Turbulent boundary layer over an underwater vehicle is formed when it moves underwater and wall pressure fluctuation within the turbulent boundary layer generates flow-induced noise by exciting the elastic hull of the underwater vehicle. One of the methods to reduce this flow noise is to attach a compliant layer on the surface of the vehicle. In order to observe the possibility of noise reduction in the water when the compliant layer treatments are applied on the surface, three types of specimens those are a bare steel plate, a steel plate coated with neoprene and a steel plate with polyurethane coating material are tested at various flow speeds in a low noise cavitation tunnel. This paper presents the results of measurements and analysis of wall pressure fluctuations which is a main source of flow noise, within the turbulent boundary layer on three specimens. Its results could be shown that about 10dB reduction of wall fluctuation pressure at high frequencies was achieved due to the dissipation of turbulent energy by the compliant coating while it makes the turbulent boundary layer thicker and changes the behavior of turbulent flow in the layer.
Shah, Rehan Ali;Islam, S.;Siddiqui, A.M.;Haroon, T.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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v.15
no.3
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pp.201-222
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2011
In the present work, the mathematical model of wire coating in a straight annular die is developed for unsteady second grade fluid in the form of partial differential equation. The Optimal Homotopy Asymptotic Method (OHAM) is applied for obtaining the solution of the model problem. This method provides us a suitable way to control the convergence of the series solution using the auxiliary constants which are optimally determined.
A new pressurized sol-gel coating technique forming membrane layers inside pores of the porous support by the simple operation has been developed. Crack-free and reproducible nanoparticulate silica membranes supported on the porous $\alpha$-alumina tube are synthesized by pressurized coating at 600kPa for 2hr. The pore radius and N2 gas permiability at the room temperature of silica membrane layers are 8$\AA$ and 7.0$\times$10-7mol/$m^2$.s.Pa, respectively. The mechanism of N2 gas transfer through synthesized membrane layers is the perfect Knudeen flow, and the thermal stability of the silica composite membranes is excellent upto 40$0^{\circ}C$.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.23
no.10
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pp.88-95
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2006
Cold gas dynamic spray is a relatively new coating process by which coatings can be produced without significant heating during the process. Cold-spray uses supersonic gas flow to carry metallic powders to the substrate. Its low process temperature can minimize thermal stress and also reduce the deformation of the substrate. Most researches on cold-spray have focused on micro scale coating, but in this study macro scale deposition was conducted. Properties of aluminum layer by cold-spray deposition such as coefficient of thermal expansion (CTE), modulus of elasticity. hardness, and electric conductivity were measured. The results showed that properties of aluminum layer by cold-spray deposition were different from properties of pure aluminum and aluminum alloy.
Borosilicate, $B_2O_3$ and BN derived from liquid precursors have been tested as shielding materials for the long period of oxidation resistance of C/BN composites at $650^{\circ}C$. Borosilicate coating displayed excellent oxidation resistance and low moisture absorbance, while $B_2O_3$ and BN were less effective in elevating the oxidation resistance. The enhancement of the oxidation resistance was explained as self-healing effect by viscous flow of the borosilicate glass over Tg, resulting in the reduction of the exposed carbon fibers in a BN matrix.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.15
no.4
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pp.208-217
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1982
To study the effect of TiC coating on weight change, microhardness, wear and heat - resistance of TiC layer, chemical vapour deposition on the various substrates has been carried out with the gaseous mixture of TiCl4, toluene, and H2 in the temperature range of 900 - 1000$^{\circ}C$. The results obtained are as follows ; (1) There is a limited value of carrier and reductant H2 gas flow rate, above which deteriorate effect on the TiC depoition arises (2) Increased thickness of TiC layer was resulted with increasing temperature and time. Better deposition was obtained with stainless steels and the best results were introduced by cobalt coating of substrates. (3) Wear resistance of the TiC coated specimen improved markedly. Heat resistivity of the coated steel showed excellent result, whereas the coated stainless Steels were infer-ior to the substrate.
A study on the sloshing flow of highly-viscous fluid in a rectangular box was made by both of theoretical approach and experimental visualization method. Assuming a smallness of external forcing to oscillate the container, it was investigated a linear sloshing flow of highly-viscous fluid utilizing asymptotic analysis by Taylor-series expansion as a small parameter Re (≪1) in which Re denotes Reynolds number. The theory predict that, during all cycles of sloshing, a linear shape of free surface will prevail in a bulk zone and it has confirmed in experiment. The relevance of perfect slip boundary condition, adopted in theoretical approach, to the bulk zone flow at the container wall was tested in experiment. It is found that quasi-steady coated thin film, which makes a lubricant layer between bulk flow and solid wall, is generated on the wall and the film makes a role to perfect slip boundary condition.
Fe-based amorphous coatings were fabricated on a soda-lime glass substrate by the vacuum kinetic spray method. The effect of the gas flow rate, which determines particle velocity, on the deposition behavior of the particle and microstructure of the resultant films was investigated. The as-fabricated microstructure of the film was studied by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). Although the activation energy for transformation from the amorphous phase to crystalline phase was lowered by severe plastic deformation and particle fracturing under a high strain rate, the crystalline phases could not be found in the coating layer. Incompletely fractured and small fragments 100~300 nm in size, which are smaller than initial feedstock material, were found on the coating surface and inside of the coating. Also, some pores and voids occurred between particle-particle interfaces. In the case of brittle Fe-based amorphous alloy, particles fail in fragmentation fracture mode through initiation and propagation of the numerous small cracks rather than shear fracture mode under compressive stress. It could be deduced that amorphous alloy underwent particle fracturing in a vacuum kinetic spray process. Also, it is considered that surface energy caused by the formation of new surfaces and friction energy contributed to the bonding of fragments.
Park, Sunyoung;Kang, Hyungyu;Byun, Doyoung;Cho, Dae-Hyun
Tribology and Lubricants
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v.37
no.2
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pp.71-76
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2021
As opposed to using fossil fuels, we need to use eco-friendly resources such as sunlight, raindrops and wind to produce electricity and combat environmental pollution. A triboelectric nanogenerator (TENG) is a device that converts mechanical energy into electricity by inducing repetitive contact and separation of two dissimilar materials. During the contact and separation processes, electron flow occurs owing to a change in electric potential of the contacting surface caused by contact electrification and electrostatic induction mechanisms. A solid-solid contact TENG is widely known, but it is possible to generate electricity via liquid-solid contact. Therefore, by designing a hydrophobic TENG, we can gather electricity from raindrop energy in a feasible manner. To fabricate the superhydrophobic surface of TENGs, we employ a dip coating technique to synthesize an octadecylamine (ODA)- and polydimethylsiloxane (PDMS)-based coating on polyethylene terephthalate (PET). The synthesized coating exhibits superhydrophobicity with a contact angle greater than 150° and generates a current of 2.2 ㎂/L while water droplets fall onto it continuously. Hence, we prepare a box-type TENG, with the ODA/PDMS coating deposited on the inside, and place a 1.5 mL water droplet into it. Resultantly, we confirm that the induced vibration causes continuous impacts between the ODA/PDMS coating and the water, generating approximately 100 pA for each impact.
Two-dimensional stagnation flow toward a plane wall coated with magnetic fluid of uniform thickness is investigated. The flow field is represented as a similarity solution of the Navier-Stokes equation for this incompressible laminar flow. The resulting third order ordinary differential equation is solved numerically by using the shooting method and by determining two shooting parameters so as to satisfy the boundary and interface conditions. Features of the flow including streamline patterns are investigated for the varying values of density ratio, viscosity ratio, and Reynolds number. An adverse flow with double eddy pair in magnetic fluid region is found to emerge as the Reynolds number becomes higher than a threshold value. The results for the interface velocity, interface and wall shear stress, and boundary layer and displacement thickness are also presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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