A numerical simulation of velocity and temperature fields and Nusselt number distributions is performed by using the algebraic stress model (ASM) for the velocity profiles and low Reynolds number ${\kappa}-{\varepsilon}$ model and the algebraic heat flux model(AHFM) for turbulent heat transfer in a $180^{\circ}$ bend with a constant wall heat flux. In the low Reynolds number ${\kappa}-{\varepsilon}$ model, turbulent Prandtl number is modified by considering the streamline curvature effect and the non-equilibrium effect between turbulent kinetic energy production and dissipation rate. Every heat flux term presented in the transport equation of turbulent heat flux is reduced to algebraic expressions in a way similar to algebraic stress model. Also. in the wall region, low Reynods number algebraic heat flux model(AHFM) is applied.
The Finite Element Solutions Is reported on solid-liquid phase change in porous media with natural convection including freezing. The model is based on volume averaged transport equations, while phase change is assumed to occur over a small temperature range. The FEM (Finite Element Method) algorithm used in this study is 3-step time-splitting method which requires much less execution time and computer storage the velocity-pressure integrated method and the penalty method. And the explicit Lax-Wendroff scheme is applied to nonlinear convective term in the energy equation. For natural convection including melting and solidification the numerical results show reasonable agreement with FDM (Finite Difference Method) results.
In this paper, a two-dimensional electron beam dose calculational algorithm implented for use in a two-dimensional radiation therapy planning system is described. The 2-D electron beam calculations have been in use clinically for a few decades. Our algorithm uses Age-diffusion model based int the Boltzman Transport Equation. Our implementation provides convenient user interface associated with electron beam therapy planning and displays radiation dose distribution according to different electron energy on patient images.
This study presents 0-dimensional model for solid oxide fuel cells(SOFCs). The physics of the cell and the simplifying assumptions are presented, and only hydrogen participates in the electrochemical reaction. The electrical potential is predicted using this model. The Butler-Volmer equation is used to describe the activation polarization and the exchange current density is changed according to the partial pressure of reactants and the temperature. The electrical conductivities of electrodes and an electrolyte are calculated for the ohmic polarization. Material characteristics and temperature affect those factors. Analysis of concentration polarization based on transport of gaseous species through porous electrodes is incorporated in this model. Both binary diffusion and Knudsen diffusion are considered as the diffusion mechanism. For validation, simulation results at this work are compared with our experimental results and numerical results by other researchers.
The performance of an electrodialyzer for concentrating seawater is predicted by means of a computer simulation, which includes the following five steps; Step 1 mass transport; Step 2 current density distribution; Step 3 cell voltage; Step 4 NaCl concentration in a concentrated solution and energy consumption; Step 5 limiting current density. The program is developed on the basis of the following assumption; (1) Solution leakage and electric current leakage in an electrodialyzer are negligible. (2) Direct current electric resistance of a membrane includes the electric resistance of a boundary layer formed on the desalting surface of the membrane due to concentration polarization. (3) Frequency distribution of solution velocity ratio in desalting cells is equated by the normal distribution. (4) Current density i at x distant from the inlets of desalting cells is approximated by the quadratic equation. (5) Voltage difference between the electrodes at the entrance of desalting cells is equal to the value at the exits. (6) Limiting current density of an electrodialyzer is defined as average current density applied to an electrodialyzer when current density reaches the limit of an ion exchange membrane at the outlet of a desalting cell in which linear velocity and electrolyte concentration are the least. (7) Concentrated solutions are extracted from concentrating cells to the outside of the process. The validity of the computer simulation model is demonstrated by comparing the computed results with the performance of electrodialyzers operating in salt-manufacturing plants. The model makes it possible to discuss optimum specifications and operating conditions of a practical-scale electrodialyzer.
In order to look into the comparative flow characteristics between a circular contraction duct and a circular expansion duct the both centerline turbulent structures have been investigated by the hot wire anemometry. Both of the contraction and the expansion have Morel type contours. Means, turbulences, and triple moments have been measured for the turbulent kinetic energy budgets along their centerlines. It is resulted that mean velocities of both have much deviated from theoretical values calculated by one-dimensional continuity considerations, and that for the same upstream condition, the expansion maintains the isotropy in general while the contraction maintains a severe anisotropy through the whole duct. The mean transport of the TKE along the expansion is willing to balance mostly with the dissipation in the TKE budgets while that along the contraction is balanced with the production in the turbulent kinetic energy equation.
토양침식에 영향을 미치는 기후 인자로는 강우, 기온, 바람, 습도 및 태양열 복사 등이 있다. 이들 인자 중 강우는 토양침식에 직접적인 영항을 미친다. 강우의 운동에너지는 토립자의 이탈을 유발하며 강우로 인해 발생하는 흐름은 이탈 토립자를 연행시킨다. 토양침식을 예측하는데 있어 이러한 강우의 영향을 나타내는 지표의 설정은 중요한다. 본 연구에서는 범용토양유실공식(USLE)과 개정공식(RUSLE)의 강우침식도 R의 추정을 위해 1973년부터 1996년 까지 24년간 전국 53개 기상청 관측소의 강우 자료를 이용하였다. 본 연구에서 이용한 강우자료는 모든 관측소에 대해 동일 기간이며, 최근 24년간의 자료를 바탕으로 하고 있다. 본 연구의 최종 결과는 우리 나라의 등강우침식도로 나타내었다.
입자수송방정식의 각분할해석법에서 입자흐름방향을 묘사하는 각방향에 대한 각분할집합이 고정된 값이 아니고 각입자속으로 조종되는 각요소법에 근거하여 방사선차폐해석 목적의 전산프로그램(TDET)를 2차원직각좌표계에 대해서 개발하였다. 산란선원항의 각의존성은 Spherical Harmonics Series Expansion으로 해석하였고 입자의 에너지 의존성은 다중에너지군으로 처리하였다. 3 종류의 Benchmark 시험을 통해서 TDET 프로그램을 검증하였다. 평판형 등방적 선원을 가진 사방흡수체에 대한 해석에서 TDET 해석결과가 MORSE-CG 해석결과에 잘 일치하고. 각분할법으로 해석할때 나타나는 Ray effect를 DOT 4.3 보다 잘 치 유하고 있다. 차폐체 내에 좁은 Vacuum duct가 있는 문제의 해석에서 TDET는 MORSE-CG와 마찬가지로 duct를 통한 streaming leak-age에 대해서 분명하고 현저한, 그리고 DOT 4.3보다 매우 훌륭한 해석결과를 보여주고 있다. 원자로차폐구조물 규모에 대해, 2 에너지군, 등방적 산란 및 선형 비등방 산란의 경우에 대해서 해석한 결과 각분할법으로 계산하여 제시하고 있는 기준치에서는 여러 mesh들에 걸쳐 넓은 규모의 Ray effect를 나타내고 있는데, TDET에 의한 해석결과에서는 이웃 mesh들 간에 미세한 Ray effect를 나타내고 있다.
막을 이용한 분리 공정은 상(phase) 변화가 없고 낮은 에너지 소비, 장치의 간소화, 큰 선택성, 가공의 용이성, 낮은투자 및 운용비용 등 여러 가지 장점으로 인하여 다른 방법들에 비해 분리가 간단하다는 장점 때문에 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다. 여러 가지 기체 분리 방법 중 막을 이용한 기체 분리는 막 층 내에서의 기체 분자의 투과성의 차이를 이용하여 기체 분리를 할 수 있다. 이러한 기체 투과 특성을 예측하기 위해서 본 연구에서는 PDMS, ${\gamma}-radiated$ PDMS, PTFE, PTFE-X 기체 분리막을 선택하였다. 네 가지 분리막의 기체 투과 실험의 결과를 이용하여 열역학적으로 고찰, 분석 후 실험데이터의 reduction 및 regression을 통하여 온도, 압력등의 외부 조건과 기체 분자의 열역학적 특성값에 따른 기체 투과특성 예측식을 개발하였다. 이렇게 개발된 예측식으로 구한 값과 실험데이터를 비교하여 객관적 신뢰성을 확인하였다. 이로 인하여 분리막이 분리 조건과 각각의 기체의 열역학적 특성값($\sigma$, $\varepsilon/k$)으로 기체 투과특성을 알 수 있으므로 예측식을 여러 분야에서 활용할 수 있다 하겠다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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