양식산 무지개송어(Oncorhynchus mykiss) 및 한국산메기(Silurus asotus)를 시료로 하여 Ichthyophthirius multifiliis의 발달 단계를 형태학적으로 관찰하고 또한 수온별로 탈낭에 따른 소요시간을 조사하고자 하였다. 1. multifiliis의 발달단계를 형태학적으로 관찰한 결과 크게 기생기(parasitic phase)와 비기생기(non-parasitic phase)로 구분할 수 있었고 phoront, trophont, protomont, tomont, tomite 및 theront 의 6 단계의 발달 과정을 거치는 것을 알 수 있었다. 침입형인 phoront 는 $60{\times}40-100{\times}70{\mu}m$의 방추형 또는 구형으로 34-38열의 meridional kineties를 가졌고 구부 장치가 발달하기 시작하였다. 영양형인 trophont는 80-$800{\mu}m$의 구형 또는 아메바형이며, 말굽형의 대핵, 미미한 세포구 및 발달된 수축포를 가진 것으로 관찰되었다. 피낭 형성형인 protomont는 200-$800{\mu}m$의 구형으로 미미한 대핵과 현저히 발달된 수축포를 가지고 있었으며 구부 장치의 흡수 및 exocyst를 형성하기 시작하였다. 피낭체내 분열형인 tomont는 크기와 모양이 protomont와 같았으나 대핵은 보이지 않았고 endocyst를 형성하여 두꺼운 cyst wall 을 가졌으며 구부 장치가 완전히 흡수된 것으로 관찰되었다. 딸세포형인 tomite는 35-$50{\mu}m$의 구형으로 세포구가 보이며 구부장치가 나타나기 시작했다. 감염형인 theront는 크기, 모양 및 meridional kineties가 phoront와 같았으며 돌기 및 세포구가 앞끝과 중간 부위에 있는 것으로 나타났다. I. multifiliis 의 탈낭에 따른 소요 시간은 수온과 직접적으로 관련이 있는 것으로 조사되었으며 수온 $28^{\circ}C$에서 10-14 시간이 소요되었고 수온이 낮아질수록 탈낭에 따른 소요 시간이 길어져서 수온 $9^{\circ}C$에서는 약 129 시간이 소요되는 것으로 나타났다.
A cross-flow fan is generally used on the region within the low static pressure difference and the high flow rate. It relatively makes high dynamic pressure at low rotating speed because a working fluid passes through an impeller blade twice and blades have a forward curved shape. At off-design points, there are a rapid pressure head reduction, a noise increase and an unsteady flow. Those phenomena are remarkably influenced by the setting angle of a stabilizer. Therefore, it should be considered how the setting angle of a stabilizer affects on the performance and the flow fields of a cross-flow fan. It is also required to investigate the effect of the volumetric flow rate before occurring stall. Two-dimensional, unsteady governing equations are solved using a commercial code, STAR-CD, which uses FVM. PISO algorithm, sliding grid system and standard k - ε turbulence model are also adopted. Pressure and velocity profiles with various setting angles are graphically depicted. Furthermore, the meridional velocity profiles around the impeller are plotted with different flow rates for a given rotating speed.
The positive displacement pump and the regenerative pump are widely used in the range of low specific speed, $n_s{\leq}100$[rpm, m3/min, m]. The positive displacement pump is not suitable for miniaturization and operation in high rotational speed. The regenerative pump has a problem with large leakage flow and low efficiency. While the centrifugal pump has advantages of high efficiency, miniaturization and high rotational speed, efficiency drops sharply with decrease in specific speed. Therefore the purpose of this study is to design a new type of centrifugal pump that has advantages of centrifugal pumps in operation in low specific speed. The name of this new type of pump was called 'Pipe type centrifugal pump', since the flow path through the impeller is simple circular pipe. Due to the simple shape of impeller, the manufacturing process is simple and cost is low. There is strong jet flow at the outlet of the impeller. This jet induces flow path loss, meridional dynamic pressure loss and mixing loss. Large disk friction makes the efficiency be limitted in the range of low specific speed. Even though the loss and the low efficiency, 'Pipe type centrifugal pump' represents stable performance, affordable pressure ratio and efficiency better than that of other low specific speed pumps.
본 논문은 두산중공업(주)에서 개발 중인 소형 가스터빈의 축류 터빈 설계 과정을 기술하였다. 축류터빈의 설계 과정은 크게 유로설계, 익형설계, 3D 성능 계산의 세 단계로 구성되며. 최적의 유로를 설계하기 위해 자오면의 형상, 평균 반경, 블레이드간 간격, 유로 형상각 등 여러 형상 변수에 대해 통과유동계산 및 손실계산을 수행한다. 익형 설계는 유로 설계시 스팬 방향으로 계산된 입출구 유동각을 기준으로 실험상관식을 적용하여 최적의 블레이드 개수를 결정한 후 2D 익형 단면을 설계하며 2D NS 계산을 통해 캐스케이드 유동구조를 검토하여 설계한 단면의 설계적정성을 평가한다. 설계된 2D 익형 단면을 스팬방향으로 적층하여 3D 익형을 생성하고, 다단 Euler 계산, 단익렬, 다단 NS 계산을 수행하여 3D 유동 특성을 고찰한다.
내압구조물의 구조적 성능에 영향을 주는 주요 요소로 형상, 쉘 두께, 보강재 배치 안 그리고 제작 재료 등을 나열할 수 있다. 전통적인 이론적 방법론에 근거한 내압구조물의 설계는 신속하며 만족할 만한 결과를 제공하지만 이는 일부 특정한 형상, 쉘 두께 및 제작 재료 등에 제한되어 있다. 본 논문에서는 최적화된 형상, 쉘 두께, 보강재 배치 안 그리고 복합재료 적층 정보 등을 얻을 수 있는 최적설계 기법에 근거한 진보된 대체 방법론을 다루고 있다. CAE 기반의 최적설계 기법을 활용하여 내압구조물 설계에 요구되는 구조적 성능과 최적화된 설계 인자들을 얻었다. 상용화된 유한요소 프로그램임 ANSYS의 CAE 플랫폼으로부터 메타모델 기반 최적화 기법을 수행하여 원통형 내압구조물의 설계를 위한 최적의 타원형 형상을 결정하였다. 또한 최적설계 프로그램인 OptiStruct의 기울기 기반 최적설계 방법을 이용하여 복합재료 기반 내압구조물의 설계시 최적의 적층순서와 쉘 두께가 얇은 내압구조물에 대한 최적의 보강재 배치 안을 각각 도출하였다. 최적설계 예제를 통해 본 논문에서 제시하고 있는 최적설계 기법에 근거한 방법론이 내압구조물의 설계에 효과적임을 확인할 수 있었다.
외부유체를 유한요소화 할 경우 경계조건을 만족시키도록 무한반경까지를 모델링 할 수 없으므로 이를 보정하기 위하여 유한경계에서의 경계조건으로 발산경계조건을 사용하였다. 외부유체의 모델링에서 적용한 수치모델은 쉘 요소 및 유체요소를 축대칭 구조물의 특성을 이용한 링요소로 모델화하여 자오방향 모우드와 주변방향의 파형 모우드를 변수분리함으로써 지진하중 등의 해석에서도 수십 개의 링요소에 의해 정해에 근사한 값을 얻을 수 있도록 하였다. 축대칭 쉘 구조물과 유체-구조물의 상호관계는 접촉면에서 구조물의 가속도와 유체의 압력관계를 이용한 부가질량을 유체를 비점성, 비압축 및 비회전으로 가정하여 유한요소법에 의해 구하였다. 이에 따라 구조물의 변형에 따른 외부유체 효과를 고려한 부가질량매트릭스를 얻을 수 있었으며, 이에 대한 수치해석을 통하여 고유진동해석 및 지진하중을 주하중으로 한 동적해석을 실시하였다.
An aerodynamic optimization design process of multistage axial turbine is presented in this article: first, applying quasi-three dimensional(Q3D) design methods to conduct preliminary design and then adopting modern optimization design methods to implement multistage local optimization. Quasi-three dimensional(Q3D) design methods, which mainly refer to S2 flow surface direct problem calculation, adopt the S2 flow surface direct problem calculation program of Harbin Institute of Technology. Multistage local optimization adopts the software of Numeca/Design3D, which jointly adopts genetic algorithm and artificial neural network. The major principle of the methodology is that the successive design evaluation is performed by using an artificial neural network instead of a flow solver and the genetic algorithms may be used in an efficient way. Flow computation applies three-dimensional viscosity Navier Stokes(N-S) equation solver. Such optimization process has three features: (i) local optimization based on aerodynamic performance of every cascade; (ii) several times of optimizations being performed to every cascade; and (iii) alternate use of coarse grid and fine grid. Such process was applied to optimize a three-stage axial turbine. During the optimization, blade shape and meridional channel were respectively optimized. Through optimization, the total efficiency increased 1.3% and total power increased 2.4% while total flow rate only slightly changed. Therefore, the total performance was improved and the design objective was achieved. The preliminary design makes use of quasi-three dimensional(Q3D) design methods to achieve most reasonable parameter distribution so as to preliminarily enhance total performance. Then total performance will be further improved by adopting multistage local optimization design. Thus the design objective will be successfully achieved without huge expenditure of manpower and calculation time. Therefore, such optimization design process may be efficiently applied to the aerodynamic design optimization of multistage axial turbine.
약한 cusp 자장이 가하여진 Czochralski실리콘 단결정 성장에서 유동장의 종횡비에 따라 부력과 열모세관 현상이 용융물질의 유동과 물질(산소)전달에 미치는 영향이 수치적인 방법으로 연구되었다. 실리콘 단결정 성장이 진행됨에 따라 도가니안의 용융물질의 깊이가 즐어들어 유동장의 종횡비가 감소하고, 이에 따라 현존하는 유동장에 작용하는 자장의 상대적인 형태가 변화하므로 유동의 형태가 계속 변화한다. 유동장 내부에서 자유표면으로 접근하여 Marangoni 대류를 구성하는 용융물질의 흐름(열모세관 현상)과 함께 도가니 벽 근처의 자유표면 바로 아래에서 순환류가 발생하는데, 이 순환류의 존재로 인하여 부력의 효과가 “전반적으로”나타나지 않고 도리어 “국소적으로”나타나는 특성을 갖는다. 종횡비가 작아질수록 유동장의 대부분에서 자장의 반경방향 성분이 축방향 성분보다 우세하여 용융물질의 유동은 횡방향 성분(수평성분)이 현저해지므로 자오면에서의 온도분포는 점차 반경방향에 의존하는 특성을 갖게 된다 종횡비가 작아질수록 결정의 가장자리에서 온도구배가 작아지며 따라서 열모세관 현상포 약화된다 또 이때 결정주위의 산소의 농도가 작아지며 따라서 흡수되는 산소의 양도 작아진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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