Turbulent carbon dioxide flows and cooling heat transfers under supercritical state in a straight duct with a square cross-section are numerically analyzed employing low Reynolds number $\kappa-\varepsilon$ model and algebraic stress model. The flow is assumed to be (quasi-incompressible. Predicted Nusselt number and friction factor are compared with the experimental data, Blasius correlation for friction factor and Dittus-Boelter correlation for Nusselt number. Computational results for the Fanning's friction factor agree well with the all Rohsenow and Choi's correlation, Liou and Hwang's experimental data and Blasius correlation. The results obtained by algebraic stress model agree more with the Liou and Hwang's experimental data, while the results obtained by low Reynolds number $\kappa-\varepsilon$ model agree more with Blasius correlation. In the computation of Nusselt number, Dittus-Boelter correlation can not exactly fit the computational results. Therefore we propose the new correlation$Nu=0.053Re^{0.73}Pr^{0.4}$for the turbulent cooling heat transfer of carbon dioxide under supercritical state.
Configuration of the inlet transition square duct (hereinafter referred to as "transition duct") for heat recovery steam generator (hereinafter referred to as "HRSG") in combined cycle power plant is limited by the construction type of HRSG and plant site condition. The main purpose of the present study is to analyze the effect of a variation in turbulent flow pattern by roof slop angle change of transition duct for horizontal HRSG, which is influencing heat flux in heat transfer structure to the finned tube bank. In this study, a computational fluid dynamics(CFD) is applied to predict turbulent flow pattern and comparisons are made to 1/12th scale cold model test data for verification. Re-normalization group theory (RNG) based k-$\epsilon$ turbulent model, which improves the accuracy for rapidly strained flow and swirling flow in comparison with standard k-$\epsilon$ model, is used for the results cited in this study. To reduce the amount of computer resources required for modeling the finned tube bank, a porous media model is used.
본 연구는 CRW형식 무인항공기 추진시스템의 밸브 작동을 고려한 비행모드에 따른 천이성능특성을 파악하기 위해 SIMULINK를 이용하여 모델링 하였다. 주 엔진시스템의 천이모사에는 ICV 방법이 적용되였다. 그리고 밸브 시스템은 로터리 덕트와 메인 덕트로 빠져나가는 유량을 제어하는 시스템으로서 밸브를 통해 로터리 덕트로 빠져나가는 유량과 메인 덕트를 빠져나가는 유량이 합은 터빈의 출구 유량과 같다는 가정하에 수행 되었으며, 이때 밸브각 변화에 따른 손실, 유량 및 유효 면적 등이 고려되었다. 성능해석은 비행 천이 영역인 고도 1Km 비행 마하수 0.1에서 엔진최대회전수시 회전익 모드에서 고정익 모드로 변환시외 고정익 모드에서 회전익 모드로 변환 경우들이 수행되였다.
본 논문에서는 국내 해안지역인 제주도-진도에서의 실제 기상데이터와 지형정보를 이용하여 각 대기 굴절 기울기에 따른 전파 경로손실을 분석하고, 실측결과와 비교하여 결과가 유사함을 확인하였다. 시뮬레이션 결과를 토대로 하여 트랩의 위치와 두께에 따라 덕트맵을 구성하고, 송 수신 안테나의 고도에 따라 영역을 분할하여, 제주 해안지역에서 자주 발생하는 덕트에 대해 분석을 진행하였다. 이러한 덕트맵의 유효성을 확인하기 위해 실제 2018년 5월의 기상데이터 중 대표적인 2개 날짜의 데이터를 선택하여 덕트맵 상에서 해당되는 위치를 확인하고, 전파 경로손실을 계산한 후, 실측데이터와 비교하였다. 시뮬레이션을 통해 얻어진 경로손실 값은 각각 167.7 dB, 192.3 dB로서 측정 결과 164.4 dB, 194.9 dB와 유사함을 확인할 수 있다.
비정질 다이아몬드 박막(amorphous-Diamond a-B)을 증착하기 위하여 제작된 Filtered Vacuum Arc Source (FVAS)는 60도의 굽힘 각도를 가지는 토러스형 구조로 토러스 반경 266 mm, 플라즈마 덕트 반경 80 % 전체 길이 600 mm이며, 1 개의 영구자석 및 5 개의 전자석으로 되어있다. 플라즈마 덕트는 임의의 전압을 인가할 수 있도록 전기적으로 절연 시켰으며, 덕트 내부는 배플을 설치하여 macro-particle의 되튐 현상을 방지하였다. 사용된 음극은 직경 80 mm의 graphite이다. 각 전자석이 플라즈마 인출에 미치는 영향은 taguchi 실험계획법을 이용, 수치 모사와 실험을 행하였다. 소스 전자석과 인출 전자석은 아크의 안정성에 영향을 주었고, 빔 인출 전류는 낮은 소스 전자석 전류와 특정한 필터 전자석 전류에서 최대값을 나타내었다. 이때 소스, 인출, 굽힘, 반사, 출구 전자석의 전류값은 1 A, 3 A, 5 A, 5 A, 5 A였으며, 아크 전류 30 A일 때, 빔 전류 밀도 3.2 mA/$\textrm{cm}^2$, 평균 증착률 5 $\AA$/sec를 얻었다. 또한 플라즈마 덕트의 바이어스 전압 증가에 따라, 빔 전류 밀도는 증가하였으며, 더 효율적인 빔을 인출할 수 있었다.
고속 선박을 추진하는 한 방법으로 널리 사용되는 물분사 추진은 물을 내부 덕트로 빨아들여 임펠러로 물을 가속시켜 노즐을 통해 분사시킴으로써 입출구의 운동량차이에 의해 추력을 얻는 추진장치이다. 선박의 목적에 따라 사용되는 다양한 형태의 물분사 추진기의 개발을 위하여 모형실험을 통하여 그 성능을 검증하는 부분에서 로터의 피치각 변화에 따른 추진기의 성능 실험을 하는 것은 많은 비용과 시간이 따른다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 추진기 내부의 유동장을 4가지 피치각에 따라 추진력을 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하였다. 로터의 회전을 고려하여 슬라이딩 다중 격자기법을 적용하였고 추력계수, 토크계수, 그리고 모멘텀을 해석 결과와 비교 분석을 통하여 추진기의 성능과 효율을 추정하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제21권3호
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pp.236-245
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1997
The flow characteristics of developing turbulent steady flow are investigated numerically and experimentally in the entrance region of a square duct ($40 mm{\times}40 mm$ and 4, 000 mm). The numerical anaysis are incorporated by finite- volume discretization with staggered grid system and SIMPLE algorithm. The numerical solution are compared with experimental results of mean velocity profiles, turbulence intensity and entrance length. For turbulent steady flow, the turbulent components in the velocity waveforms increase as the dimensionless transverse position approaches the wall. Thrbulence intensity increases as the dimensionless transverse position increases from the center to the wall of the duct for the developing turbulent steady flows. The entrance length of the turbulent steady flow is about 40 times as large as the hydraulic diameter under the present experimental condition.
이착륙 속력을 줄이기 위해 날개 밑으로 프로펠러 후류를 불어넣어 날개와 수면사이의 압력을 증가시키는 PAR(Power Augmented Ram) 효과는 해면효과익선의 성능을 크게 향상시킨다. 본 논문에서는 풍동실험을 통해 이러한 PARWIG(Wing in Ground)선의 공력특성을 연구하였으며 송풍기(blower)와 덕트(duct)를 사용한 제트분사를 프로펠러 후류로 대신하였다. 제트의 분사속도, 분사위치(수평 및 수직 방향), 분사각 및 덕트 직경 변화에 대해 20인승 PARWIG선의 1/25 축소 모형선의 지면과의 고도, 앙각 및 플랩각의 변화에 따른 양력, 항력 및 피치모멘트를 계측하여 공력특성을 비교하였다. 적절한 PAR효과의 사용은 양력을 크게 증가시키며 최대 4의 양력계수까지 얻을 수 있었다.
본 연구의 목표는 의류 건조기용 원심팬과 덕트 및 하우징 등을 포함한 공기배출 시스템의 유량 성능 향상 및 공력소음을 저감하기 위한 것이다. 전산유체역학과 FW-H(Ffowcs-Williams and Hawkings) 방정식에 기초한 음향상사법을 이용하여 유동 및 소음 특성을 고찰하였다. 유량과 소음성능 최적화 설계를 위해 반응표면기법을 활용하였다. 설계 인자로 원심팬의 날개 입구각, 출구각을 고려한 2인자 중심합성계획법을 채택하였다. 도출된 최적설계안은 덕트와 하우징에서 감소된 난류에너지 분포를 나타냈으며 결과적으로 유량의 증가와 공력소음이 감소됨을 확인하였다. 최종적으로 최적설계안을 기초로 제작한 시제품에 대한 실험을 통하여 4.2 % 유량이 증가함을 확인하였다.
프로덕트 라인 공학(Product Line Engineering, PLE)은 도메인의 멤버간에 공통적인 휘처를 핵심 자산으로 만들고, 만들어진 핵심 자산을 이용해서 어플리케이션을 개발하는 방법론이다. 따라서 PLE 방법론을 사용해서 제품을 개발하면, 개발 비용은 감소시키고 재사용성은 증가시킬 수 있다. 핵심 자산의 재사용성을 최대화 하기 위해서는, 제품 계열 공학을 위한 비즈니스 케이스 분석이 요구된다. 제품 계열 공학의 핵심 자산 영역이 지나치게 광범위하면, 핵심 자산 개발 비용은 증가하지만 재사용성은 감소할 수 있는 반면, 핵심 자산의 영역이 지나치게 좁으면 핵심 자산을 개발하는 비용은 작지만 극히 일부의 멤버만이 사용할 수 있으므로 핵심 자산의 적용성은 감소된다. 이 논문에서는 프로덕트 라인을 적용하기 위해서 도메인을 분석한 후 비즈니스 케이스를 분석하는 프로세스를 제안한다. 그리고 프로세스의 각 활동을 위한 가이드라인을 제안해서 PLE 방법을 적용해서 시스템을 개발 할 경우 최대의 이익을 획득할 수 있도록 핵심 자산의 영역을 결정하는 방법을 제안한다. PLE에서 가변성은 중요한 개념일 뿐만 아니라, 핵심 자산 개발 비용에 영향을 마친다. 따라서 이 논문에서는 비즈니스 케이스 분석을 위한 프로세스에 가변성을 상세한 수준으로 반영한다. 우리가 제안한 프레임워크를 적용하면, PLE 방법론을 적용해서 핵심 자산을 만들고 시스템을 개발할 때, 최적의 이익을 얻을 수 있을 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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