• 기계저널
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• 제30권4호
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• pp.310-321
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• 1990

기체, 액체 고체상(相)이 섞여서 함께 흐르는 유동을 다상유동(multiphase flow)이라고 하며, 그 중 2개의 상이 섞여서 흐르는 경우를 2상유동(two-phase flow)이라고 일컫는다. 다상유동의 현상은 일상적인 생활에서도 많이 접하며(예컨대, 눈, 비가 내리는 현상, 안개, 황사, 스모그 현상 등) 특히 열전달과 관련하여 비등 및 응축을 수반하기도 한다. 특히 기계공학적 시스템에의 응 용측면에서는 다상유동의 전문지식이 증발기, 응축기 등 각종 열교환기기의 설계에 적용되므로 본 해설에서는 기체-액체(gas-liquid) 2상유동으로 그 내용을 한정하기로 한다. 2상(two-phase) 유동은 동일한 화학적 성분을 가진 물질이 서로 다른 상을 유지하면서 공존하여 흐른다는 점에서 2개의 다른 화학성분으로 구성된 2성분(two-component) 유동(예컨대 공기-물의 혼합유동)과는 엄밀하게는 다르나, 두 유동은 제반 형상이 유사하고, 해석 및 실험방법면에서도 많은 유사성이 있어서 총괄적으로 두 유동을 모두 2상유동이라고 칭하고 있다(1). 본 해설에서는 이러한 기체 -액체 2상유동분야에서 다루는 연구내용을 개괄적으로 소개하고자 한다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
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• pp.115-154
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• 2005

SI 엔진의 연소특징은 비정상 난류 예혼합 화염이며 여기서 내부 유동은 직접 화염 전파에 영향을 미치며 난류와 거시적 유동의 패턴 모두 중요한 역할을 한다. 내연기관 연소에서 난류는 매우 중요한 역할을 하고 통상 엔진 속도($\approx$흡입유동 속도)에 비례하며 그 주요 역할은 고속 운전 시 해당 사이클 내에 연소가 완료되는 데 기여하지만 출력저하, 제어 및 측정 그리고 사이클 변동과 관련하여 실질적으로 난류 제어를 통한 엔진 성능 개선은 사실상 불가능하다. 실물 엔진의 성능 파라미터로 주로 유동의 거시적 거동이 사용되며 이 유동과 연료 분사계가 혼합기 분포 상태와 화염 전파 방향을 결정하여 최종적으로 엔진의 성능을 지배한다. 따라서 가시화를 통한 연소 진단도 이 현상에 주목할 필요가 있으며 거시적 파라미터를 성능에 연관하는 다양한 기법이 존재하고 이들은 매우 풍부한 데이터베이스를 통해 비교적 정확한 성능의 예측을 가능하게 하고 이 점에 주목한 엔진만 성공을 거두었다. 이 거시적 현상에 주목하여 가시화를 통해 성층화 현상을 실험적으로 해석한 예를 제시하였다. SI 엔진 가시화에서 기법보다 중요한 것은 현상의 이해이다. 이를 위해 성공적 가시화 진단을 위해서는 우선 현상에 대한 모델링이 필요하고 이 모델에서 가시화를 통해 규명 가능한 현상을 추출해 내는 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권1호
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• pp.55-63
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• 2012

동축제트분사기에 대한 난류유동의 특징이 비선형 $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ 모형[1]과 큰에디모사법에 의해서 조사되었다. 비연소조건에서 밀도가 다른 유체가 혼합될 때 레이놀즈수가 일정한 조건에서 리세스와 운동량비가 변화되었다. 비선형 $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ 모형은 리세스와 운동량비의 다양한 조건에서 의미있는 상관관계를 제안하였다. LES결과는 리세스에 의해서 난류유동 구조의 변화를 잘 묘사해 주었다. 리세스가 있는 경우 난류운동에너지의 발달은 리세스가 없는 경우보다 빠르게 나타났다. 또한, 혼합특성은 전단변형률의 변화가 지배적이었지만 국부적인 혼합은 리세스에 의해서 변화되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.57-63
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• 2008

공기흡입식 추진 기관인 스크램제트 엔진은 연소기 내부 유동이 초음속으로 유동장의 연소기 내부 체류 시간이 수 ms로 매우 짧다. 이 짧은 시간동안 연소과정이 모두 이루어져야 하므로 초음속 연소기술에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 논문은 초음속 연소 기술 중 연료-공기의 혼합을 증대시키는 방법에 관심을 두고 Cavity를 이용한 방법을 선택하여 높이를 10mm로 고정시키고 길이를 변화시켰으며, Cavity 후류에서 지름 1mm의 분사구를 통해 음속 let을 분사시키는 유동장을 형성하여 3차원 Navier-Stokes 방정식을 통해 점성 유동장을 해석하였다. 해석 결과 Cavity 길이/높이비(L/H)가 클수록 Vorticity가 값이 증가하였고 Vorticity의 증가 영역이 유동장의 위, 옆 방향으로 확장되는 것을 볼 수 있었다. 하지만 Vorticity가 증가하는 만큼 추력특성을 떨어뜨리는 정체압력 손실이 증가하므로 연소기 설계 시 최대의 혼합과 최소의 정체압력 손실을 고려한 최적 형상 설계가 필요하다는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.665-670
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• 2001

The purpose of this study is to develop a new type dryer, which is to proceed mixing and drying of wet-materials at the same time and drying process is carried out in a closed system. In this drying system, thermal contact occurs, when a fluidized zone is created by paddle mechanism. Accordingly, wet-materials is dried in a short time without any damage. Also wet-materials could be dried uniformly to low moisture contents. It is suitable to dry a small quantity of multi-kind materials. And drying process is carried out in a closed system, so as for environmental pollution dust not to be emitted into the atmosphere. Accordingly, it could be used to dry not only food and chemical materials, but also environmental pollution materials.

• 유변학
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• 제8권1호
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• pp.11-29
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• 1996

스크류 채널 내에 주기적을 배리어를 설치함으로써 단축 스크류 압출 공정에서의 혼합 성능이 높여질수 있음이 S.J. Kim과 T.H. Kwom에 의해 밝혀진 바있다. 그들은 이새 로운 스크류를 통한 혼합이 카오틱하는 점으로부터 이 새로운 스크류를 카오스 스크류라고 명명했다. 우리는 카오스 스크류가 장착된 단축 압출공정에서 역학계 이론과 혼합운동학을 연계하여 연구를 수행하였다. 포인카레 단면을 통한 연구로부터 우리는 배리어의 배열이 islan의 크기에 대단히 밀접하게 관련되어 있음을 발견하였다. 연속적인 쉘 변형은 카오틱 유동에서 유체 요소를 지수 함수 형태로 늘이는 늘임과 접힘으로 이루어진 카오틱 혼합 메 카니즘을보여준다. 유체요소의 국부 늘임은 원리상으로는 계산되어질수 있으나 수치 해석상 의 어려운 점이 있다. 정규 유동에서와 달리 카오틱 유동에서는 입자 추적이 Runge-Kutta 적분중의 시간간격에 대단히 민감하다. 그래서 실제 사용될수 있는 시간 간격에 의해 계산 된 국부 늘임율 및 혼합효율의 정확도가 보장되어지지 않는다. 이러한 점들을 고려하여 우 리는 새로운 혼합 척도로 $\sigma$z를 제안하는데 이값은 비교적 긴 유체선분이 채널방향을 따라 늘어나는 비에 관련된 값이다. 배리어 영역의 길이가 짧을수록 $\sigma$z는 큰값으로 나타나지만 포인카레 단면에 의한 연구에 따르면 배리어의 주기가 너무 짧다면 두 개의 거대한 island 가 존재하는 것으로 밝혀졌다. 그리고 이러한 사실은 유체요소의 늘임비가 크다는 것이 항 상 좋은 혼합성능을 뜻하는 것은 아니라는 점을 보여준다. 이러한 관점에서 볼 때 혼합 스 크류를 설계하는데 있어서는 포인카레 단면을 병행하여 ${\sigma}_z$의 값을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권9호
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• pp.623-629
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• 2017

다공배플을 가진 마이크로연소기에 레이놀즈응력 난류모형을 이용하여 난류유동 및 혼합특성에 대한 수치해석 연구를 수행하였다. 다공배플은 연소실 내부에 다수의 3차원 와유동을 발생시키는 기하학적 특징을 가지고 있다. 그러한 형상특징 중에서 배플두께를 변화시킬 경우 와유동구조의 다양한 변화가 얻어졌다. 여러 와유동중에서 연료유동으로부터 생성된 와유동은 혼합도 증가에 결정적 역할을 하였다. 연소실 내부의 3차원 와유동구조는 배플두께 변화에 따른 유동의 발달상태에 의존하였다. 특히, 배플두께가 연료유입구 직경보다 작을수록 배플구멍 제트유동의 속도분포는 포물선형태에서 안장모양의 형태로 변하였다. 연소실내부의 재순환영역크기 및 혼합도는 이러한 제트유동구조에 밀접한 상관관계를 가졌다.

• KSBB Journal
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• 제19권3호
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• pp.206-209
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• 2004

벤젠의 제거에 효과적인 MY 혼합균주를 획득하였으며, 이중 우점종은 Rhodococcus ruber DSM 43338T로 밝혀졌다. MY 혼합균주가 함유된 유동층 생물반응기는 벤젠에 대한 임계 제거율 (critical removal rate)은 32 g/㎥ h로 나타났으며, 17일간의 연속가동에서도 안정적인 처리효율을 보여주어서, 벤젠의 제거에 뛰어난 성능을 보여주었다.

• 유변학
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• 제8권1호
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• pp.39-48
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• 1996

최근에 본 연구자에 의하여 기존 스크류의 간단한 수정을 통해 단축 압출공정에서 의 혼합성능을 증진시키는 카오스 스크류를 개발하였고, 단축압출기에서의 기존스크류와 비 교하여 카오스 스크류를 사용하였을 경우 혼합성능이 월등하게 증진됨을 실험적으로 얻은 혼합형태로부터 알수 있었다. 본논문에서는 카오스 스크류에서 일어나는 카오스 유동을 집 중적으로 수치모사 하였으며 그결과를 중요한 무차원 변수에 대하여 입자 궤적,포인카레 단 면 본 논문에서 제안한 쉘사상법을 통하여 나타내었다. 쉘사사아법은 혼합형태와 불변체군 을 얻기에 매우 효과적인 방법이며 수치해석으로 얻은 불변체군은 실험결과와 잘 일치하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.218-228
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• 1996

The behaviors of the mixture at the downstream of throttle valve in a TBI type gasoline engine plays a greater role in design of intake system. A good mixture has been influencing directly not only on the engine power but also on the pollutant emission. The mixture flow in an intake manifold is very complex, and the flow characteristics are varied with the valve type, valve angle, inlet air flow rate, and the other flow factors. Three kinds of valve are chosen in this study, and the informations of the mixture flow are observed experimentally using a PIV apparatus. Perforate valve has a smaller recirculation zone than the case of solid valve with a lower valve loss coefficient, and iti is verified that the perforated valve is also suitable to control the flow rate in a mixture flow system.