• 제목/요약/키워드: Axial-flow

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헬륨 기체분류의 정상적 비정상적 거동에 관한 연구 (A Study on Steady and Unsteady Behavior of Helium Jet in the Stationary Atmosphere)

  • 김봉곤;서용권;하종률;권순석
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.34-45
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    • 1993
  • This study aims to analyze the mixing characteristics of hydrogen considered as a new fuel for internal combustion engines. As the physical property of helium gas is similar to that of hydrogen, helium gas was used in this study. To analyze the steady and unsteady behavior of jet, helium gas was injected into the stationary atmosphere at the normal temperature and pressure. Concentration of helium gas in the center of jet flow is in inverse proportion with axial distance from the nozzle tip. This agrees with the free jet theory of Schlichting. The relative equation for dimensionless concentration to radial/axial distance the axial distance of potential core region, the cone angle a of the jet flow and the relative equation for arriving distance of the front of jet flow to the lapse of time are obtained. But free jet theory of Schlichting in the dimensionless concentration is not in agreement with the present experimental results of the distance of the radial direction. It needs more study. When the arrival frequency of jet flow is used as a parameter, the transition area changing from unsteady flow area into steady flow area becomes gradually wider downstream, but its ratio for the whole unsteady flow area gradually decreases.

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축류팬 및 슈라우드 개선을 통한 공조기 저소음화에 대한 연구 (Study on Noise Reduction of an Air Conditioner through Modification of Axial Flow Fans and Shrouds)

  • 김창준;윤홍열;정용규;박영민
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.380-387
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    • 2000
  • In this paper, a successful result of modification of an axial flow fan and a shroud for noise reduction of a window type air conditioner is presented especially in order to verify the importance of blade shape improvement and the searching for the optimal shape of shrouds. Effective ways to work out the result as mentioned above are to make the tip of the blade varied in thickness and to have special shapes. From the viewpoint of the shape in a shroud, several cases were examined and the particular value of a design parameter of the shroud was acquired to get the best noise reduction of an air conditioner. Through the application of the methods, the air conditioner became less noisy by 4.5 dB(A) in terms of air-borne noise produced only by the axial flow fan and consumed less energy by 20.9% compared to the current one.

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심장 내 이식형 축류 혈액 펌프용 자성 유체 축봉의 내압 특성 (Characteristics of the Sealing Pressure of a Magnetic Fluid Shaft Seal for Intra-Cardiac Axial Flow Blood Pumps)

  • 김동욱
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제51권10호
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    • pp.477-482
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    • 2002
  • One of the key technologic requirements for rotary blood pumps is the sealing of the motor shaft. A mechanical seal, a journal bearing, magnetic coupling, and magnetic suspension have been developed, but they have drawbacks such as wear, thrombus formation, and power consumption. A magnetic fluid seal is durable, simple, and non power consumptive. Long-term experiments confirmed these advantages. The seal body was composed of a Nd-Fe-B magnet and two pole pieces; the seal was formed by injecting magnetic fluid into the gap (50${\mu}m$) between the pole pieces and the motor shaft. To contain the ferro-fluid in the seal and to minimize the possibility of magnetic fluid making contact with blood, a shield with a small cavity was attached to the pole piece. While submerged in blood, the sealing pressure of the seal was measured and found to be 31kPa with magnetic fluid LS-40 (saturated magnetization, 24.3 KA/m) at a motor speed of 10,000 rpm and 53kPa under static conditions(0mmHg). The specially designed magnetic fluid seal for keeping liquids out is useful for axial flow blood pumps. The magnetic fluid seal was incorporated into an intra-cardiac axial flow blood pump.

피치각과 날개 길이에 따른 축류팬의 성능 (Effect of Pitch Angle and Blade Length on an Axial Flow Fan Performance)

  • 전성택;조진표
    • 설비공학논문집
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    • 제25권1호
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    • pp.43-48
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    • 2013
  • In this study, the performance of an impeller according to blade length and pitch angle was studied experimentally by building a variable pitch impeller while changing blade length to review the effect of blade length and pitch angle on a fan's performance. The pitch angle was changed in six steps from $20^{\circ}{\sim}45^{\circ}$ at intervals of $5^{\circ}$ while the blade lengths were changed to 90 mm, 100 mm, 110 mm and 120 mm with an identical airfoil shape while carrying out the experiment. The results are summarized as follows: The air flow per static pressure of axial fans increased linearly with increase of pitch angle, but the high static pressure showed a decrease at a pitch angle of $35^{\circ}$. The shaft power increased proportionally to the pitch angle at all blade lengths; the larger the pitch angle, the larger the measured increase of shaft power. This is because the drag at the fan's front increases with the pitch angle. In the axial fans considered in this research, the flow and increase of static pressure amount increased up to a pitch angle of $30^{\circ}$ but decreased rapidly above $35^{\circ}$.

축류팬 날개 끝 윙렛 형상의 적용 유무에 따른 공기역학적 성능 및 유동 소음에 관한 수치적/실험적 연구 (Numerical and experimental investigations on the aerodynamic and aeroacoustic performance of the blade winglet tip shape of the axial-flow fan)

  • 유서윤;정철웅;김종욱;박병일
    • 한국음향학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.103-111
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    • 2024
  • 축류팬은 상대적으로 저압의 유동 영역에서 유동을 수송하기 위해 사용되며, 다양한 설계 변수에 대해 설계된다. 축류팬의 날개 끝 형상은 유동 및 소음 성능에 지배적인 역할을 수행하며 이에 대한 대표적인 유동 현상으로 날개 끝에서 발생하는 날개 끝 와류와 누설 와류가 있다. 이러한 3차원 유동 구조를 제어하기 위해 다양한 연구가 수행되어 왔으며, 항공기 분야에서 날개 끝 와류를 억제하고 효율을 증가시키기 위해 윙렛 형상이 개발되었다. 본 연구에서는 에어컨 실외기용 축류팬 날개에 적용된 윙렛 형상의 영향을 분석하기 위한 수치적, 실험적 연구를 수행하였다. 3차원 유동 구조 및 유동 소음을 수치적으로 분석하기 위해 unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Ffocws-Williams and Hawkings(FW-H) 방정식을 전산유체역학 기법에 기초하여 수치 해석하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해 수치 기법의 유효성을 검증하였다. 윙렛 형상에 따른 날개 끝 와류와 누설 와류의 형성의 차이를 3차원 유동장을 통해 비교하고, 그에 따른 공기역학적 성능을 정량적으로 비교하였다. 또한, 예측 유동장을 바탕으로 소음을 수치적으로 모사하여 윙렛 형상이 유동 소음 측면에 미치는 영향을 분석하였다. 대상 팬 모델의 시제품을 제작하여 유동 및 소음 실험을 실시하여 실제 성능을 정량적으로 평가하였다.

축류식 In-line duct fan의 공력특성에 관한 전산해석 (Numerical Analyses on the Aerodynamic Characteristics of an Axial Type In-line Duct Fan)

  • 조이상;안광원;조진수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • 축류식 인라인 덕트팬의 개밥을 위해 엇회전식 측류팬의 공력 특성에 관한 수치해석을 수행하였다. 기존의 동익과 정익으로 구성된 축류팬의 설계기법을 확장하여, 서로 반대방향으로 회전하는 전단 동익과 후단 동익의 블레이드 형상을 설계하였다. 그리고, 압축기나 터빈 등의 터보기계 관통 유동 해석 기법인 행렬법을 엇회전식 축류팬에 적용하였고, 주파수영역 패널법을 확장하여 엇회전식 축류팬의 공력 해석 및 성능 예측을 수행하였다. 엇회전식 축 류팬의 관통 유동 해석 결과, 전단 동익과 후단 동익의 허브 부분에서 많은 유통 손실이 발생했다. 그리고, 주파수 영역 패널법을 이용한 공력 해석을 통해 블레이드의 유동손실이 주로 블레이드 전연에서 나타남을 알 수 있었고 성능 특성이 약간 과도하게 예측되었다.

심장내 이식형 축류 혈액펌프 용혈특성에 관한 연구 (A Study on Hemolysis Characteristics of Intra-Cardiac Axial Flow Blood Pump)

  • 김동욱
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.353-362
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    • 2000
  • 축류형 혈액펌프에서 발생하는 용혈이 이 펌프의 성공여부를 결정짓는 주요한 요인의 하나이다. 지금까지는 용혈을 알아내기 위해서는 in-vitro 적인 실험에 의하여 용혈량을 추정하였으나, 수치유체해석에 의한 용혈량의 추정이 가능하다고 생각된다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 형태의 임펠러에 대하여, 난류모델은 k-$\varepsilon$모델을 사용하여 3차원 수치유체역학 해석을 시도하였다. 수치유체해석에 있어서는 펌프 유입측에 입자를 흘려 넣어 이 입자가 매일 10ms마다 받는 난류에너지를 구하여 전단응력으로 환산하였다. 해석결과 전단응력은 주로 임펠러의 후방에서 나타나는 것을 알 수 있었다. 수치유체해석결과의 신뢰성을 확인하기 위하여 임펠러의 in-vitro 실험에 의한 용혈시험 결과를 비교하였으나, 양자 사이에 상관도는 높은 것을 알 수 있었다. 상기한바와 같이 유체 해석에 의한 용혈 예측은 물론 용혈이 발생하는 주요 부위의 예측이 가능함을 시사하고 있어, 축류형 혈액펌프 개발시 용혈 특성 개선을 위한 설계도구로써의 유용함을 확인하였다.

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성층화된 Taylor-Couette 유동에 대한 전산해석적 연구 (Numerical Simulation of Stratified Taylor-Couette Flow)

  • 황종연;양경수;김동우
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권7호
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    • pp.630-637
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    • 2006
  • The flow regimes for a Taylor-Couette flow with a stable, axial stratification in density are investigated using numerical simulation. The flow configuration identical to that in the experiment of Boubnov, et al. (1995) is considered in the present research. The main objectives of this investigation are to verify the experimental and numerical results carried out by Boubnov, et al. and Hua et al. (1997), respectively, and to further study the detailed flow fields and flow bifurcations. With increasing buoyancy frequency of the fluid (N), the stratification-dominated flow regime, called the S-regime, is observed. It is also confirmed that the important effect of an axial density stratification is to stabilize the flow field. The present numerical results are in good agreement with Boubnov, et al. and Hua et al.'s observations.

축류터빈 내부의 3차원 압축성 점성 유동특성에 관한 수치 시뮬레이션 (Numerical Simulation of Three-Dimensional Compressible Viscous Flow Characteristics in Axial-Flow Turbines)

  • 정희택;정향남
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.42-48
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    • 2004
  • Numerical simulation of viscous compressible flow in turbomachinery cascade involves many problems due to the complex geometry of blade but also flow phenomena. In the present study, numerical investigations have been performed to examine the three-dimensional flow characteristics inside the transonic linear turbine cascades using a commercial code, FLUENT. Multi-block H-type grids are applied to the high-turning turbine rotor blades and comparisons with the experimental data and the numerical results have been done. In addition, the effects of turbulence models on the prediction of the endwall flows are analyzed in the sense of the flow compressibility.

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뒷판이 있는 소형 프로펠러 팬의 성능 및 유동특성 (The performance and flow characteristics of a small propeller fan with a back-plate)

  • 강신형;김진권;이승배
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권4호
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    • pp.1491-1500
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    • 1996
  • Unstable performance deterioration was found on the performance curve of a small propeller fan with a back plate. To investigate this phenomenon and the effects of the back-plate on the performance of the fan, performance tests and flow measurement using 3-hole pitot tube were carried out. Measurements showed that when the flow rate is small, the radial flow dominates, and when the flow rate is large, the axial flow dominates. Performance characteristic of the propeller fan changes from radial to axial type as the flow rate increases. Unstable performance changes are the result of type change of the flow through the fan.