The flow characteristics and the heat transfer rate on a surface by the interaction of a pair of vortices are studied numerically. To analyze the common flow up produced by vortex generators in a rectangular channel flow, the pseudo-compressibility viscous method is introduced into the Reynolds-averaged Navier-Stokes equation for 3-dimensional unsteady, incompressible viscous flows. To predict turbulence characteristics, a two-layer $k-\varepsilon$ turbulence model is used on the flat plate 3-dimensional turbulence boundary The computational results predict accurately Reynolds stress, turbulent kinetic energy and flow field generated by the vortex generators. The numerical results, such as thermal boundary layers, skin friction characteristics and heat transfers, are also reasonably close to the experimental data.
A finned tube type heat transfer module has been proposed for a multi-burner water tube boiler. Fins change their geometry along the streamwise direction to maximize the performance, which makes it difficult to apply conventional bulk analysis. The design program has been improved by updating data for every row of tubes along the flow. A numerical simulation has been also performed to evaluate the effect of inlet conditions and validated with experiment. The heat transfer of the first row has been underpredicted by the conventional Zhukauskas correlation, where the acceleration of the flow due to the blockage is not fully inflected. The fin tip temperature is also underpredicted by Bessel solution, because of the interaction with neighboring fins.
한국화재소방학회 1997년도 International Symposium on Fire Science and Technology
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pp.162-168
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1997
A theoretical model for the interaction of the moving heat source and a solid substrate when they are in contact is described. for purposes of the model the substrate is assumed to act as a continuum and the Fourier equation for transient. three-dimensional conduction is solved using Laplace and Fourier transformations. Unlike most previous models, this model shows the explicit relations between the properties of heat source and that of the substrate. Since the size, shape and speed of heat source impact the ignition of substrate, considerable attention is devoted to evaluating these parameters. Results are presented which show the effects of the size, shape and speed of heat source on the substrate.
The photocatalytic alanine and hydrogen production reaction were studied by using CdS as a semiconductor photocatalysts. The rate of alanine and hydrogen production depends strongly on the temperature in heat treatment of CdS powder. In particular, the rate of alanine production, which was observed using Pt/CdS(A)-(CdS from Mitsuwa), was increased about six times than that of using Pt/CdS(B)-(CdS from Furruchi) under the same heat treatment condition at 500$^{\circ}$C. And the photocatalytic activity for alanine production using bare CdS(A) or Pt/CdS(A) was almost same with increasing temperature in heat treatment in the range of 100-600$^{\circ}$C. From X-ray diffraction data and photoluminescence spectrum, we conclude that the crystal structure changes of CdS(A) or strong interaction at interface of Pt and CdS contribute to increasing the rate of alanine and hydrogen production reaction.
A numerical study has been conducted on the combined radiation-natural convection heat transfer characteristics in a square cavity with a selectively transparent wall. The fluid in the cavity is assumed to be transparent to the thermal radiation. The effect of the wall emissivity is mainly considered in view of the temperature and flow fields. The comparison of the radiative heat flux and conductive heat flux variations along the isothermal wall is presented as well. The results show that the Nusselt number distribution is fairly uniform due to the com-pensative interaction of the radiation and convection heat transfer.
초음속 유동장내에 분사된 2차제트 주변에서의 열전달 현상을 고찰 하였다. 초음속 유동장내에 분사되는 2차유동의 Jet to freestream momentum ratio(운동량비)의 변화와, 2차유동 분사각도에 따른 2차 분사홀 주변의 열전달 특성을 파악하기 위하여 홀 주변의 표면온도 변화를 고속 적외선 카메라를 통하여 측정하였으며, 이를 이용하여 비정상 열유속 기법을 바탕으로 열유속을 계산하였다. 운동량비가 증가할 수록 열전달 현상이 강화 되었으며, $15^{\circ}$ 기울어진 분사보다는 수직 분사의 경우에 더 강한 열전달 현상이 발생되었다. 이를 통해 분사비와 분사 각도가 표면 열전달 분포에 중요한 요인으로 작용함을 확인할 수 있었다.
이중선회 연소기에서 다양한 화염거동과 파일럿 화염과 주 화염의 상호작용에 관한 연구가 수행되었다. 주 선회각이 $45^{\circ}$로 고정된 상태에서 파일럿 선회각도, 총 열 발생률 그리고 주 화염의 당량비가 주요 변수로 검토되었다. 주요한 결과로써, 이중선회 연소기의 상세한 화염안정화 영역이 총 발열량과 주화염의 당량비 변화를 통해 발생되는 5가지 화염모드를 통해 확인되었다. 파일럿 화염의 선회각도는 파일럿 화염의 위치 및 연소기 전체의 유동구조에 가장 큰 영향을 미치게 되며, 그 결과 내부 및 외부 화염간의 상호작용의 큰 변화를 가져온다.
The attitude aerodynamic control is an important subject in the design of an aerospace plane. Usually, at high altitudes, this control is fulfilled by thrusters so that the implementation of an aerodynamic control of the vehicle has the advantage of reducing the amount of thrusters fuel to be loaded on board. In the present paper, the efficiency of a wing-flap has been evaluated considering a NACA 0010 airfoil with a trailing edge flap of length equal to 35% of the chord. Computational tests have been carried out in hypersonic, rarefied flow by a direct simulation Monte Carlo code at the altitudes of 65 and 85 km, in the range of angle of attack 0-40 deg. and with flap deflection equal to 0, 15 and 30 deg.. Effects of the flap deflection have been quantified by the variations of the aerodynamic force and of the longitudinal moment. The shock wave-boundary layer interaction and the shock wave-shock wave interaction have been also considered. A possible interaction of the leading edge shock wave and of the shock wave arising from the vertex of the convex corner, produced on the lower surface of the airfoil when the flap is deflected, generates a shock wave whose intensity is stronger than those of the two interacting shock waves. This produces a consistent increment of pressure and heat flux on the lower surface of the flap, where a thermal protection system is required.
지중 열교환 시스템은 지속적인 에너지 효율의 개선으로 공간 냉난방을 위한 친환경적 에너지 기술로 주목받고 있다. 지중에 매설된 파이프는 내부 유체 순환을 통하여 인접한 지반과 열적 상호작용으로부터 직접적인 열에너지 교환을 수행한다. 하지만, 파이프의 수치모델링에서 열-수리가 연관된 난류해석과 파이프의 긴 세장비에 의한 메쉬사이즈의 부적합성은 열교환 시스템의 적절한 수치해석을 어렵게 하고 있다. 본 논문에서는 파이프 내부 유체흐름에 대한 에너지 보존의 법칙을 적용하여 지배방정식을 유도하였으며, Galerkin수식화와 시간적분을 통하여 열-수리 연동일차원 파이프 요소를 개발하였다. 그리고 제안된 파이프 요소를 기 개발된 다공질 재료를 위한 열-수리-역학(Thermo-Hydro-Mechanical) 해석을 위한 유한요소 프로그램과 결합하였다. 개발된 요소를 이용한 수치해석 결과는 열응답 시험(Thermal Response Test) 결과로부터 주위지반의 유효 열전도도를 평가하기 위하여 사용하는 선형 열원 모델이 인접 파이프간의 열적상호작용과 파이프의 단부효과에 의하여 지반의 열전도도를 과다 평가하는 것으로 보여주었다. 따라서 열응답 시험 해석 결과에 대한 역해석을 적용하여 최적의 수렴성을 보여주는 변환행렬을 제시하였다.
지반의 열-수리 현상에 대한 수치해석에서 경계조건은 해석결과의 정확도에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 지반과 대기의 상호작용을 고려한 열-수리 경계조건을 제시하였다. 지면의 에너지 평형은 태양복사, 지구복사, 바람에 의한 대류, 수분 증발에 대한 잠열 그리고 지중으로의 열전도로 구성된다. 각각의 열흐름에 대한 방정식을 제시하고, 불포화 지반의 열-수리 현상에 대한 해석프로그램과 연계하여 수치해석을 수행하였다. 울산기상대에서 관측된 기상데이터를 이용한 수리-열적 해석에서 실측된 지표면 온도와 수치해석 결과가 매우 유사하였다. 낮시간의 수분 증발에 의한 잠재열은 비포장 지면의 온도를 낮추며, 야간시간에는 지면조건의 영향이 감소한 열적평형 상태에 도달하였다. 지면의 온도변화는 지중으로 깊어질수록 열확산으로 감소하였다. 지표면의 온도가 주요 관심사인 수치해석에서는 지반과 대기의 열-수리적 상호작용을 고려한 수치해석을 수행해야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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