본 연구는 과산화수소와 케로신을 추진제로 하는 액체로켓엔진에 막냉각 링을 장착하여 막냉각 효과에 관한 연구를 수행하였다. 막냉각제의 유량 및 냉각장치 형상에 따른 열유속을 계산하기 위하여 축방향으로 열전대를 장착하여 온도를 측정하였다. 냉각제 유량은 총 추진제 유량의 0~20%의 유량으로 선정하여 실험을 수행하였다.
High-quality cups of deep drawing ratio of more than four cannot be simply drawn by conventional drawing and redrawing processes. In the present study, after the first deep drawing process, subsequent hydromechanical reverse redrawing with controlled radial pressure is employed. In order to increase the deep drawing ratio up to muchmore than four, the radial pressure should be controlled independently of the chamber pressure and thus an optimum forming condition can be found easily by varying the radial pressure. The process has been subjected to finite element analysis by using the rigid-platic material modeling considering all the frictional conditions induced by the hydrostatic pressure. In order to consider the pressure effect on the sheet, the pressure distributions on the flange part and the side wall part are calculated mumerically from simplified Navier-stokes equation. The comparison of the computation with the experiment has shown that the finite element modeling can be conveniently emplyed for the design of the process with reliability from the viewpoint of formability.
핀틀 형상과 위치가 고체 추진기관의 추력 성능에 미치는 영향을 공압 시험과 수치해석 기법으로 평가하였다. Fluent 해석 결과, Spalart-Allmaras 모델이 공압 시험에 얻은 노즐벽면 압력을 잘 모사하는 것으로 나타났다. 핀틀로 노즐목 크기를 감소시키면 추력은 증가하였으며, 핀틀 직경이 커질수록 핀틀 팁에 나타나는 재순환 영역의 압력에 의한 추력은 증가하지만 노즐 및 연소실 압력에 의한 추력은 감소하여 총 추력은 핀틀 직경이 작은 것 보다 감소하였다.
핀틀 움직임에 따라 노즐 팽창비와 압력비가 동시에 연소면적도 변함에 따라 노즐 내부의 유동장 구조는 물론 유동박리 특성도 변한다. 본 논문에서는 핀틀 위치가 노즐 내부 유동장 구조에 미치는 영향을 공압시험과 수치해석 기법을 이용하여 분석하였다. Fluent에서 제공하는 RANS를 위한 난류모델을 적용한 결과, Spalart-Allmaras 모델이 공압시험에 얻은 노즐벽면 압력을 잘 모사하는 것으로 나타났다. 적용된 노즐이 원뿔형 노즐이었음에도 핀틀 끝단에서 발생한 유동박리에 의한 충격파 때문에 Contoured 또는 Optimized 노즐에서 나타나는 Cap-shock pattern과 유사한 유동 구조가 나타났다.
This study was performed to obtain the basic data which could be used for the modification of the manual center-burner-type rice-husk furnace into a small scale automatic type for the multi-purpose use in the farm. For this purpose, first, the utilization feasibility of the rice-husk furnace in the farm was analyzed briefly in aspects of available amount of rice-husk for the fuel, annual operation time and replaceble amount of residential heating energy with rice-husk in the farm. For the experiment a prototype furnace geared with an automatic feeding device was fabricated, and feed rate, mold size and chimney height were changed to investigate the combustion efficiency of rice-husk and thermal efficiency of the furnace. Also, optimum and limiting operational factors were observed in each treatments. The results obtained are summarized as follows. 1. If the rice-husk is intensively used for residential heating in the farm for winter season, on an average 51 percent of the total heating energy can be replaced with the rice-husk. Therefore, development of a small scale automatic rice-husk furnace was recognized to be feasible. 2. The operational condition depending on husk-feed rates was very important factor for successive steady burning operation of the given furnace. When the feed-rate was 1.5 kg/hr, the top of the burning zone should be kept at the position about 55 cm from the bottom of the combustion chamber with the periodic removal of ash (termed as steady state position), which was 18 cm above the mold waist. When the feed rates were 2.4 kg/hr and 3.0 kg/hr, the steady state position was at about 4 cm above the mold waist. 3. The mold size affected inflow rate of air into the furnace and consequently CO content in the exhaust gas. The relatively bigger mold gave positive effect on the air-inflow rate. 4. When the husk-feed rates were 1.5 kg/hr, 2.4 kg/hr, 3.0 kg/hr, the combustion efficiencies of the rice-husk were 98.5%, 97.4% and 95.0%, the thermal efficiencies of the furnace were 93.4%, 93.2% and 87.6%, and CO content in the exhaust gas were 1.21%, 1.03%, and 2.43%, respectively. The air-inflow rates were decreased with the increase of feed rates. When the amount of excess air was 30-40%, the CO content in the exhaust gas was at the minimum level. 5. When the chimney height was lowered from 260 cm to 96 cm, the air-inflow rate was slightly decreased, but the average temperature in the combustion chamber, CO content in the exhaust gas and combustion and thermal efficiencies were not changed significantly. 6. The incidental problems associated with the protytype furnace were accumulation of the ash inside the mold, accumulation of the cinder between the outer-drum of the furnace and the combustion chamber wall, and accumulation of the cinder in the chimney.
본 연구에서는 공기와 연료의 혼합을 원활하게 함으로써 완전연소가 가능하도 록 하기 위하여 이용되는 스월 및 스쿼시 유동이 연소실 내부유동장 변화에 미치는 영 향을 조사하기 위하여 흡입행정 및 연료분무 직전까지의 압축행정에 대해 연소실 내부 유동장을 수치해석하고자 한다.수치해석에는 EPISO-SPRAY 코드를 수정, 보완하여 이용했는데 이 코드는 미국 Los Alamos 연구소를 중심으로 개발된 CONCHAS 계열이나 KIVA 계열의 코드와는 달리 밸브의 개폐운동을 처리할수 있도록 구성되어 있다. 난류모델은 피스톤의 압축 및 팽창에 따른 밀도변화를 고려하여 수정한 k-.epsilon. 모델을 이용한다. 계산은 편심밸브를 갖는 두가지 연소실 형상, 즉 피스톤 보울이 없는 경 우와 피스톤 보울이 있는 경우의 연소실에 대해 선회비를 변화시키며 ATDC 0도부터 ATDC 340도까지의 연료분무가 없는 경우의 3차원 유동장 해석을 통해 흡입 공기가 갖 는 스월과 압축행정 말기에 보울 형상에 따라 발생하는 스쿼시 유동이 유동장 변화에 미치는 영향을 조사하고 기존의 실험치 및 수치해석 결과들과 정성적으로 비교하고자 한다.
Hydrogen was produced by water plasma excited in very high frequency inductively coupled tube reactor. Mass spectrometry was used to monitor gas phase species at various process conditions. Water dissociation rate depend on the process parameters such as ICP power, flow-rate and pressure. Water dissociation percent in ICP reactor decrease with increase of chamber pressure and $H_2O$ flow rate, while increase with increase of ICP power. In our experimental range, maximum water dissociation rate was 65.5% at the process conditions of 265 mTorr, 68 sccm, and 400 Watt. The effect of $CH_4$ addition to a water plasma on the hydrogen production has been studied in a VHF ICP reactor. With the addition of $CH_4$ gas, $H_2$ production increases to 12% until the $CH_4$ flow rate increases up to 15 sccm. But, with the flow rate of $CH_4$ more than 20 sccm, chamber wall was deposited with carbon film because of deficiency of oxygen in gas phase, hydrogen production rate decreased. The main roles of $CH_4$ gas are to reacts with O forming CO, CHO and $CO_2$ and releasing additional $H_2$ and furthermore to prevent reverse reaction for forming $H_2O$ from $H_2$ and $O_2$. But, $CH_4$ addition has negative effects such as cost increase and $CO_x$ emission, therefore process optimization is required.
연약지반에 적용하여 인력 및 장비의 진입을 용이하게 함은 물론 나아가 가시설이나 소형구조물의 기초로서의 역할도 가능한 간편하고 효율적인 공법의 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 얕은기초에 설치되는 저면돌출벽의 지내력 증대 효과를 확인하고 간격과 길이에 따라 연약지반상 기초의 지내력이 어떻게 달라지는가를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 재하장치가 설치된 토조에 연약지반을 조성하고 다양한 간격과 길이의 저면돌출벽을 가진 모형기초에 대해 재하시험을 실시하여 지지력과 침하량을 측정하였다. 그 결과 연약지반에서 얕은기초에 저면돌출벽을 장치하면 지내력 증대 효과를 얻을 수 있으며 돌출벽의 길이가 길수록, 개수가 증가할수록 전반적으로 지내력은 증가하는 양상을 보였다. 또한 저면돌출벽의 길이 대 폭 비가 1일 때 즉, 돌출벽과 기초 저면이 이루는 형상이 정사각형일 때 최적의 효과를 보이며 이 경우 지내력은 약 25% 증대된다.
엔진 실린더 내부의 난류유동 특성은 내연기관의 열효율을 결정하는 매우 중요한 역할을 한다. 실린더 내 난류유동은 복잡한 3차원 유동으로 유동특성에 대한 자세한 정보는 엔진설계의 최적화를 위해 필수적이다. 균일 예혼합 압축착화(HCCI) 엔진은 가솔린과 디젤엔진 사이의 하이브리드 연소개념이다. 실린더 내 기체의 난류유동은 운동량과 열의 혼합 및 전달률을 증가시키므로 벽면에서의 열전달에 관여하여 HCCI 연소 과정에 중요한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 연소실 형상에 따른 연소실 내의 기체 난류유동을 LES 모델을 사용한 전산수치해석을 통해 분석하여 HCCI 엔진 연소과정에 미치는 영향을 확인하였고 연구결과는 HCCI 엔진에서 연소실 형상에 따른 연소 특성과 엔진 성능을 개선하기 위한 기본적인 지침에 활용될 수 있다.
Rb-82 dynamic PET과 이중적분법에 의한 국소 심근 혈류측정 연구를 시행하고자 실험 개를 이용한 심근 경색 모델과 허혈성 심근질환에서 좌심실 입력함수에 의한 정상 및 관류결손 심근에서의 혈류를 측정하였다. 이중적분법이 선형회귀모델에 의한 혈류측정방법에 비하여 안정도가 높고 심근내혈류가 선형적인 가정을 배제할 수 있어 사용 가능한 방법이 될 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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