• 한국에너지공학회:학술대회논문집
• /
• 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
• /
• pp.23-26
• /
• 1995

내경 0.1 m, 높이 5.3 m 의 순환유동층 반응기를 사용하여 기체의 역혼합특성을 조사하였다. 기체의 역혼합은 동일한 기상유속일때 고체순환속도가 증가할수록 증가하였다. 희박상영역에서 일정한 고체체류량에서는 기상유속이 증가할수록 벽면에서의 하강흐름도 증가되어 기체의 역혼합은 증가되었다. Tracer 주입위치가 반응기 벽면에서 중심으로 이동할수록 빠른 기체와 고체의 흐름으로 인하여 기체의 역혼합은 상당히 감소하였다. 그리고, 희박상영역에서 core-annulus 구조를 기초로 하여 기체역혼합과 core 와 annulus 간의 물질전달계수를 예측할 수 있는 모델식을 제안하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제30권7호
• /
• pp.90-97
• /
• 2002

희박 상태 비행체 외부 및 추진장치 내부 유동이나 MEMS 장치의 기체유동은 높은 열적 비평형성으로 인해 벽면 슬립모델을 필요로 한다. 조절계수와 벽면속도 구배를 바탕으로 하는 Maxwell 조건이 주로 사용되어 왔지만, 조절계수를 자체적으로 정의할 수 없고, 일차 미분 형태로 인해 실제 적용시 수치적 관점에서 효율적이지 못한 어려움이 있었다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하고자 Langmuir의 벽면-기체입자 흡착이론을 이용한다. 벽면온도, 벽면-기체입자간 물리적 힘의 함수인 조절계수를 유도하고, 입자형태의 차이를 감안할 수 있는 물리적 슬립모델을 개발하여 기존 Maxwell 모델과 비교하였다. 또한 내부, 외부, 열유체 유동에 관한 슬립모델의 해석적 해를 실험값과 비교하여 그 유용성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.32-40
• /
• 2002

희박상태나 극소장치에 관련된 기체운동을 해석하는 문제가 최근 중요한 연구주제로 부각되고 있다. 잘 알려진 DSMC와 더불어 모우멘트 기법, Chapman-Enskog 기법으로 분류되는 고차 비평형 유동 해석모델들이 이 문제에 적용되어 왔다. 본 연구에서는 Eu의 일반유체역학을 근간으로 이원자 기체에 관한 고차 해석모델을 개발하고자 한다. 회전 비평형 효과는 기체의 용적 점성계수에 관한 초과 수직응력을 고려하여 감안하였다. 개발된 계산모델을 일차원 충격파 내부구조와 단순 형상 외부의 희박 극초음속 유동장 해석에 적용하였다. 충격파 내부구조 및 전단유동 해석을 통해 회전 비평형에 의한 용적 점성계수 효과가 중요함을 확인하였다. 충격파 내부구조에 관한 이론적 예측이 실험과 잘 일치함도 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1994년도 제3회 학술강연회논문집
• /
• pp.1-5
• /
• 1994

우주공간의 압력은 일반적으로 지구로부터의 고도와 대수 관계에 있으며 위성이 비행하는 궤도는 $10^{-6}$-$10^{-11}$torr의 초진공 상태에 가깝고 고도 수십 km까지는 희박기체의 압력으로 볼 수 있으나 그 이상의 고도에서는 기체 분자가 거의 이온이 되어 대단히 고속의 이온 흐름 상태를 유지하고 있다. 우주용 추진기관 개발에 있어서 이와 같은 초고진공에 해당하는 압력을 구현하지 않으면 않되는 시험 이외에도 비교적 고도가 낮은 공간의 SIMULATION에도 중요한 분야이다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.1-7
• /
• 2004

A kinetic theory analysis is made of low-speed rarefied gas flows around a flat plate. The Boltzmann equation simplified by a collision model is solved by means of a finite difference approximation with the discrete ordinate method. The method does not suffer from statistical noise which is common in particle based methods and requires much less amount of computational effort. Calculations are made for flows around a micro-scale flat plate with a finite length of 20 microns. The method is assessed by comparing the results with those from several different methods and available experimental data.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제26권10호
• /
• pp.1394-1405
• /
• 2002

The performance of micro-actuators utilizing radiometric forces are studied numerically. The Knudsen number based on gas density and characteristic dimension is varied from near-continuum to highly rarefied conditions. Direct simulation Monte Carlo(DSMC) calculations have been performed to estimate the performance of the micro-actuators. In the present DSMC method, the variable hard sphere molecular model and no time counter technique are used to simulate the molecular collision kinetics. For simulation of diatomic gas flows, the Borgnakke-Larsen phenomenological model is adopted to redistribute the translational and internal energies.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
• /
• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
• /
• pp.493-496
• /
• 2006

Rarefied gas flows through two-dimensional micro channels are studied numerically for the performance optimization of a nanomembrane-based Knudsen compressor. The effects of the wall temperature distributions on the thermal transpiration flow patterns are examined. The flow has a pumping effect, and the mass flow rates through the channel are calculated. The results show that a steady one-way flow is induced for a wide range of the Knudsen number. The DSMC(direct simulation Monte Carlo) method with VHS(variable hard sphere) model and NTC(no time counter) techniques has been applied in this work to obtain numerical solutions.

• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제10권5호
• /
• pp.27-33
• /
• 2007

Rarefied gas flows through two-dimensional micro channels are studied numerically for the performance optimization of a nanomembrane-based Knudsen compressor. The effects of the wall temperature distributions on the thermal transpiration flow patterns are examined. The flow has a pumping effect, and the mass flow rates through the channel are calculated. The results show that a steady one-way flow is induced for a wide range of the Knudsen number. The DSMC(direct simulation Monte Carlo) method with VHS(variable hard sphere) model and NTC(no time counter) techniques has been applied in this work to obtain numerical solutions. A critical element that drives Knudsen compressor Is the thermal transpiration membrane. The membranes are based on aerosol or machined aerogel. The aerogel is modeled as a single micro flow channel.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.40-48
• /
• 2014

For rarefied gas flow regimes, physical phenomena such as velocity slip and temperature jump occur on the solid body surface. To predict these phenomena accurately, either the Navier-Stokes solver with a slip boundary condition or the direct simulation Monte Carlo method should be used. In the present study, flow simulations of a wedge were conducted in Mach-10 flow of argon gas for several different flow regimes using a two-dimensional Navier-Stokes solver with the Maxwell slip boundary condition. The results of the simulations were compared with those of the direct simulation Monte Carlo method to assess the present method. It was found that the values of the velocity slip and the temperature jump predicted increase as the Knudsen number increases. Also, the results are comparatively reasonable up to the Knudsen number of 0.05.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제21권4호
• /
• pp.509-517
• /
• 1997

Results of flat plate compressible boundary layer calculation, based on discrete formulation of DSMC method, are presented in low Mach number and low Knudsen number range. The free stream is a uniform flow of pure nitrogen at various Mach numbers in low pressures (i.e. rarefied gas). Complete thermal accommodation and diffuse molecular reflections are used as the wall boundary condition, replacing unreal no-slip condition used in continuum calculations. In the discrete formulation of DSMC method, there is no need to use ad hoc assumptions on transport properties like viscosity and thermal conductivity, instead viscosity is calculated from values of other field variables (velocity and shear stress). Also the results are compared with existing self-similar continuum solutions. In all Mach number cases computed, velocity slip is most pronounced in regions near the leading edge where continuum formulation renders the solution singular. As the boundary layer develops further downstream, velocity slips asymptote to values that are between 10 to 20% of the magnitude of free stream velocity. When the free stream number density is reduced, so the gas more rarefied, the velocity slip increases as expected.