclusions were drawn. In the heat loss model using steady-state heat transfer equation, the numerical results using the effective heat loss coefficient ($h_{eff}$) of $1.0\;W/m^2K$ were in very good agreement with the experiments in terms of temperature and NO concentration. On the other hand, the calculated values using the constant gradient of temperature (100 K/cm) were lower than that in the experiments. Although the effects of heat loss suppress NO production near the flame region, a significant difference in NO concentration was not found compared to that under adiabatic conditions. In the postflame region, however, there were considerable differences in NO emission index as well as the contribution of NO formation mechanisms. In particular, in the range of ${\phi}\;{\geq}\;0.8$, the prompt NO mechanism plays an important role in the NO reduction under the adiabatic condition. On the other hand, the mechanism contributes to the NO production under the heat loss conditions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.373-380
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• 2014

액막류는 다양한 산업분야에 적용되는 쉘-튜브 열교환기의 주요 열교환기구로 오랫동안 연구되어왔다. 액막류의 한쪽 경계는 고정벽에 접하고 있지만 반대편에서는 기체 영역과 경계를 형성하므로 액막 레이놀즈 수가 증가함에 따라 쉽게 불안정해지는 특징을 가지고 있다. 따라서 레이놀즈 수가 증가함에 따라 자유표면 파동 현상이 나타나는데, 층류 영역에서는 큰 진폭의 고립파가, 난류 천이 이후에는 낮은 진폭의 물결파가 나타난다. 액막류의 열전달 성능은 액막의 두께에 의해 크게 지배받는데 액막류에 동반된 파동은 액막 두께의 시공간적 변화를 의미하는 것이므로 이에 대한 정보를 해석적으로 수집하는 것은 액막류 열전달 성능을 예측하는데 필수적이다. 본 연구에서는 낮은 진폭의 물결파를 동반한 난류 액막류에 대하여 여러 가지 난류 모형을 적용한 해석결과들을 실험결과와 비교함으로써 난류 모형들에 대한 평가를 실시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권11호
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• pp.999-1007
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• 2013

본 연구에서는 다양한 형상의 파이프에 대한 압력강하와 열전달 특성을 수치적으로 해석하였다. 원형 파이프에서부터 타원형, 톱니형, 비틀어진 형태와 같은 다양한 형상의 파이프를 3차원으로 수치해석을 통해 비교하였다. 수치해석은 층류에서 난류영역까지 계산을 수행하였다. 파이프 유동해석은 완전발달된 영역에서 정상상태, 비압축성 RANS수식을 이용하여 계산하였다. 유동의 손실은 friction factor를 통해 비교하였고, 열전달 성능은 각 파이프 표면에서의 Colburn factor를 통해 비교하였다. 종합적인 열유동 성능평가는 Volume and Area goodness factor를 통해 평가하였다. 열전달 성능을 향상시키고 유동의 손실은 최소화하는 최적의 형상을 연구하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1179-1183
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• 2007

관망 내에서 흐름의 연속 방정식과 운동량 방정식을 상 미분으로 전개하여 해석한 특성선 방법은 주로 가압 관망체계(Pressurized Pipeline System)에서의 부정류 해석(Unsteady Analysis)에 사용 된다. 그러나 이특성선 방법은 천이류 해석을 위한 관망 재구성 과정에서 Courant수 조건의 만족을 위한 관의 재배열에 천문학적인 계산용량과 시간이 필요하다는 단점이 있다. 이는 현장 적용 시 압력파 전파속도의 불확실성과 연계되어 상당한 장해요소가 되고 있다. 이에 대안적인 방법으로서 임펄스응답법이 개발되었다. 이는 경계지점에서 복소수 유량에 대한 복소수 수두의 비율로써 정의된 관망에서의 수리임피던스를 역퓨리에 변환에 적용하여, 주파수 영역의 수치를 시간 영역으로 변환하여 응답함수를 산출한 후, 산출된 응답함수와 구해진 경계지점에서의 유량과의 적분을 통하여 임의의 지점에서의 수두 및 유량을 계산하는 방법이다. 임펄스 응답법은 관 부속물관의 특성을 기술하는 수학적 표현의 난해함으로 인해 지금까지는 단일관에 대한 연구에만 국한되어 왔다. 본 연구에서는 임펄스응답법을 수리구조물이 부착된 관망에 적용하여 다양한 조건에서 천이류 분석을 시행하였다. 즉, 에어챔버 및 서지탱크와 같은 수리구조물을 각각에 대한 수리임피던스를 구하고, 가지관 및 통합 관성항으로 취급하여 수리구조물을 처리하였다. 그리고 이러한 결과를 특성선방법과 비교하여 그 적절성을 검증하였는데, 특성선 방법에 의한 모의 결과와 비교하였을 때, 일치하는 결과를 나타내었다. 임펄스응답법에 의한 모의 결과에서 감쇄효과를 과대평가하는 경향이 관찰되었다. 이는 임펄스 응답법의 가정에 기인한 것으로써 난류 상태의 흐름에서 상당한 불일치를 가져올 수 있으나, 수리 구조물에 의한 수격압이 감쇄되는 과정에서 대부분 흐름이 층류 상태로 전환된다고 가정 할 때는 상당한 적용성이 있다. 본 연구는 수리구조물이 부착된 관망의 해석함에 있어서 임펄스응답법의 적용이 가능함을 보였고, 이는 보다 복잡한 관망에서의 천이류 해석이 가능함을 시사한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제17권1호
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• pp.34-44
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• 1985

본 연구의 주목적은 (1) 전극의 모양, 크기 및 재질, (2) 유동형태, 그리고 (3) 유전경계 (dielectric boundray)에 대한 전극의 상대적 위치 등이 캐패시턴스변환기를 이용한 기포율 측정과 유동영역 결정에 어떠한 영향을 미치는가를 연구하는 데에 있다. 실험 결과로부터 정적인 상태하에서 annular flow와 층류계 (stratified flow system)에 대하여, 측정한 상대 캐패시턴스(relative capacitance)와 기포율과의 상관 관계를 구하였다. 그리고, 이 결과를 이론적 예측치와 비교하였다. 이 연구 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 즉 (1) annular flow와 stratified flow의 경우 모두 strip-type의 전극이 ring-type의 전극보다 더 민감하다. (2) 전극의 크기는 상대적 캐패시턴스 대 (1-$\alpha$)곡선에 아무런 영창을 미치지 않는다. (3)전극의 위치는 stratified flow에 대해서는 중요하나 annular flow에 대해서는 아무런 영향이 없다.