• 한국결정성장학회지
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• 제32권1호
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• pp.16-24
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• 2022

A computational study of combined thermal and solutal convection (double diffusive convection) in a sealed crystal growth reactor is presented, based on a two-dimensional numerical analysis of the nonlinear and strongly coupled partial differential equations and their associated boundary conditions. The average Nusselt numbers for the source regions are greater than those at the crystal regions for 9.73 × 10³ ≤ Gr_t ≤ 6.22 × 10⁵. The average Nusselt numbers for the source regions varies linearly and increases directly with the thermal Grashof number form 9.73 × 10³ ≤ Gr_t ≤ 6.22 × 10⁵ for aspect ratio, Ar (transport length-to-width) = 1 and 2. Additionally, the average Nusselt numbers for the crystal regions at Ar = 1 are much greater than those at Ar = 2. Also, the occurrence of one unicellular flow structure is caused by both the thermal and solutal convection, which is inherent during the physical vapor transport of Hg₂Br₂. When the aspect ratio of the enclosure increases, the fluid movement is hindered and results in the decrease of thermal buoyancy force.

• 한국해양공학회지
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• 제6권2호
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• pp.143-150
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• 1992

Numerical simulation is made of a stably stratified salt-water solution due to lateral heating in an equilateral trapezoidal enclosure using boundary-fitted coordinate in grid generation. Results show four types of the global fluid pattern depending on the buoyancy ratio in the enclosure, i.e., unicell flow pattern for the low buoyancy ratio, layered flow pattern for the increasing buoyancy ratio, layered flow pattern with stagnant zone for the relatively high buoyancy ratio and stagnant flow pattern for the much higher buoyancy ratio.

• 태양에너지
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• 제12권3호
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• pp.107-115
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• 1992

혼합물의 응고과정에서 온도구배와 농도구배에 의한 복합자연대류의 영향을 정성적으로 알아보기 위하여 이원용액의 응고과정을 실험적으로 연구하였다. 이원용액으로는 $NH_4Cl-H_2O$용액을 사용하였으며 shadowgraph system을 이용하였다. 사진에서 고상영역과 mushy zone의 구별이 불가능하여, 이 두 영역을 합하여 고상으로 취급하였다. 자연대류의 영향으로 상변화물질은 매우 빨리 성층화가 이루어지며, 벽면으로부터 형성되는 고상은 초기에는 높이의 20%되는 곳이 가장 빨리 응고가 진행되어 고상의 두께는 이 지점으로부터 상하로 선형적으로 감소하는 형태를 유지한다. 그러나 고상이 많이 형성된 부분의 열저항은 증가하게 되므로 시간이 지남에 따라 두께가 균일화되려는 경향을 보였다. 응고질량비를 $(Ste{\cdot}Ra^{1/4})^{2-Ste}{\cdot}Fo^{1/2}$의 선형함수로 표시할 수 있었으며, 이로부터 농도구배에 의한 자연대류의 영향은 온도구배에 의한 자연대류의 영향에 비하여 작음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1321-1329
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• 1989

본 논문에서는 성층화된 용액ㅇ네 수평방향으로 온도구배가 가해지는 경우에 있어서 두 부력인자의 상대적 크기에 따라 나타나는 유동형태와 그에 따른 온도, 농도 분포 및 열전달특성을 수치적으로 연구하고자 한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권3호
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• pp.107-114
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• 2019

A computational analysis has been carried out to get a thorough and full understanding on the effects of convective process parameters on double-diffusive convection during the growth of mercurous bromide ($Hg_2Br_2$) crystals on earth and under ${\mu}g$ conditions. The dimensional maximum magnitude of velocity vector, ${\mid}U{\mid}_{max}$ decreases much drasticlly near Ar = 1, and, then since Ar = 2, decreases. The ${\mu}g$ conditions less than $10^{-2}g$ make the effect of double-diffusion convection much reduced so that adequate advective-diffusion mass transfer could be obtained.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.162-171
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• 1993

본 연구에서는 2성분혼합물의 응고과정해석에 머시영역의 비등방성을 포함시 킬수 있는 모델을 정립하고 실제계산을 수행하여 비등방성이 천이현상 및 조대편석(m- acrosegregation)에 미치는 영향을 보이고자 한다. 이 과정에서 기본 방정식의 변형 을 통한 수치해석의 효율화에 관해서도 취급할 것이다. 해석대상은 비등방성의 효과 가 잘 나타날 수 있으면서 해석은 용이한 2차원 정사각형용기로 선택하였다. 대상혼 합물은 실용적으로 관심있는 금속 합금과 결정구조가 유사하며 물성치가 비교적 잘 확 립된 염화암모늄수용액(NH$_{4}$C1-H$_{2}$O)이다. 특히 아공정염화암모늄수용액은 부력비(buoyancy factor)가 -1.4정도로서 온도와 농도구배에 의한 부력이 크기는 비슷 하지만 작용방향이 반대이기 때문에 이중확산대류의 전형적인 형태를 고찰하기에 편리 한 물질이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권3호
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• pp.117-122
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• 2020

In last few decades, although thermal and/or solutal buoyancy-driven recirculating flows in a closed ampoule have been intensively studies as a model problem, there exist interesting total molar flux of Hg₂Br₂ that have been unreported in the literature. It is concluded that the total molar flux of Hg₂Br₂(A) increases linearly and directly as the temperature difference regions in the range of 10℃ ≤ ΔT ≤ 50°, 3.5 × 10³ ≤ Gr_t ≤ 4.08 × 10³, 4.94 × 10⁴ ≤ Gr_s ≤ 6.87 × 10⁴. For the range of 10 Torr ≤ P_B ≤ 150 Torr, the total molar flux of Hg₂Br₂(A) decays second order exponentially as the partial pressure of component B (argon as an impurity), P_B increases. From the view point of energy transport, the fewer the partial pressure of component B (argon), P_B is, the more the energy transport is achieved.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권4호
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• pp.145-152
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• 2023

2.31 × 10⁴ ≤ Gr_t ≤ 4.68 × 10⁴의 범위에서 온도 Grashof 수(Gr_t)의 변화에 대하여, 소스와 결정영역에서의 평균 Nusselt수를 나타내고 있다. 결정영역에서의 평균 Nusselt 수가 소스영역에서의 평균 Nusselt 수 보다 2배 이상 큰 것으로 나타나고 있다. 소스영역에서의 평균 Nusselt 수는 온도 Grashof 수(Gr_t)에 대하여, 증가하는 경향을 보여주고 있으며, 반면에 결정영역에서의 평균 Nusselt 수는 온도 Grashof 수(Gr_t)에 대하여, 감소하는 경향을 나타나고 있다. 3.28 × 10⁵ ≤ Gr_s ≤ 4.43 × 10⁵의 범위에서 농도 Grashof 수(Gr_s)의 변화에 대하여, 소스와 결정영역에서의 평균 Sherwood 수를 나타내고 있다. 소스영역과 결정영역에서의 평균 Sherwood 수는 농도 Grashof 수(Gr_s)가 증가함에 따라, 감소하는 경향을 보이고 있다. 결정영역에서의 평균 Sherwood 수는 소스영역에서의 평균 Sherwood 수보다 약 4배 정도 크다.