• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.649-653
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• 2014

채널 내부에 장애물이 존재하는 유동 형태는 다양한 공학적 문제에서 나타나고 있으므로 여러 가지 형상 및 유동 조건에 따른 유동 특성 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 장애물의 형상을 일정한 크기의 원형 실린더로 설정하고 실린더는 위아래 채널 벽 중앙에 위치하도록 하여 2차원 채널 내에 원형 실린더가 존재하는 경우에 대하여 CFD연구를 수행하였다. 실린더와 위아래 채널 벽면과의 거리를 변화시켜 각각의 거리에 대해 유동 재부착 길이, 유동의 주기성, 항력계수 등의 유동 특성을 관찰하였다. 연구결과 각 간격[실린더벽면과 채널벽면간의 거리(G)/실린더지름(d)]이 0.5, 1, 2, 3, 5, 15에 따른 재 부착 지점(Reattachment Length)은 채널 벽면이 실린더로부터 멀어질수록 완전히 열린 유동장에서의 유동 재부착 지점에 수렴해간다는 것을 확인하였다. 즉 거리가 멀어질수록 벽면 영향이 줄어든다는 것을 확인하였다. 또한 각각의 경우에 대해 항력계수 값을 구하였고, 이를 완전히 열린 유동장에서의 항력계수 값과 비교해 보았다. 그 결과 벽면으로부터의 떨어진 거리가 5부터 벽면의 효과가 줄어들어 10이상이 되었을 때부터 그 영향이 아주 미미하다는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.609-615
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• 2011

2차원 채널 내의 수직 평판을 지나는 유동에 대한 이론적 연구를 수행하였다. 수직 평판은 채널의 상하 중앙부에 위치하며, 수직 평판에서 멀리 떨어진 채널 내에는 포아제 유동이 존재한다. 스톡스 근사를 적용하고 고유함수 전개와 점 배열 방법을 사용하여 유동장을 해석하였다. 해석의 결과로 유동 함수와 압력분포식을 구하였으며, 채널의 벽면과 수직 평판에 작용하는 압력 및 전단응력 분포를 계산 하였다. 또한, 수직 평판으로 인해 부가적으로 발생하는 압력 강하와 수직 평판이 받는 힘을 수직 평판 길이의 함수로 계산하였으며, 대표적인 수직 평판의 길이에 대하여 유선과 압력분포도를 도시하였다. 또한, 작은 레이놀즈 수가 유동에 미치는 영향을 알아보기 위하여 레이놀즈 수가 작은 층류유동의 경우에 대하여 수치해석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.895-900
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• 2013

2차원 채널 내의 원형실린더를 지나는 유동에 대한 이론적 연구를 수행하였다. 원형 실린더는 채널의 상하 중앙부에 위치하며, 원형실린더에서 멀리 떨어진 채널 내에는 포아제 유동이 존재한다. 스톡스 근사를 적용하고 유동의 고유함수 전개와 오차의 최소제곱법을 사용하여 유동장을 해석하였다. 해석의 결과로 유동함수와 압력분포 식을 구하였으며, 채널의 벽면과 원형실린더에 작용하는 압력 및 전단응력 분포를 계산하였다. 원형실린더로 인해 부가적으로 발생하는 압력 강하와 원형실린더가 받는 힘을 원형실린더의 반지름 길이의 함수로 계산하였으며, 대표적인 실린더 반지름 길이에 대하여 유선과 압력분포를 도시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.1-8
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• 2014

본 연구에서는 2차원 파형 채널의 여러 형상($0.5{\leq}{\in}{\leq}1.5$, $0.1{\leq}{\gamma}{\leq}0.4$)에 대한 층류 열유동 수치해석을 수행하고, 형상변화에 따른 열유동특성을 비교 분석하였다. 전자장비 냉각용으로 적용되고 있는 PAO(Polyalphaolefin)를 작동유체로 고려하였고, 균일한 물성치와 주기적으로 발달한 유동 및 채널벽면에서의 등온 조건을 가정하였다. 층류유량조건($1{\leq}Re{\leq}1000$)에서 레이놀즈수에 따른 유선 및 온도 분포, 등온 Fanning 마찰계수, Colburn 계수를 제시하였고, 분석 결과 낮은 레이놀즈(Re<50) 구간에서는 채널주름비가 크고 채널간격비가 작을수록, 높은 레이놀즈($Re{\geq}50$) 구간에서는 채널주름비와 채널간격비가 모두 클수록 열전달이 향상되었다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제13권3호
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• pp.141-147
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• 1984

2차원 채널 입구에서의 꿰떼 난류 유동하는 찬 물 위를, 같은 방향으로 빠르게 난류 유동하는 수증기의 응축은 액체필름 초기상태의 과냉 정도에 의하여서 응축능력이 정하여진다. 수증기와 액체의 채널 입구에서의 균일한 속도 및 온도, 그리고 채널 입구에서 액체와 증기가 차지하는 체적비, 즉 액체필름과 채널 높이를 알고 있을 때, 하류로 유동하면서 응축이 일어나는 현상을 예측하는 모델을 제안하고, 실험치와 비교한 것이다. 채널 입구에서 윗쪽으로는 더운 기체, 아래쪽으로는 찬 액체가 평행한 방향으로 유동하면서 접촉하고 평균적인 액체필름의 두께와 단열된 채널 벽체를 가정하여서, 기본방정식으로 연속방정식, 운동방정식을 세우고. 에너지와 운동량 전달 메카니즘 사이에 유사성이 존재한다고 가정하였으며, 전단응력의 크기는 필자의 모델을 적용하였다. 기본방정식을 기체 속도, 액체 속도, 필름의 두께, 압력에 대해서 수치해를 구하여서 동일조건 하에서 실험한 데이터와 비교하였다. 수증기와 액체 경계면에서의 전단응력은 매우 좋은 일치를 보여주고 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.46-52
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• 2003

액체추진로켓엔진에서는 고온, 고압의 연소가스로부터 엔진을 보호하기 위하여 재생 냉각을 많이 사용한다. 이 재생 냉각의 유동장 해석과 열전달을 수치해석하였다. 형상은 연소실, 노즐 및 냉각 채널 모두를 2차원 축대칭으로 가정하였다. 연소실 및 노즐의 유동장은 압축성 유동장 해석을 통하여 구하였고, 냉각 채널은 고체 열전달로부터 구하였다. 유동장과 온도장은 모두 정상상태로 가정하였다. 노즐에서 구한 열유속은 냉각채널 벽면에서의 온도 분포를 구하기 위해 사용하였다. 결과로는 냉각 채널 벽면에서의 온도 변화와 냉각제의 온도 변화를 구하였다. 냉각 채널의 형상 변화와 냉각제의 유량 변화에 따른 냉각 채널 벽면에서의 온도변화를 조사하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.345-352
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• 1985

본 연구에서는 내류(internal flow)에서 유로가 비대칭으로 급확대될 경우의 박리현상과 유동현상을 고찰하였다. 비대칭 급확대 채널에서의 층류영역에서 난류영 역까지의 유동현상을 B.F. Armaly, C.E. Thomas는 실험적 해석과 유한요소법을 사용하 여 이론적 해석을 하였고 Donald. M. Kuehn, Denham & Patrick, Kwon, Patrick J. Ro- ache, Anand Kumar등은 같은 모델에 대해서 실험적 해석과 유한차분법을 사용하여 이 론적 해석을 하였으며 지금까지의 유한해석법에 의한 연구는 입구와 출구조건이 같은 경우 및 밀폐 공간 혹은 한면의 속도가 주어지는 밀폐공간등에 대해 수행되어 왔으나 본 연구에서는 입구와 출구조건이 같지 않은 2차원, 비대칭 급확대 채널에서의 유동현 상을 유한해석법으로 해석하여 실험치와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.335-341
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• 2015

본 연구에서는 채널 벽면에 돌출물이 일정 간격으로 부착되어 있는 마이크로채널을 통과하는 2차원 스톡스 유동을 이론적으로 고찰한다. 상하 벽면에 부착된 돌출물들은 모두 반원 형상이고 서로 동일한 위상에 위치한다. 채널 내 유동의 주기성과 대칭성을 고려한 고유함수 전개법과 오차의 최소제곱법을 사용하여 유동장을 해석하여 유동함수 및 압력분포를 구하였다. 돌출물의 반경과 간격의 몇 가지 값들에 대하여 유동장 내의 유선 및 압력분포도를 보이고, 경계벽면에서의 전단응력 분포 등을 도시하였다. 또한, 돌출물의 반경과 돌출물 사이의 간격 변화에 따른 마이크로채널 내 평균 압력강하율의 변화를 계산하여 그림으로 나타내었다. 특히 상하 돌출물 사이의 틈새가 매우 작은 경우, 그 계산결과는 윤활이론의 결과와 아주 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제7권3호
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• pp.53-59
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• 2002

A two-dimensional laminar flow through a channel with a pair of symmetric vertical fins is investigated. At far up- and down-stream from the fins, the plane Poiseuille flow exists in the channel. The Stokes flow for this channel is first investigated analytically and then the other laminar flows by numerical method. For analytic method, the method of eigen function expansion and collocation method are employed. In numerical solution for laminar flows, finite difference method(FDM) is used to obtain vorticity and stream function. From the results, the streamline patterns are shown and the additional pressure drop due to the attached fins and the force exerted on the fin are calculated. It is clear that the force depends on the length of fins and Reynolds number. When the Reynolds number exceeds a critical value, the flow becomes asymmetric. This critical Reynolds number Re/sub c/ depends on the length of the fins.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.545-550
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• 2001

A two-dimensional laminar flow through a channel, on which a couple of symmetric vertical fins are attached, is investigated. The stokes flow for this channel flow is investigated analytically and laminar flow numerically. For analytic solution, the method of eigen function expansion and collocation method are employed. For numerical solution, finite difference method(FDM) is used to obtain vorticity and stream function. From the results, streamline patterns are shown and the pressure drop due to the attached fins is calculated, which depends on the length of fins and Reynolds number. While $Re, streamline pattern is symmetric, a pair of additional asymmetric solutions appear for $Re>Re_c$, where the critical Reynolds number $Re_c$ depends on the length of the fin.