Study of the wave structure and shear layer in the vicinity of a wall mounted cavity is done by time averaged colour schlieren and time resolved instantaneous shadowgraph technique in an M=1.7 flowfield. Effect of change of cavity width on flow structure is investigated by using constant length to depth (L/D) ratio cavity models with varying length to width (L/W) ratio of 0.83 to 4. The time averaged shock wave structure was observed to change with change in cavity width. Dependence of the shock angle at the leading edge on the shear layer width is also evident from the images obtained. Unsteadiness in the flow field in terms of shear layer dynamics and quasi steady nature of shock waves was evident from the images obtained during instantaneous shadowgraph experiments. Apart from the leading and trailing edge shocks, several other waves and flow features were observed. These flow features and the associated physical phenomena are discussed in details and presented in the paper.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제12권1호
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pp.799-809
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2020
In this study, the supercavitating flow of a high-velocity moving body near air-water surface is calculated and analyzed based on a commercial CFD software ANSYS Fluent. The effect of regular wave parameters including both wave height and wavelength on the cavitating flow and force characteristics of a body at different velocities is investigated. It is found that the cavity shape, lift coefficient and drag coefficient of the body vary periodically with wave fluctuation, and the variation period is basically consistent with wave period. When the wavelength is much greater than the cavity length, the effect of wave on supercavitation is the alternating effect of axial compression and radial compression. However, when the wavelength varies around the cavity length, the cavity often crosses two adjacent troughs and is compressed periodically by the two wave troughs. With the variation of wavelength, the average area of cavity shows a different trend with the change of wave height.
In this study, we experimentally investigate the possibility of skin-friction drag reduction by series of transverse cavities in a turbulent boundary layer flow. The effects of cavity depth (d), cavity length (l) and cavity spacing (s) on the skin friction drag are examined in the range of $Re_{\theta}\;=\;4030\;{\sim}\;7360$, $d/{\theta}_0\;=\;0.13\;{\sim}1.03$, l/d = 1 ~ 4 and s/d = 5 ~ 20. We perform experiments for twenty different cavity geometries and directly measure total drag force using in-house force measurement system. In most cases, the skin friction drag is increased. At several cases, however, small drag reduction is obtained. The variation of the skin ftiction drag is more sensitive to the cavity length than to the cavity depth or cavity spacing, and drag is reduced at $s/l\;{\geq}\;10$ and $l/{\theta}_0\;{\leq}\;0.26$ irrespective of the cavity depth. At $l/\bar{\theta}_0\;=\;0.13$ and s/l = 10, maximum 2% drag reduction is achieved. When the skin friction drag is reduced, there is little interaction between the flows inside and outside cavity, and the flow changed by the cavity is rapidly recovered at the following crest. A stable vortex is formed inside a cavity in the case of drag reduction. This vortex generates negative skin friction drag at the cavity bottom wall. Although there is form drag due to the cavity itself, total drag is reduced due to the negative skin friction drag.
본 논문에서는 집속이온빔의 플라즈마원을 위한 간단한 직육면체형태의 공진 공동을 설계하고 특성연구를 수행하였다. 공진에 최적인 공동 구조는 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 이용한 전기장 분포를 통해 구체적으로 계산하였다. 공진 공동은 내부 석영관 및 플라즈마 등의 유전체의 영향을 받기 때문에 공동의 한축 길이를 변화시킬 수 있는 구조로 설계되었다. 실험적으로 관찰되는 마이크로웨이브 방전시작전압을 통해 방전에 최적인 공동 길이를 측정하여 HFSS 계산된 값과 비교하였다. 공동은 석영관으로 인한 내부 유효유전율의 변화에 의해 석영관을 고려하지 않았던 길이에 비해 10cm가 감소된 길이에서 최적화됨을 공통적으로 확인할 수 있었다. 또한 압력변화에 따른 방전시작전압은 Paschen Curve와 유사한 결과를 나타내었다. 방전이 발생한 후에는 입력전력에 따라 플라즈마 밀도가 증가하였고 플라즈마의 영향으로 감소한 유효유전율에 의해 10cm가 증가한 길이에서 최적화가 되었다. 하지만 300W이상의 높은 입력 전력에서는 마이크로웨이브가 투과할 수 없는 고밀도 플라즈마 경계층(cut off layer)이 확장하여 더 이상 공동길이 조절을 통한 공동 최적화가 불가능함을 확인하였다. 따라서 고밀도 플라즈마를 만들기 위한 마이크로웨이브 공동의 정확한 설계를 위해 마이크로웨이브가 통과할 수 없는 고밀도 플라즈마 영역을 도체로 가정하고 그 외의 저밀도 플라즈마 영역을 밀도에 고유한 특정 유전율을 가지는 유전체로 설정하여 공동 내부의 전기장 분포를 해석하는 과정이 꼭 필요하다.
In order to analyse the mechanism of a flow tone around a cavity, the correlations between the flow in the cavity and the boundary layer flow in front of the cavity are studied experimentally in this paper. The instability In the boundary layer forms the vortex at the front edge of the cavity and the flow tone is occurred by the vortex breakdown at the rear edge of the cavity Therefore, the boundary layer measurement is important in the cavity flow control. We measure the velocity of the boundary layer at the entrance of the cavity using hot-wire anemometry and the flow tone around the cavity by microphone. The boundary layer characteristic is changed by the various angle of the flap on the front edge of the cavity, while it is less influenced by the ratio of length and depth of the cavity.
광학공동 적분 투과 분광법(integrated cavity output spectroscopy, ICOS)은 파장가변 레이저와 광학공동을 이용해 미량기체의 절대 밀도를 고감도로 측정할 수 있는 실시간 흡수 분광계측 기법이다. 이 기법은 압전 소자를 이용해 길이가 변조되는 고 피네스(high finesse) 파브리-페로 공동(Fabry-Perot cavity)을 공명 투과하는 연속파 파장 변조 레이저의 적분 출력으로 부터 공동 내부 시료의 분광 흡수량을 측정하는 원리를 이용한다. 본 연구에서는 764,7nm 파장 근처에서 파장이 변조되는 외부 공진기 반도체 레이저를 광원으로 사용하고, $99.997\%$의 높은 반사율을 갖는 거울로 구성된 파브리-페로 공동을 이용해 파장에 따른 투과 감쇠 신호를 발생시키는 실험 장치를 구성하였다. 산소 기체에 대한 측정 실험을 수행한 결과, 최소 흡수계수 $8.45\times10^{-8}cm^{-1}$에 해당하는 미량기체 밀도를 측정할 수 있는 성능을 얻었다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제2권2호
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pp.100-104
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2002
A proper equivalent circuit model for coupling iris has been derived in order to compensate the length of cavity in a $TE_{011}$TEX> mode cylindrical cavity filter. A method to resolve the difference in bandwidth and feature or ripple systematically has been proposed. This method can be applied to other types of waveguide cavity filter.
스크램제트의 연소실 내부로 유입되는 공기의 속도는 초음속으로 체류 시간은 수 ms로 매우 짧다. 이 짧은 시간 안에 연료분사, 공기-연료 혼합, 연소과정이 모두 이루어져야 한다. 공기와 연료의 혼합을 증대하는 방법은 여러 가지가 제시되었다. 이중 자유류 마하수 2.5의 단일분사 방법에서의 cavity를 이용한 혼합증대 특성을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 사용된 코드는 동일조건의 실험결과와 비교하여 검증하였고 이를 통해 Cavity에 의한 혼합증대 특성을 확인할 수 있었다.
Kim, Sei-Yong;Leem, Dong-Seok;Lee, Jae-Hyun;Kim, Jang-Joo
한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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pp.499-502
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2008
Effects of a dielectric capping layer on the luminous characteristics of top emitting organic light emitting diodes (TOLEDs) have been analyzed using a classical electromagnetic theory. Special attention was given to the influence of the cavity length on the effectiveness of the capping layer. The luminance characteristics of the TOLEDs influenced by the combined effects of the cavity length and the capping layer thickness. Furthermore, these combined effects also modify the emission spectrum and pattern of the TOLEDs, which result in the improvement of total luminance of the device, but no significant change in the device out-coupling efficiency.
Yin, Xiao Lei;Wang, Ning;Yu, Xiao Dan;Li, Yu Hao;Zhang, Bo;Li, Dai Lin
Current Optics and Photonics
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제5권6호
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pp.652-659
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2021
The theoretical analysis and optimization of extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) opticalfiber humidity sensors are deeply investigated. For a typical dual-cavity structure composed of an optical fiber and a humidity-sensitive membrane (HSM), the changes in refractive index (RI) and initial length are discussed for polymer materials and porous oxide materials when relative humidity (RH) increases. The typical interference spectrum is simulated at different RH using MATLAB. The spectral change caused by changing HSM RI and initial length are simulated simutineously, showing different influences on humidity response. To deeply investigate the influence on RH sensitivity, the typical response sensitivity curves for different HSM lengths and air-cavity lengths are simulated. The results show that the HSM is the vital factor. Short HSM length can improve the sensitivity, but for HSM RI and length the influences on sensitivity are opposite, because of the opposite spectral-shift trend. Deep discussion and an optimization method are provided to solve this problem. According to analysis, an opaque HSM is helpful to improve sensitivity. Furthermore, if using an opaque HSM, a short air cavity and long HSM length can improve the sensor's sensitivity These results provide deep understanding and some ideas for designing and optimizing highly sensitive EFPI fiber humidity sensors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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