• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권4호
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• pp.363-374
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• 2009

The 2D flow around 13 similar stay-vane profiles with different trailing edge geometries is investigated to determinate the main characteristics of the excitation forces for each one of them and their respective dynamic behaviors when modeled as a free-oscillating system. The main goal is avoid problems with cracks of hydraulic turbines components. A stay vane profile with a history of cracks was selected as the basis for this work. The commercial finite-volume code $FLUENT^{(R)}$ was employed in the simulations of the stationary profiles and, then, modified to take into account the transversal motion of elastically mounted profiles with equivalent structural stiffness and damping. The k-$\omega$ SST turbulence model is employed in all simulations and a deforming mesh technique used for models with profile motion. The static-model simulations were carried out for each one of the 13 geometries using a constant far field flow velocity value in order to determine the lift force oscillating frequency and amplitude as a function of the geometry. The free-oscillating stay-vane simulations were run with a low mass-damping parameter ($m^*{\xi}=0.0072$) and a single mean flow velocity value (5m/s). The structural bending stiffness of the stay-vane is defined by the Reduced Velocity parameter (Vr). The dynamic analyses were divided into two sets. The first set of simulations was carried out only for one profile with $2{\leq}Vr{\leq}12$. The second set of simulations focused on determining the behavior of each one of the 13 profiles in resonance.

• 한국방재학회 논문집
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• 제1권1호
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• pp.157-163
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• 2001

본 연구의 목적은 청정실 내부에서 가상의 화재가 발생할 경우 화재 확산 및 연기의 전파 현상을 예측하기 위하여 실시하였다. 청정실 내의 화재로 인한 온도 및 속도분포의 해석은 유한체적법을 이용한 수치적 방법으로 해석하였으며 난류유동장의 계산은 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델을 적용하여 실시하였다. 본 연구 결과는 화재발생 후 150초가 지난 후에는 화재가 완전히 성장한 것으로 나타났으며 이 경우 환기장치는 화재가 완전히 성장한 후에 정지하는 것으로 가정하였다. 연기의 질량분율은 온도 분포와 거의 유사한 것으로 나타났다. 따라서 청정실에서 화재가 발생할 경우 화재 성장이 60초 내에 전공간의 $20{\sim}30%$까지 확산되므로 내부에 있는 사람은 30초 이내에 대피하는 것이 바람직하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.1-9
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• 2003

본 연구에서는 비정렬격자계를 사용하여 덮개 꼬리 로터의 제자리 비행에 대한 압축성, 비정성 유동을 해석하였다. 유동계산을 위한 수치적 기법으로는 셀 중심에 기초한 유한체적법과 내재적인 시간적분법을 사용하였다. 계산은 로터의 한 블레이드에 대해 수행되었으며, 블레이드와 블레이드 사이에는 주기적 경계조건을 설정하였다. 덮개가 없는 로터 형상에 대한 성능은 실험 결과와 잘 일치함을 보였다. 덮개를 포함하는 로터 형상에 대한 계산은 비교된 실험 형상의 불확실성을 고려하여 추력이 일치하는 피치각을 가지는 경우에 대해 수행하였으며, 자세한 유동은 실험결과와 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 그 결과로부터 본 방법이 블레이드 끝단간극을 포함하는 복잡한 3차원 덮개 꼬리 로터 형상 해석에 매우 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제30권2호
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• pp.71-76
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• 2014

As the importance of transmission efficiency to reducing fuel consumption and conserving the environment rapidly increases, reducing the drag torque in an automotive wet clutch is emerging as an important issue in the automotive industry. The drag torque in a clutch occurs from viscous drag generated by automatic transmission fluid in the narrow gap between separate friction plates. In this study, the drag torques in an automotive wet clutch are investigated with respect to the angle and density of the grooves between separate friction plates by three-dimensional finite element simulation of a single set of wet clutch disks considering the two-phase flow of air and oil. The simulation results shows that the drag torque generally increases with the rotational speed to a critical point and then decreases at the high-speed regime. The grooves between the plates plays an important role in reducing the drag peak, and the inclined angle of the grooves affects the oil flow. The grooves with an angle of $50^{\circ}$ shows the lowest drag torques at both low and high speeds. The flow vectors inside the $50^{\circ}$ grooves shows clear evidence that the fluid flows out more easily from the grooves compared with the flow vectors inside grooves with lower angles. The simulation results shows that increasing the number of grooves (density of grooves) decreases the drag torque.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권10호
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• pp.134-147
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• 2001

Laser cladding process accompanies phase transformations from melting (on heating) through solidifying (on cooling) at the same time within a small material volume and to final solid phase. The phase transformations are not reversible, but an irreversible thermodynamic process; they accompany either absorption or release of thermal energy (referred to latent heat) during transformation. Yet, most analyses on materials processed by laser as a heat source have been performed on models of neglecting the latent heat in the process and those did not Justify the simplification. With literatures on the laser material process, we have not place an answer to how little the assumption affects on analyses. This led us to our current study: the effects of latent heat on thermo-mechanical analysis. To this end, we developed a fairly accurate program accommodating an algorithm for enforcing the latent heat whenever necessary and ran it combining with ABAQUS$^{TM}$. The simulation techniques we used in this study were verified by directly comparing our prediction with experimental publications elsewhere; our numerical results agreed accurately with the experiments. On the effects of the latent heat, we performed two alternatives about considering the latent heat in analysis, and compared each other. As a result, we found that more accurate conclusions might come out when considering the latent heat in process analyses.s.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권8호
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• pp.739-747
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• 2010

고온의 내부 원형 실린더가 존재하는 저온의 사각 밀폐계 사이의 온도차이에 의해 발생하는 자연대류에 관해 수치해석을 수행하였다. 본 연구는 내부의 원형 실린더를 표현하기 위해 유한 체적법에 기초한 가상 경계법을 사용하여 Ra = $10^7$ 에서 2 차원 비정상상태의 자연대류 현상에 대한 해를 얻었다. 더욱이 밀폐계의 수직 중심선에 따른 내부 원형 실린더의 위치 변화에 의한 열전달과 유동에 관한 영향을 연구하였다. 내부원형 실린더의 위치 변화에 따라 자연대류 현상은 비정상상태에서 정상상태로 변화 되었다. 연구 결과 두가지의 임계 위치를 얻을 수 있었다. 하부 경계는 0.05 인 지점이고 상부경계는 0.18 인 지점이다. 하부 경계와 상부 경계의 사이의 위치에서는 열 및 유동장이 정상상태임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1584-1595
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• 1993

본 연구에서는 Re수가 40이하의 정상 층류유동에서 온도가 실린더와 자유유동 사이의 열전달계수에 미치는 영향을 수치해석적으로 연구하였다. 유체의 온도 Ta를 200~900K, 실린더의 온도Tw를 300~900K의 범위에서 Tm/Ta를 0.67~2.75까지 변화시 키며 계산을 수행하였다. 수치계산 결과를 분석하여 실험적으로 관찰하기 어려운 불성치의 변화가 열전달에 미치는 영향을 검토하고, 아울러 실린더가 자유유동에 의해서 냉각되는 경우 뿐만 아니라 가열되는 경우의 연구도 병행하였고, 두가지 경우 에 모두 적용할 수 있는 열전달관계식을 구하였다. 본 연구에서는 Gr/$Re^2$=0 이고 복사에 의한 열전달량은 강제대류에 의한 열전달량의 1%이하이므로 자연대류 및 복사열 전달의 효과는 무시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권12호
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• pp.1702-1710
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• 2001

Supersonic coaxial jets are investigated numerically by using the axisymmetric, Wavier-Stokes equations which are solved using a fully implicit finite volume method. Three different kinds of coaxial nozzles are employed to understand the flow physics involved in the supersonic coaxial jets. Two convergent-divergent supersonic nozzles are designed to have the same Mach number 2.0, and used to compare the coaxial jet flows with those discharging from one constant-area nozzle. The impingement angle of the annular jets are varied. The primary pressure ratio is changed in the range from 2.0 to 10.0 and the assistant jet ratio from 1.0 to 3.0. The results obtained show that the fluctuations of the total pressure and Mach number along the jet axis are much higher in the constant-area nozzle than those in the convergent-divergent nozzles, and the constant-area nozzle lead to higher total pressure losses, compared with the convergent-divergent nozzles. The assistant jets from the annular nozzle affect the coaxial jet flows within the distance less than about ten times the nozzle throat diameter, but beyond it the coaxial jet is conical with self-similar velocity profiles. Increasing both the primary jet pressure ratio and the assistant jet pressure ratio produces a longer coaxial jet core.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권11호
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• pp.991-998
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• 2013

본 연구에서는 $6Ra=10^6$ 일 때, 사각 밀폐계 내부에 고온의 원형 실린더가 존재하는 자연대류에 대한 수치해석을 수행하였다. 밀폐계는 상부 벽면을 통해 냉각되고 양측 벽면과 고온의 국소 영역을 제외한 하부 벽면은 단열 조건이다. 하부 벽면에서 고온 영역이 차지하는 비를 w 로 정의 하였다. 반경이 밀폐계 한 변의 길이의 0.2 배인 원형 실린더를 구현하기 위해 유한체적법(FVM)에 기초한 가상 경계법(IBM)을 사용하였다. 본 연구에서는 w 가 고온의 원형 실린더를 갖는 밀폐계 내부의 자연대류에 미치는 영향을 $10^6$의 Rayleigh 수에 대해 2 차원 해를 구하였다. $10^6$의 Rayleigh 수에서는 유동장과 온도장은 시간에 따라 변하는 특성을 보였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제44권2호
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• pp.89-98
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• 2011

Background: Although considerable efforts have been made to improve the graft patency in coronary artery bypass surgery, the role of biomechanical factors remains underrecognized. The aim of this study is to investigate the influences of geometric configurations of the bypass graft on hemodynamic characteristics in relation to anastomosis. Materials and Methods: The Numerical analysis focuses on understanding the flow patterns for different values of inlet and distal diameters and graft angles. The Blood flow field is treated as a two-dimensional incompressible laminar flow. A finite volume method is adopted for discretization of the governing equations. The Carreau model is employed as a constitutive equation for blood. In an attempt to obtain the optimal aorto-coronary bypass conditions, the blood flow characteristics are analyzed using in vitro models of the end-to-side anastomotic angles of $45^{\circ}$, $60^{\circ}$ and $90^{\circ}$. To find the optimal graft configurations, the mass flow rates at the outlets of the four models are compared quantitatively. Results: This study finds that Model 3, whose bypass diameter is the same as the inlet diameter of the stenosed coronary artery, delivers the largest amount of blood and the least pressure drop along the arteries. Conclusion: Biomechanical factors are speculated to contribute to the graft patency in coronary artery bypass grafting.