• 대한기계학회논문집B
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• 제21권4호
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• pp.579-588
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• 1997

The heat transfer and flow measurements from a convex curved surface to a circular impinging jet have been made. The flow at the nozzle exit has a fully developed velocity profile. The jet Reynolds number (Re) ranges from 11,000 to 50,000, the dimensionless nozzle-to-surface distance (L/d) from 2 to 10, and the dimensionless surface curvature (d/D) from 0.034 to 0.089. The results show that the stagnation point Nusselt number (N $u_{st}$ ) increases with increasing value of d/D. The maximum Nusselt number at the stagnation point occurs at L/d .ident. 6 to 8 for all Re's and d/D's tested. For larger L/d, N $u_{st}$ dependency on Re is stronger due to an increase of turbulence in the approaching jet as a result of the more active exchange of momentum with a surrounding air. The local Nusselt number decreases monotonically from its maximum value at the stagnation point. However, for L/d=2 and Re=23,000, and for L/d.leq.4 and Re=50,000, the stream wise Nusselt number distributions exhibit secondary maxima at r/d .ident. 2.2. The formation of the secondary maxima is attributed to an increase in the turbulence level resulting from the transition from a laminar to a turbulent boundary layer.ndary layer.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.106-115
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• 1988

본 연구에서는 경계층 유동을 충류, 천이, 난류 영역을 포함하는 압축성 유동으로 가정하였고, Morgan 등이 제시한 새로운 질점분할 방법을 사용하여 속도분포를 계산하고, 점성 압축성 효과를 고려하기 위하여 viscous--inviscid interaction 법을 사용하였고 이 계산 결과를 기존의 실험값과 비교하여,타당성을 확인하였다.그리고 최적 양력의 익형 설계는 Augmented Lagrange multiplier 법을 사용하였고 비구속 조건을 갖는 목적함수 augmented lagrangian의 최소화는 Davidan-Fletcher-Powell 방법 중 self-scaling quasi-Newton algorithm을 사용하였다. 그리고 NACA 23012를 기본 익형으로 하고 NACA 64-2-415, NACA 64-2-A215, NACA 65-3-218를 보상 익형으로 하여 최대 양력익형을 설계 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권4호
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• pp.485-494
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• 2005

For the extensive investigation of local heat/mass transfer on the near-tip surface of turbine blade, experiments were conducted in a low speed stationary annular cascade. The turbine test section has a single stage composed of sixteen guide vanes and blades. The chord length and the height of the tested blade are 150 mm and about 125 mm, respectively. The blade has flat tip geometry and the mean tip clearance is about $2.5{\%}$ of the blade chord. Detailed mass transfer coefficient on the blade near-tip surface was obtained using a naphthalene sublimation technique. The inlet flow Reynolds number based on chord length and incoming flow velocity is changed from $1.0{\times}10^{5}\;to\;2.3{\times}10^{5}.$ Extremely complex heat transfer characteristics are observed on the blade surface due, to complicated flow patterns, such as flow acceleration, laminarization, transition, separation bubble and tip leakage flow. Especially, the suction side surface of the blade has higher heat/mass transfer coefficients and more complex distribution than the pressure side surface, which is related to the leakage flow. For all the tested Reynolds numbers, the heat/mass transfer characteristics on the turbine blade are the similar. The overall averaged $Sh_{c}$ values are proportional to $Re_{c}^{0.5}$ on the stagnation region and the laminar flow region such as the pressure side surface. However, since the flow is fully turbulent in the near-tip region, the heat/mass transfer coefficients are proportional to $Re_{c}^{0.8}.$

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.119-126
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• 2014

본 연구에서는 연료가 비등점 이상의 고온으로 가열된 경우 오리피스 인젝터를 통해 분사되는 특성을 실험한 결과를 정리하였다. 크기가 다른 오리피스 인젝터 3종을 이용하여 3, 5, 10 bar의 분사압력을 가할 때 온도범위 $50{\sim}270^{\circ}C$에서 유량계수(${\alpha}$)를 측정하였다. 측정된 유량계수는 연료온도가 $180^{\circ}C$ 이하 영역에서는 점진적으로 감소하였으나 비등점인 $187^{\circ}C$를 넘어가면서 급격히 감소하였다. 비등점보다 높은 연료온도에서의 유량계수 감소 기울기는 분사압력에 따라 다른데, 특히 분사압력이 낮을수록 비등의 영향이 크게 작용하므로 더 급격한 특성을 보였다. 또한, 직경이 큰 인젝터의 유량계수가 더 크고, 낮은 연료온도 영역에서 난류-층류 천이현상으로 보이는 유량계수의 점프현상이 관찰되었다. 유량계수를 캐비테이션 수($K_c$)에 대하여 도시한 결과 인젝터의 크기가 작을 때는 연료 비등으로 인한 분사특성이 분사압력과 무관한 일정한 값을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.320-329
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• 2021

본 논문에서는 선박 수중방사소음 저감을 위한 에어마스커의 기포크기 추정 모델을 제시하였다. 제시된 모델은 Rayleigh의 제트 불안정 모델과 연속 조건을 이용하여 유도된 기존 모델에 공기의 제트유속을 도입함으로써 저속유동 조건에서 발산하는 단점을 보완 하였다. 공기의 제트유속은 유동이 없는 경우 기포의 크기를 이용하여 추정하였다. 유동이 없는 매질에서 기포의 크기는 분사된 공기의 레이놀즈수를 기반으로 층류구간, 천이구간, 그리고 난류구간으로 나누어 경험적 방법으로 추정 하였다. 제시된 기포크기 추정 모델은 Computational Fluid Dynamics(CFD) 해석결과 그리고 기존 문헌의 실험결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 끝으로, 음향 역산법을 활용하여 대형터널에서 수행된 에어마스커 공기분사 실험의 계측된 삽입손실로부터 기포의 분포를 추정하였다. 역산된 기포분포와 기포크기 추정 모델의 추정 결과를 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.638-644
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• 2019

본 연구에서는 전산유체역학 해석을 이용하여 알루미늄 피라미드 트러스 심재 샌드위치의 열유동 특성을 분석하였다. 규칙적 다공질 금속인 피라미드 트러스 코어를 샌드위치 구조물에 채용할 경우 공기 매질이 자유롭게 유입, 유출될 수 있는 개방형 코어인 점을 고려하여 하중을 지지할 수 있는 구조성능과 함께 방열체로서 다기능성을 구현할 수 있는 구조가 된다. 따라서, 유입되는 공기의 속도변화, 설계변수인 트러스각에 따른 압력강하와 열전달 메카니즘을 확인하기 위해 ANSYS/Fluent를 이용하여 수치해석을 실시하였다. 해석모델에 사용된 샌드위치 패널은 알루미늄으로 이루어져 있으며, 샌드위치 패널의 위 면재와 아래 면재 사이에는 15개의 피라미드 트러스 유닛셀이 반복되고 있다. 폭 방향으로는 무한히 넓은 유닛셀을 모사하기 위해 대칭조건을 지정하였으며, 입구에는 균일한 속도분포를 경계조건으로 입력하였다. 해석결과 입구부와 첫 유닛셀까지의 구간에서 입구영향이 관찰되었으며, 입구영향을 배제하고 마찰계수와 누셀수를 분석하였다. 공기의 속도가 증가할수록 마찰계수는 감소하였으며, 누셀수는 증가하는 경향을 보인다. 한편, V=1m/s에서 5m/s에서의 마찰계수와 누셀수 변화가 확연하였으며, 이는 층류에서 난류로 유동패턴이 변하기 때문에 거시적으로 열전도보다 대류열전달의 비중이 커졌기 때문이다. 또한, 설계변수인 트러스각에 대해서는 의미가 있을 정도의 마찰계수와 누셀수의 변화는 관찰되지 않았다. 따라서, 트러스각이 강도, 강성 등 구조성능에 민감한 점을 감안하면 다기능성을 염두에 둔 알루미늄 피라미드트러스 심재 설계 시 설계변수의 변화는 구조성능에 더 민감할 것으로 판단된다.