Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.9
no.1
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pp.61-66
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2005
A theoretical analysis is developed for an annular-injection-type supersonic ejector having a second-throat downstream the ejector under the assumption that the Fabri choking is placed in mixing chamber. Non mixing theory is applied to formulate secondary flow pressure in the region between inlet of the mixing chamber and Fabri choking. To describe the shock standing at the inlet of the mixing chamber, two dimensional oblique shock relations are used and it is assumed that the shock affects only primary flow at Fabri choking plane. Physical constraint, which is that primary flow pressure and secondary flow pressure are same at Fabri choking plane, is added. In conclusion, it agrees well with experiments in case of small contracting angle of mixing chamber, under 4degrees.
This paper is concerned with the analytical derivation of natural sloshing frequencies of liquid in annular cylindrical tank and its verification by experiment. The whole liquid domain is divided into three simple sub-regions, and the region-wise linearized velocity potentials are derived by the separation of variables. Two sets of matrix equations for solving the natural sloshing frequencies are derived by enforcing the boundary conditions and the continuity conditions at the interfaces between sub-regions. In addition, the natural sloshing frequencies are measured by experiment and the numerical accuracy of the proposed analytical method is verified through the comparison between the analytical and experimental results. It is confirmed that the present analytical method provides the fundamental sloshing frequencies which are in an excellent agreement with the experiment. As well, the effects of the tank radial gap, the bottom flow gap and the liquid fill height on the fundamental sloshing frequency are parametrically investigated.
In order to monitor a rotating cylindrical separator for radioactive waste, an electrical resistance method is proposed and its mathematical model is investigated. In a rotating radioactive waste separator, the electrical resistance between a pair of electrodes mounted on the inner wall of the vessel is related to the thickness of annular region of insoluble particle formed around the periphery and the concentration of the insoluble particle in that region. This work presents an analytical relationship among the aforementioned parameters based on a two-dimensional solution to the electrical potential equation and an empirical conductivity-concentration relation. Also, the feasibility of electrical resistance method for monitoring rotating cylindrical separators is discussed.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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v.2
no.1
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pp.13-20
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2009
The effects of positively bowed blade on the aerodynamic performance of annular compressor cascades with large camber angle were experimentally investigated under different incidences. The distributions of the exit total pressure loss and secondary flow vectors of compressor cascades were analyzed. The static pressure was measured by tapping on the cascade surfaces, and the ink-trace flow visualizations were conducted. The results show that the value of the optimum bowed angle and optimum bowed height decrease because of the increased losses at the mid-span with the increase of the caber angle. The C-shape static pressure distribution along the radial direction exists on the suction surface of the straight cascade with large r camber angles. When bowed blade is applied, the larger bowed angle and larger bowed height will further enhance the accumulation of the low-energy fluid at the mid-span, thus deteriorate the flow behavior. Under $60^{\circ}$ camber angle, flow behavior near the end-wall region of some bowed cascades even deteriorates instead of improving because the blockage of the separated flow near the mid-span keeps the low-energy fluid near the end-walls from moving towards the mid-span region, and as a result, a rapid augmentation of the total loss is easy to take place under large bowed angle. With the increase of camber angle, the choice range of bowed angle corresponding to the best performance in different incidences become narrower.
Kim, Dong-Yeob;Hong, Soon-Ku;Chung, Tae-Hoon;Lee, Sang Hern;Baek, Jong Hyeob
Korean Journal of Materials Research
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v.25
no.1
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pp.1-8
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2015
This study suggested comprehensive structural characterization methods for the commercial blue light emitting diodes(LEDs). By using the Z-contrast intensity profile of Cs-corrected high-angle annular dark field scanning transmission electron microscope(HAADF-STEM) images from a commercial lateral GaN-based blue light emitting diode, we obtained important structural information on the epilayer structure of the LED, which would have been difficult to obtain by conventional analysis. This method was simple but very powerful to obtain structural and chemical information on epi-structures in a nanometer-scale resolution. One of the examples was that we could determine whether the barrier in the multi-quantum well(MQW) was GaN or InGaN. Plan-view TEM observations were performed from the commercial blue LED to characterize the threading dislocations(TDs) and the related V-pit defects. Each TD observed in the region with the total LED epilayer structure including the MQW showed V-pit defects for almost of TDs independent of the TD types: edge-, screw-, mixed TDs. The total TD density from the region with the total LED epilayer structure including the MQW was about $3.6{\times}10^8cm^{-2}$ with a relative ratio of Edge- : Screw- :Mixed-TD portion as 80%: 7%: 13%. However, in the mesa-etched region without the MQW total TD density was about $2.5{\times}10^8cm^{-2}$ with a relative ratio of Edge- : Screw- :Mixed-TD portion of 86%: 5%: 9 %. The higher TD density in the total LED epilayer structure implied new generation of TDs mostly from the MQW region.
Flame characteristics in a double concentric burner has been studied experimentally. Air is supplied through a central nozzle, methane/air premixture is supplied in a inner annular part, and coflowing shield air is supplied to minimize outside disturbances. Depending on flow rate and concentration, various flame shapes can be observed. As the flow rate difference between central air jet and annular premixed jet is varied, several distinctive flames are observed. Conditions of partially premixed flames are further investigated; nozzle attached rich premixed flame, inner lifted flame, and outer lifted flame. Using the Abel transformation of digitized images of flames, cross- sectional images of flames can be obtained, from which overall structure of flames can be identified. PLIF measurement of OR radical was also conducted. OR radicals were mainly distributed in diffusion flame region. From the difference of OR distribution between nozzle attached and lifted flames, similarity of OR distribution between tribrachial flame and lifted flames in this study are observed.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.29
no.4
s.235
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pp.485-494
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2005
For the extensive investigation of local heat/mass transfer on the near-tip surface of turbine blade, experiments were conducted in a low speed stationary annular cascade. The turbine test section has a single stage composed of sixteen guide vanes and blades. The chord length and the height of the tested blade are 150 mm and about 125 mm, respectively. The blade has flat tip geometry and the mean tip clearance is about $2.5{\%}$ of the blade chord. Detailed mass transfer coefficient on the blade near-tip surface was obtained using a naphthalene sublimation technique. The inlet flow Reynolds number based on chord length and incoming flow velocity is changed from $1.0{\times}10^{5}\;to\;2.3{\times}10^{5}.$ Extremely complex heat transfer characteristics are observed on the blade surface due, to complicated flow patterns, such as flow acceleration, laminarization, transition, separation bubble and tip leakage flow. Especially, the suction side surface of the blade has higher heat/mass transfer coefficients and more complex distribution than the pressure side surface, which is related to the leakage flow. For all the tested Reynolds numbers, the heat/mass transfer characteristics on the turbine blade are the similar. The overall averaged $Sh_{c}$ values are proportional to $Re_{c}^{0.5}$ on the stagnation region and the laminar flow region such as the pressure side surface. However, since the flow is fully turbulent in the near-tip region, the heat/mass transfer coefficients are proportional to $Re_{c}^{0.8}.$
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.21
no.7
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pp.891-899
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1997
This paper presents the results of a detailed experimental examination of fully developed asymmetric flows between annular tubes with square-ribbed surface roughness. The main emphasis of the research has been on establishing the turbulence structure, particularly in the central region of the channel where the two dissimilar wall flows interact. Measurements have included profiles of time mean velocities, turbulence intensities, turbulent shear stresses, triple velocity correlations, skewness, and flatness. The region of greatest interaction is characterized by strong diffusional transport of turbulent shear stress and kinetic energy from rough toward the smooth wall region, giving rise to an appreciable separation between the planes of zero shear stresses depending on positions of roughness on the walls.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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1996.05a
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pp.1-3
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1996
The characteristics of fretting wear are reviewed. Fretting damage depends on slip amplitude and classified into three groups: (1) an annular damage according to Mindlin's analysis at microslip region, (2) strong adhesive deformation without loose wear particles at the intermediate region, and (3) formation of fine oxide particles at the gross slip region. The critical slip amplitude of fretting is the boundary between (2) and (3). The boundary slip amplitude depends on normal load. The wear rate increases and saturates with increasing slip amplitude. But it is constant by considering the critical amplitude. The role of oxide particles are discussed. Three different actions are noted: accelerating wear, preventing wear and insignificant effect. The oxide shows two opposing effect depends on normal load and slip amplitude. This is related to the removal rate from the interface (abrasive action) and compaction rate at the interface to form a protective layer. The effect of oxidation is significant to determine the wear and friction. The diffusion of oxygen is restricted at the small amplitude. As a result, crack formation at the boundary is a predominant damage, related to fretting fatigue damage.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.29
no.4
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pp.377-383
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2005
This paper deals with the flow characteristics of air-water two-phase flow in a vertical tube of 10mm I.D. and 600mm in length at an adiabatic condition. The obtained experimental data were covered with the liquid superficial velocity ranging from 0.095m/s to 2.56m/s. and the gas superficial velocity ranging from 0.032m/s to 21.08m/s. The effects of the gas and liquid superficial velocity on the flow pattern transitions, frictional pressure drop, and film thickness and gas-liquid interface roughness were also examined. It was found that the film thickness increased and the liquid film wave length was more longer with the liquid superficial velocity $j_L$ increasing at $j_G$ constant. It was also showed that the frictional pressure drops were experienced in three regions. namely increasing region(bubbly flow), decreasing region (Taylor bubble and slug flows) and re-increasing region (annular flow).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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