• 해양환경안전학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.541-548
• /
• 2017

본 연구에서는 해양플랜트설비 건조 현장에서 사용되고 있는 기존 고온 오일 플러싱 장비에 대한 성능개선을 위해 기존의 플러싱 장치에 사용되던 오일에 질소가스를 혼합한 고온 오일 플러싱 시스템에 대하여 국제표준화기구 코드(ISO code)를 기준으로 이론적 연구를 수행하였다. 연구를 위해 오일-질소가스 혼합유체 플러싱 시스템 공정을 설계 후 청정성능에 영향을 주는 혼합유체의 혼합비율, 온도, 레이놀즈수 및 액상분율 등에 대한 공정모사 결과도 분석하였다. 그 결과 관 직경과 가스상의 체적분률이 일정한 상태에서 혼합유체의 체적유량이 증가될수록 수평 유압배관 입출구의 액상분율 차이 ${\Delta}{\alpha}_L$ 값은 증가하게 되고 배관길이 방향의 위치에 따라 오일과 질소가스 기포 사이의 상분포가 달라짐을 확인했다. 이러한 상분포의 변화는 오일-질소가스 혼합유체 플러싱 시스템의 청정성능에도 커다란 영향을 줄 것으로 예상된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.545-550
• /
• 2017

대동맥이나 협착된 경동맥에서는 심장수축기에 간헐적으로 난류현상이 발생하고 있으며, 혈액의 점성특성으로 인해 기존 난류모델로는 정확한 해석이 어려운 실정이다. 혈류는 점탄성 유체의 성질을 가지고 있어 유체의 전단 변형률 증가에 따라 점도가 감소하는 점탄성 유체이며, 이러한 점탄성 유체는 난류 유동시 저항 감소 현상이 발생한다. 기존의 난류해석 모델들은 점성변화가 없는 뉴턴 유체에 적합한 모델들이 대부분이기 때문에, 점탄성 유체의 저항 감소 현상을 고려한 비뉴턴 유체 해석에 적합한 난류 모델개발이 필요하다. 본 논문은 난류 모델 가운데 수렴성이 좋고 해석시간이 짧은 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델을 기반으로 저항 완충 함수를 이용하여 비뉴턴 유체의 저항감소 현상을 해석할 수 있는 수정된 난류모델을 제시하였으며, 이를 기존 난류모델들과 비교하여 제시된 난류 모델을 검증하였다. 새로 제시된 수정된 난류모델은 벽함수 및 점성저층을 고려하지 않았기 때문에 해석시간이 대폭적으로 감소하였으며, 적은 격자수를 이용하여 효율적으로 비뉴턴 유체의 난류 현상을 해석할 수 있기 때문에 향후 혈류해석 및 점탄성유체 해석에 적용할 예정이다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제33권2호
• /
• pp.13-29
• /
• 1996

이 논문은 자유표면을 포함하는 시리즈 60($C_B=0.6$)선형 주위 유동장에 대한 계산결과를 보여준다. 지배 방정식으로는 3차원 Navier-Stokes 방정식을 사용하고, 높은 레이놀즈수에서의 난류 유동장을 계산하기 위하여 Baldwin-Lomax난류모형을 채용하였으며 계산시간을 줄이기 위해 물체 표면에서는 벽법칙을 채용하였다. 지배 방정식은 유한 차분법에 의해 차분화 되었으며, 음해법[1]에 의해, 압력 Poisson방정식은 완화법(successive-over-relaxation method)에 의해 프로그램을 구성하였다. 자유표면 유동을 정확히 계산하기 위해서는, 동역학적 자유표면 경계조건식의 수치해법이 매우 중요하다. 이 논문에서는 세 가지의 수치해법을 채용하여 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 결론적으로, 계산된 저항계수($C_F,\;C_P$와 파형은 실험 값과 잘 일치하고 있다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제50권6호
• /
• pp.399-406
• /
• 2013

In the present study, the flat plate model test method is developed to evaluate the skin friction of the marine coating in the cavitation tunnel. Six-component force balance is used to measure the profile drag of the flat plate and strut. LDV(laser Doppler velocimetry) technique is also employed to evaluate the drag and to figure out the reason of the drag reduction. The flow velocities above the surface can be used to assess the skin friction, combined with direct force measurement. Since the vortical structure in the coherent turbulence structure influences on the skin friction in the high Reynolds number regime, the interaction between the turbulence structure and the surface wall is paying more attention. This sort of thing is important in the passive control of the turbulent boundary layer because the skin friction can't be determined only by wall condition. As complicated flow phenomena exist around a paint film, systematic measurement and analysis are necessary to evaluate the skin friction appropriately.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제29권8호
• /
• pp.895-902
• /
• 2005

Lock-on characteristics of flow around a circular cylinder oscillating rotationally with a relatively high forcing frequency have been investigated experimentally. Dominant governing parameters are Reynolds number (Re), angular amplitude of oscillation (${\theta}_A$), and frequency ratio $F_R=f_f/f_n,\;where\;f_f$ is a forcing frequency and $f_n$ is a natural frequency of vortex shedding. Experiments were carried out under the conditions of $Re=4.14{\times}10^3,\;{\pi}/90{\leq}{\theta_A}{\leq}{\pi}/3,\;and\;F_R=1.0$. The effect of this active flow control technique on the lock-on flow characteristics of the cylinder wake was evaluated with wake velocity measurements and spectral analysis of hot-wire signals. The rotational oscillation modifies the flow structure of near wake significantly. The lock-on phenomenon always occurs at $F_R=1.0$, regardless of the angular amplitude ${\theta}_A$. In addition, when the angular amplitude is less than a certain value, the lock-on characteristics appear only at $F_R=1.0$,. The range of lock-on phenomena expands and vortex formation length is decreased, as the angular amplitude increases. The rotational oscillation create a small-scale vortex structure in the region just near the cylinder surface. At ${\theta}_A=60^{\circ}$, the drag coefficient was reduced about $43.7\%$ at maximum.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제30권4호
• /
• pp.298-305
• /
• 2006

The flow around a circular cylinder which oscillates rotationally with a relatively high forcing frequency has been investigated experimentally using flow visualization and hot-wire measurements. Dominant parameters are Reynolds number (Re), oscillation amplitude $({\theta}_A)$, and frequency ratio $F_R=f_f/f_n$, where $f_f$ is the forcing frequency and $f_n$ is the natural frequency of vortex shedding. Experiments were carried out under the conditions of $Re=4.14{\times}10^3,\;{\theta}_A={\pi}/6$, and $0{\leq}F_R{\leq}2$. The effect of frequency ratio $F_R$ on the flow structure of wake was evaluated by measuring wake velocity profile and spectral analysis of hot-wire signal. Depending on the frequency ratio $F_R$, the cylinder wake has 5 different flow regimes. The vortex formation length and vortex shedding frequency are changed significantly before and after the lock-on regime. The drag coefficient was reduced under the condition of $F_R<1.0$ and the maximum drag reduction is about 33% at $F_R=0.8$. However, the drag is increased as $F_R$ increases beyond $F_R=1.0$. This active flow control method can be effective in aerodynamic applications, if the forcing parameters are selected optimally.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
• /
• pp.311-314
• /
• 2007

곤충의 날개짓을 모방한 공력특성 연구가 초소형 비행체의 설계 파라미터를 구하기 위하여 수행되었다. 한 쌍의 날개 모델은 초파리(rosophila) 날개짓을 모방하기 위하여 200배 확대하였으며, 두 쌍의 공간 4절 링크를 적용하였다. Weis-Fogh 메커니즘을 검증하기 위해 한 쌍의 날개모델은 후행회전(Delayed Rotation)의 움직임을 가지도록 설계되었다. 또한 양력 및 항력은 날개 끝 속도 기준 레이놀즈수 약 1200, 최대 받음각 $40^{\circ}$에서 측정되었다. 모델의 관성력은 99.98%의 진공 챔버로 측정되고 공기속에서 측정된 데이터에서 제거되었다. 본 연구에서 Weis-Fogh 메커니즘의 고양력 효과는 날개의 업스트로크 과정에서 나타났다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
• /
• pp.25-29
• /
• 2005

Axial fan is used for the supplement of large amount of flows. Axial blowers show relatively high efficiency of the system. The present model of axial fan is for cooling a condenser in an air-conditioning unit that exhibits tendency toward compact size. In order to realize the compact model, the width of an axial blade should be cut down in axial distance. Main interest lies on the performance of the axial blowing system with blades having shorter chord length. One of the important design parameters for axial fan is the shape of the blades of it. Design of blades includes the cross-sectional shape and its dimension, including the chord length. We consider two types of blades; one is NACA airfoil with normal chord length and the other is with shortening chord length by $10\%$ of normal airfoil. Axial blower with the modified blades is essential for the compact model of an air-conditioner. The other design parameters are same in the two cases. Using a wind tunnel follows ASHRAE standards carries out evaluation of performance of the system. Detail of flows around the blades is prepared by velocity measurements using PIV. According to performance estimation, the axial blower with short chord blade show quite close to the performance results, including flow rate and pressure rise, of the standard one. The reason of the two similar results is that the flowpatterns depend on Reynolds number based on the chord length of a blade. In this investigation, the critical chord length is found, in which the flows near the airfoil are so unstable and the performance of the system is decreased. A series of figures is for the detail information on the flow.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권8호
• /
• pp.799-807
• /
• 2010

폴리머 첨가제에 의한 항력감소 난류 채널 유동에 대한 직접수치모사를 스펙트럴 기법을 통해 수치적으로 해석하였다. 마찰속도 및 채널 높이의 절반으로 무차원화한 레이놀즈수는 395 이며, 폴리머 첨가제에 의해 발생하는 폴리머 응력은 FENE-P 모델을 통해 고려하였다. 폴리머 분자의 이완 시간 및 최대 연신 한계와 같은 FENE-P 모델 인자는 항력감소율에 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 항력감소율이 낮은 유동과 높은 유동에 대해 항력감소에 따른 난류 통계량의 변화를 조사하였다. 또한, 동일한 항력감소율을 갖는 유동에 대해, 서로 다른 FENE-P 모델 인자가 난류 통계량의 변화에 미치는 영향도 조사하였다. 최종적으로, Li 등(2006) 이 제시한 유변학 인자들과 항력감소율과의 상관관계식을 본 수치해석 결과를 통해 확인하였다.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제25권4호
• /
• pp.498-505
• /
• 2020

This study analyzes the velocity and pressure incurred by protruding shapes installed within the inlet part of a pressurized membrane module during operation to determine the fluid flow distribution. In this paper, to find the flow distribution within a module, it investigates the velocity and pressure values at cross-sectional and outlet planes, and 9 sections classified on outlet plane using computational fluid dynamics. From the Reynolds number (Re), the fluid flow was estimated to be turbulent when the Re exceeded 4,000. In the vertical cross-sectional plane, shape 4 and 6 (round-type protrusion) showed the relatively high velocity of 0.535 m/s and 0.558 m/s, respectively, indicating a uniform flow distribution. From the velocity and pressure at the outlet, shape 4 also displayed a relatively uniform fluid velocity and pressure, indicating that fluid from the inlet rapidly and uniformly reached the outlet, however, from detailed data of velocity, pressure and flowrate obtained from 9 sections at the outlet, shape 6 revealed the low standard deviations for each section. Therefore, shape 6 was deemed to induce the ideal flow, since it maintained a uniform pressure, velocity and flowrate distribution.