• 제목/요약/키워드: 표면 유동

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베인과 블레이드 사이의 상대위치 변화에 따른 터빈 블레이드 표면에서의 열/물질전달 특성 (Effect of Relative Position of Vane and Blade on Heat/Mass Transfer Characteristics on Stationary Turbine Blade Surface)

  • 이동호;조형희
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.27-38
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    • 2005
  • The present study investigated the effect of relative position of the blade on blade surface heat transfer. The experiments were conducted in a low speed wind tunnel with a stationary annular turbine cascade. The test section has a single turbine stage composed of sixteen guide vanes and blades. The chord length of the blade is 150 mm and the mean tip clearance of the blade is $2.5\%$ of the blade chord. The Reynolds number based on blade inlet velocity and chord length is $1.5{\times}105$ and mean turbulence intensity is about $3\%$. To investigate the effect of relative position of blade, the blade at six different positions in a pitch was examined. For the detailed mass transfer measurements, a naphthalene sublimation technique was used. In general, complex heat transfer characteristics are observed on the blade surface due to various flow characteristics, such as a laminar flow separation, relaminarization, flow acceleration, transition to turbulence and tip leakage vortices. The results show that the blade relative position affects those heat transfer characteristics because the distributions of incoming flow velocity and turbulence intensity are changed. Especially, the heat transfer pattern on the near-tip region is significantly affected by the relative position of the blade because the effect of tip leakage vortex is strongly dependent on the blade position. On the pressure side, the effect of blade position is not so significant as on the suction side surface although the position and the size of the separation bubble are changed.

2차원 에어포일의 유리얼음 형상 예측 코드 개발 (Prediction of Glaze Ice Accretion on 2D Airfoil)

  • 손찬규;오세종;이관중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.747-757
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    • 2010
  • 날개위에 쌓인 얼음은 날개의 공기역학적 성능을 저하시키고 항공기 사고를 야기하는 주요한 원인이 된다. 결빙된 날개의 형상 예측 연구는 얼음으로 변형된 날개의 공기역학적 성능 파악과 제빙 방빙 장치 설계에 선행 되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 2차원 익형에 발생하는 유리얼음 형상을 예측할 수 있는 코드를 개발하였다. 계산의 효율성을 위해 익형 주위의 유동장 계산은 정상 용출 및 중첩 패널기법을 사용하였고 날개표면과 날개에 유입된 물의 열전달은 Messinger 모델을 통해 고려하였다. 본 코드의 해석 결과는 실험 및 LEWICE 등 기존 해석 프로그램과 상호 검증되었다. 결빙형상의 주요한 요소인 얼음 뿔의 진행 방향 및 얼음 두께는 실험 및 타 프로그램과 유사한 결과를 나타내었다. 또한 대기온도, 수증기 함량, 입자 반지름, 자유류 등이 착빙 형상에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다.

염축가공에 의한 견직물 천연염색의 새로운 표면 디자인 구현기법 개발 (Development of New Surface Design Technique for Natural Dyeing of Silk Fabric by Salt-Shrinkage Finishing)

  • 김채연;유동일;신윤숙
    • 한국염색가공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.189-194
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    • 2016
  • The objectives of this research were to study the effect of salt-shrinkage finishing of silk on shrinkage degree and dyeing property of cochineal, and to investigate the efficacy of obtained results for imparting surface design effect on silk fabric. Ultimately it was aimed to suggest a technical process for developing natural dyed silk products with diverse design. Premordanted silk fabric was treated with $Ca(NO_3)_2$ solution(gravity: 1.45) at $90^{\circ}C$ for 1 min, washed, dried for further evaluation. The shrinkage of salt-treated fabric was calculated. The effects of salt treatment on the dye uptake of cochineal and colorfastness were investigated. The degrees of shrinkage were 10% and 3% for warp and weft, respectively. The salt treatment resulted in improving dye uptake of cochineal slightly. In addition, it improved colorfastness to washing and light. On the basis of the results, a technical process composed of premordanting, salt treatment and natural dyeing was suggested and using the process, two examples of textile design were presented. It can be concluded to impart various three dimensional surface design effect on silk fabric by applying salt-shrinkage finishing with combination of natural dyeing and mordanting.

노즐의 원리를 도입한 ISFET 소형 카트리지 제작 (Microfabrication of the ISFET Cartridge by empolying Nozzle system)

  • 김현수;이영철;김영진;조병욱;손병기
    • 센서학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.320-326
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    • 1999
  • 센서의 감지막 표면에 흡착되어 있는 이물질을 세척하기 위해 노즐 원리를 도입하여 소형 카트리지를 제작하였다. 세척용 노즐구조는 유동 해석 프로그램(CFD-ACE)의 검증을 통하여 소형 카트리지에 적합하도록 설계하였다. 미세가공기술을 이용하여 제작된 카트리지의 전체 크기는 약 $2.6\;cm{\times}1.5\;cm$이고 세척용 노즐의 크기는 $0.2\;mm{\times}600\;mm$이며, 측정에 필요한 시료의 양은 약 $20\;{\mu}l$이다. REFET과 의사기준전극을 이용한 차동증폭법을 사용하여 기준전극을 소형화하였다. 또한, 미세채널에서 기포로 인한 센서의 오동작을 감지하기 위해 채널 양단에 금속전극을 증착하였다. 제작된 카트리지에 pH-ISFET를 장착하여 노즐에 의한 세척효과를 조사하였다.

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무인항공기의 노즐 형상 변화가 Lock-on Range에 미치는 영향에 관한 연구 (Investigation of the Effects of UAV Nozzle Configurations on Aircraft Lock-on Range)

  • 김민준;강동우;명노신;김원철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.204-212
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    • 2015
  • 표적 대상 항공기의 적외선 lock-on range는 항공기의 생존성을 결정하는데 있어 중요한 요소이다. 본 연구에서는 무인항공기의 엔진 노즐 형상이 lock-on range에 미치는 영향에 관한 이론적 연구를 수행하였다. 이를 위해 가상 아음속 항공기의 임무 요구조건과 엔진 성능분석을 통한 형상 변형노즐을 고려하였다. 먼저 열유동장과 노즐 표면 온도분포를 해석한 다음, 적외선 신호 해석을 수행하였다. 또한 대기전파 모델인 LOWTRAN 코드를 이용하여 고도와 계절변화에 따른 대기투과율을 계산하였다. IR 유도 미사일의 센서 특성값을 가정하여 여러 노즐형상에 대한 lock-on 및 lethal envelope 계산을 수행하였다. 높은 세장비를 갖는 변형노즐의 경우 최대 55.3%의 lock-on range 감소가 가능한 것으로 나타났다.

하수처리장 소수력 수차 블레이드의 압력변화 특성 분석을 통한 구조안전성 평가 (Structural Safety Evaluation by Analysis of Pressure Variation Characteristics of Small Hydro Power Hydraulic Turbine Blades in Sewage Treatment Plant)

  • 박유신;김기중;윤병돈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.126-131
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    • 2017
  • 저유속 조건에서 소수력 에너지 생산 효율 증진을 위한 항력식 수직축 수차를 개발하기 위하여 전산 유체 동역학(CFD) 기법을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 1.0~3.0 m/s의 유속 조건에서 수차 블레이드의 타공 유무에 따른 블레이드 압력 변화와 내부유동을 분석하였다. 수치해석 결과, 타공이 있는 경우 유속에 따라 수차 블레이드의 압력 및 유체 속도가 영향을 크게 받는 것으로 나타난 반면에, 타공이 없는 경우에는 유속에 따른 수차 블레이드의 압력 및 유체 속도의 영향이 상대적으로 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 타공이 포함되지 않은 수차 블레이드에 비교하여 타공이 포함된 수차 블레이드 표면에서 압력 분포와 유체의 속도가 고르게 나타났으며, 따라서 수차 블레이드에 타공을 형성하는 것이 구조안전성 측면에서 도움이 될 것으로 판단된다.

스월 인젝터의 동특성에 대한 수치해석 연구 (Dynamic Characteristics Simulation for a Simplex Swirl Injector)

  • 박홍복
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권9호
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    • pp.67-75
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    • 2006
  • 스월 인젝터의 비선형 동적특성을 모사할 수 있는 수치해석 모델을 개발하여 인젝터내의 정적/동적 특성을 분석하였다. Boundary Element Methods (BEMs)을 적용한 수치모델은 유체 경계면 산출에 매우 유리한 장점이 있어 표면의 불안정성 해석에 유용하게 적용되어 왔다. 이전의 연구 결과에서는 스월효과를 고려할 수 있도록 확장된 수치모델을 이용하여 인젝터의 형상을 고려한 정적특성을 보여주었다. 본 논문에서는 유입 흐름에 교란이 발생했을 때 인젝터의 각 구성요소에서의 동적응답을 분석하였고, 이론적 결과와 비교하여 수치모델에 대한 타당성을 검증하였다. 본 수치해석 결과는 입력류에서의 교란이 각 인젝터 구성품을 지나면서 감쇠/증폭되고 위상차를 만들게 되는 과정을 잘 모사하고 있다. 개발된 수치모델은 인젝터의 다양한 설계변수들이 유동특성에 미치는 효과 분석과 이론적 모델로는 예측이 어려운 비선형 영역에서의 동적 응답특성 분석에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

LCD 제조용 러빙포 물성에 따른 러빙된 폴리이미드 배향막의 특성 및 러빙효과 분석 (Analysis of Properties of Rubbed Polyimide Alignment Layer and Rubbing Effect of Various Rubbing Cloths for LCD Fabrication)

  • 안홍준;이장주;안종수;박경철;노재규;유동연;백상현
    • 폴리머
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    • 제35권5호
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    • pp.385-389
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    • 2011
  • 러빙공정에서는 러빙 시 공정변수와 배향막의 특성 그리고 러빙포의 물성이 중요한 변수로 작용한다. 이러한 변수들은 러빙밀도(rubbing density)와 러빙력(rubbing force)에 의해서 결정되는 러빙된 정도(크기)를 통하여 배향막의 배향성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 러빙 변수 중 러빙포의 물성이 러빙밀도(길이)와 러빙력에 미치는 영향에 대하여 알아보기 위하여 다른 물성(파일 밀도, 강직도)을 가지는 러빙포를 이용하여 러빙효과(정도)를 분석하였다. 러빙포의 파일 밀도가 커지고 강직도가 강할수록 러빙된 배향막의 이방성과 표면조도가 커졌으나 러빙효과의 형태는 서로 달랐다. 러빙포의 파일밀도는 러빙에 관여하는 파일의 수와 밀접한 관련이 되어 있어 러빙하는 밀도(길이) 영향을 미치지만 강직도는 러빙밀도(길이)보다는 러빙력과 보다 밀접하게 관련성이 있었다.

V 형 rib과 dimple로 구성된 SAH 덕트에서의 총괄 열성능에 대한 수치적 연구 (Numerical study on overall thermal performance in SAH duct with compound roughness of V-shaped ribs and dimples)

  • 아닐 쿠마르;김만회
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.43-55
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    • 2015
  • This paper presents the thermal hydraulic performance of a three dimensional rib-roughened solar air heater (SAH) duct with the one principal wall subjected to uniform heat flux. The SAH duct has aspect ratio of 12.0 and the Reynolds number ranges from 2000 to 12000. The roughness has relative rib height of 0.045, ratio of dimple depth to print diameter of 0.5 and rib pitch ratio of 8.0. The flow attack angle is varied from $35^{\circ}$ to $70^{\circ}$. Various turbulent flow models are used for the heat transfer and fluid flow analysis and their results are compared with the experimental results for smooth surfaces. The computational fluid dynamics (CFD) results based on the renormalization k-epsilon model are in better outcomes compared with the experimental data. This model is used to calculate heat transfer and fluid flow in SAH duct with the compound roughness of V-shaped ribs and dimples. The overall thermal performance based on equal pumping power is found to be the highest (2.18) for flow attack angle of $55^{\circ}$. The thermo-hydraulic performance for V-pattern shaped ribs combined with dimple ribs is higher than that for dimple rib shape and V-pattern rib shape air duct.

기존모델과 실험자료의 통계적 분석에 의해 유도한 층류 및 난류 막응축에 대한 새로운 자연대류 열전달 관계식 (A New Natural Convection Heat Transfer Correlation for Laminar and Turbulent Film Condensation Derived from a Statistical Analysis of Existing Models and Data)

  • Chun, Moon-Hyun;Kim, Kyun-Tae
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제23권2호
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    • pp.200-209
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    • 1991
  • 수칙표면 위에서 일어나는 충류 및 난류응축 모두에 사용할 수 있는 새로운 반경험적 열전달 관계식을 제안하였다. 본 관계식의 함수 형태는 층류와 난류 막응축 유동에 대한 기존의 대표적 관계식에 근거를 두었고, 한편 본 관계식의 수치계수는 공개된 문헌에서 수집한 실험자료를 사용하여 최소자승법에 의해 결정하였다. 또한, 본 관계식과 기존 7개의 관계식 (즉 층류에 대한 관계식 4개 와 난류에 대한 관계식 3개 )의 성능을 정확도와 적용 범위에 대해서 평가하였다. 그 결과 층류 막응축에 대하여는 Zazuli의 관계식과 본 관계식이 가장 작은 평균 오차를 가져오고, 난류 영역에서는 Kirkbride와 Badger의 관계식과 본 관계식이 가장 작은 평균 오차를 가져오는 것을 보여 준다.

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