• 제목/요약/키워드: 층류유동

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자연형 태양열시스템의 열성능해석 및 최적화 (Thermal Performance Analysis and Optimization of Passive Solar System)

  • 이원근
    • 태양에너지
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    • 제12권2호
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    • pp.51-61
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    • 1992
  • 본 연구에서는 자연형 태양열 시스템의 하나인 축열벽형(Trombe Wall System)에 대한 전산해석을 수행하였다. 자연대류가 있는 2차원 정상상태 층류 해석모형을 설정하고, 상용 유동해석 프로그램인 PHOENICS를 이용하여 형상 변화가 성능에 미치는 영향을 검토하였다. 주된 인자인 통기구 넓이, 벽 간격, 통기구 위치에 따라 질량유속, 최고온도 등이 변하여 각각의 경우에 열활용율이 최대가 되는 조건이 있음을 보이고, 세가지 인자를 모두 고려한 더욱 정밀한 해석을 통하여 최적의 형상을 제시하였다.

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층류-파동 액막 유동에 대한 계면 전단응력의 영향 (Effects of interfacial shear stress on laminar-wavy film flow)

  • 김병주;정은수;김정헌
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권7호
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    • pp.992-1000
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    • 1998
  • In the present study the behavior of laminar-wavy film flowing down a vertical plate was studied analytically. The effects of film Reynolds number and interfacial shear stress on the mean film thickness, wave amplitude, wave length, and wave celerity were analysed. The anayltical results on the periodic-wave falling film showed good agreements with experimental data for Re < 100. As the film Reynolds number increased, mean film thickness, wave amplitude, and wave celerity increased, but wave length decreased. Depending on the direction of interfacial shear stress, the shape of wavy interface was disturbed significantly, especially for the intermediate-wave. As the interfacial shear stress increased, for the periodic-wave film, wave amplitude and wave celerity increased, but mean film thickness and wave length decreased.

직렬로 배열된 두 개의 구를 지나는 층류 유동 (Laminar Flow over Two Spheres in a Tandem Arrangement)

  • 김동주
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권5호
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    • pp.480-488
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    • 2006
  • Numerical simulations of flow over two spheres placed in a tandem arrangement are conducted to investigate the effect of the inter-sphere spacing on the flow characteristics. The Reynolds numbers considered are 100, 250, 300 and 425, corresponding to steady axisymmetric, steady planar-symmetric, unsteady planar-symmetric, and unsteady asymmetric flows, respectively, in the case of a single sphere. For small inter-sphere spacings, the flow past two spheres is more stable than that past a single sphere. For example, with the spacing of the sphere radius, the flow is steady axisymmetric up to Re=300. However, for relatively large spacings, the flow past two spheres becomes unstable and vortex shedding takes place even at Re=250. The drag coefficient of the rear sphere decreases significantly with decreasing inter-sphere spacing due to reduction of the stagnation pressure, thus being smaller than that of the front sphere. Also, the rear sphere shows large fluctuations of the lift force as compared to the front one in the case of unsteady flow.

응축 풀 내의 비정상 층류 제트의 유동 특성에 관한 연구 (A Study of the Characteristics of Unsteady Laminar Jet Submerged into a Suppression Pool)

  • 최용문;김종보
    • 대한설비공학회지:설비저널
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    • 제17권4호
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    • pp.499-507
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    • 1988
  • The pressure suppression pool of BWR(Boiling Water Reactor) is subjected to hydrodynamic impact in the event of a LOCA(Loss of Coolant Accident). The pressure increase in the reactor dry cell would force the existing water of a vent pipe into the suppression pool. When the water is ejected through the pipe opening into the suppression pool, an abrupt downward force is transmitted to the suppression pool floor. Consequently, many structures installed within the pool must be able to withstand these forces. In order to determine the optimum safe locations of the pool structures, numerical analysis have been carried out to investigate the hydrodynamic behavior of the water jet. In the present analysis, a two-dimensional numerical model is utilized to solve transient flow equations.

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주기 회전하는 원형 실린더 주위 층류 유동장의 수치 시뮬레이션 (Numerical Simulation on Laminar Flow Past a Rotary Oscillating Circular Cylinder)

  • 박종천;문진국;전호환;서성부
    • 대한조선학회논문집
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    • 제42권4호
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    • pp.368-378
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    • 2005
  • The effects of rotary oscillation on the unsteady laminar flow past a circular cylinder. are numerically investigated in the present study. The numerical solutions for the 20 Wavier-Stokes equation are obtained using a finite volume method Tn the framework of an overlapping grid system. The vortex formation behind a circular cylinder and the hydrodynamics of wake flows for different rotary oscillation conditions are analyzed from the results of numerical simulation. The lock-on region is defined as the region that the natural shedding frequency due to the Karmann Vortex shedding and the forcing frequency due to the forced oscillating a cylinder are nearly same, and the quasi-periodic states are observed around that region. At the intersection between lock-on and non-lock-on region the shedding frequency is bifurcated. After the bifurcation, one frequency fellows the forcing frequency($S_f$) and the other returns to the natural shedding frequency($St_0$). in the quasi-periodic states, the variation of magnitudes and relevant phase changes of $C_L$ with forcing phase are examined.

비균일 대칭성 열Flux인 수직 사각 닥트내의 층류조합대류 열전달 효과 (Laminar Convective Heat Transfer in Vertical Square Duct with Variational Symmetric Heat Flux)

  • 김시영
    • 수산해양기술연구
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    • 제18권1호
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    • pp.47-53
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    • 1982
  • 본 논문은 비균일대칭성 열Flux인 수직사각 Duct내의 층류조합대류 열전달 효과를 해석하기 위하여 그 유동의 특성 지배 방정식 및 비균일 열Flux의 경계조건을 무차원화 시켜 이를 Galerkin's 방법에 의해 유한요소식으로 정식화하고 이에 대하여 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 대해서 Duct 내의 온도분포, 속도분포 및 Nusselt 수의 값을 계산하였고 온도분포를 열 Flux가 일정 및 없는 경우와 비교하였으며 또 닥트내의 열전달 특성을 R 하(a) 수, 응력구배변수 및 Corner에 따른 변호경향을 조사하였다. 그 결과 1. 본 해석의 경계벽 온도분포 계산치와 유효자료들과의 비교에서 열 Flux가 일정 또는 없는 경우는 그 값이 일치하였다. 2. 닥트내의 온도분포와 Nusselt수의 값은 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 비례하여 증감하였다. 3. Nusselt수는 Corner에서 유속지연에 의한 온도분포의 특성 때문에 그 값이 감소하였으며 최대치는 0.7부근이었다

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PIV 기법을 이용한 초음속 평판 경계층의 속도 분포 측정 (Velocity profile measurement of supersonic boundary layer over a flat plate using the PIV technique)

  • 이혁;김영주;변영환;박수형
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.477-483
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    • 2016
  • 본 연구는 Particle Image Velocimetry(PIV) 기법을 이용하여 마하수 2.96의 평판에 대해 층류, 천이, 난류 경계층의 속도 분포를 측정하였다. Schlieren 가시화 기법과 PIV 기법을 이용하여 앞전에서 발생한 경사 충격파가 평판 위의 유동장에 영향을 주는지 확인하였다. 층류 경계층의 경우, 실험에서 측정한 속도 분포가 압축성 Blasius 속도 분포를 만족하였다. 천이 경계층의 속도 분포는 벽면 부근부터 이론적인 난류 속도 분포로 변했으며, Re = $1.41{\times}10^6$에서 천이가 시작되었다. 난류 경계층 영역에서는 압축성 효과를 고려한 Van Driest 변환 속도가 비압축성 로그 법칙을 만족하였다. 또한 로그 구간이 끝나는 위치($y/{\delta}{\approx}0.28$)가 비압축성 난류 경계층($y/{\delta}{\approx}0.2$)에 비해 벽면에서 더 멀어진 것을 확인하였다.

혈전이 있는 축대칭 동맥류에서의 산소전달현상 (Oxygen Transport in Axisymmetric Thrombosed Aneurysm)

  • 김한일;태기식;김영호
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.295-300
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    • 2002
  • 국부적 저산소증(localized hypoxia)은 산소공급의 저하로 인하여 조직세포를 파괴하고 관강압력에 대한 동맥류 벽의 저항을 현저하게 감소시킨다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 동맥류 파열의 원인이 되는 저산소증의 기전을 이해하기 위하여 혈전의 두께에 따라 세 가지의 축대칭 동맥류 모델을 구성하여 동맥류 내 혈전을 통한 정상 층류유동 (steady laminar flow)에서의 산소전달현상(O$_2$transport phenomenon)을 유체-고체 열전달 현상과의 유사성을 이용하고 Fick의 법칙을 적용하여 해석하였다. 전산해석을 통해서 혈전이 형성된 혈관에서 산소농도는 혈관 벽에서 가장 낮게 나타났으며 혈전의 크기가 증가할수록 저산소농도(low $O_2$concentration) 영역이 혈관 벽 가까이 넓게 분포되어 저산소증의 가능성이 증가됨을 알 수 있었다 본 연구를 통해서 동맥류 내의 혈전은 구조와 크기에 따라 산소의 흐름에 주요한 영향을 미침을 확인할 수 있었다.

화염 곡률과 스칼라 소산율에 따른 층류부상화염의 화염전파속도에 관한 연구 (A Study on The Flame Propagation Velocity of Laminar Lifted Flame with Flame Curvatur e and Scalar Dissipation Rate)

  • 김경호;김태권;박정;하지수
    • 한국가스학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.47-56
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    • 2011
  • 삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염전파속도를 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률 반경과 스칼라소산율 및 삼지화염의 화염전파속도에 관한 직접적인 관계에 관하여 제시된 바가 없었다. 본 논문은 실험과 수치해석에 따른 수치해석 결과를 검증하고, 수치해석을 통해 스칼라소산율에 따른 화염전파속도를 확인하였다. 그리고 화염스트레치 분석을 통하여 화염전파속도의 곡률반경 및 스칼라소산율에 따른 의존도를 명확히 하였다.

초고온원자로 중간열교환기 미니챈널에서의 Molten Salt 열수력 특성 연구 (A Study on the Thermal-Hydraulic Characteristics of Molten Salt in Minichannels of an Intermediate Heat Exchanger for a Very High Temperature Reactor (VHTR))

  • 정희성;황인선;방광현
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권12호
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    • pp.1093-1099
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    • 2010
  • 초고온원자로(VHTR) 설계에 있어 중간열수송루프(IHTL) 및 중간열교환기(IHX) 설계는 고온의 운전조건($950^{\circ}C$ 이상)으로 인하여 공학적으로 어려운 과제 중 하나로 알려져있다. 본 연구에서는 LiF, NaF 및 KF(46.5:11.5:42.0 mole %)의 공융혼합물인 Flinak molten salt 를 IHTL 의 열수송매체로 고려하였다. Flinak molten salt 의 세관에서의 열수력 특성을 평가하기 위하여 직경이 1.4 mm 인 원형관을 이용하여 고온의 가스와 Flinak 을 열교환할 수 있는 이중관식 열교환기를 구성하여 실험하였다. 실험 결과 층류유동에서 측정된 Flinak 의 마찰계수는 이론식인 64/Re 에 근접하였고 Nusselt 수는 일반적으로 3.66 에서 4.36 범위에 들었다.