• 제목/요약/키워드: Mixing length

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축소형 액체로켓엔진 연소기의 연소특성에 대한 연구 (Study on the Combustion Characteristics of Subscale Liquid Rocket Combustion Chamber)

  • 김종규;이광진;송주영;문일윤;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.288-293
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    • 2006
  • 본 논문은 축소형 액체로켓엔진 연소기의 성능 및 연소특성에 관한 것이다. 축소형 연소기는 분사기 헤드부, 내열재 실린더부, 그리고 강제 물냉각 노즐부로 구성되어 있다. 분사기 헤드부는 18개의 주분사기와 한 개의 점화기용 분사기로 구성되어 있다. 분사기의 형태는 동축 와류형 분사기이며, 리세스 길이에 따른 4종류의 분사기를 적용한 각각의 축소형 연소기의 연소시험 결과, 성능 비교 및 정압, 동압 특성에 대해 기술하였다. 또한 설계점 및 탈설계점에서의 연소특성에 대해서도 기술하였다.

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고난류강도 자유유동에서 평판 경계층 천이의 예측을 위한 난류 모형 개발 (Development of k-$\epsilon$ model for prediction of transition in flat plate under free stream with high intensity)

  • 백성구;임효재;정명균
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.337-344
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    • 2000
  • A modified k-$\epsilon$ model is proposed for calculation of transitional boundary layer flows. In order to develop the eddy viscosity model for the problem, the flow is divided into three regions; namely, pre-transition region, transition region and fully turbulent region. The pre-transition eddy-viscosity is formulated by extending the mixing Length concept. In the transition region, the eddy-viscosity model employs two length scales, i.e., pre-transition length scale and turbulent length scale pertaining to the regions upstream and the downstream, respectively, and a university model of stream-wise intermittency variation is used as a function bridging the pre-transition region and the fully turbulent region. The proposed model is applied to calculate three benchmark cases of the transitional boundary layer flows with different free-stream turbulent intensity ( $1\%{\~}6\%$ ) under zero-pressure gradient. It was found that the profiles of mom velocity and turbulent intensity, local maximum of velocity fluctuations, their locations as well as the stream-wise variation of integral properties such as skin friction, shape factor and maximum velocity fluctuations are very satisfactorily Predicted throughout the flow regions.

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핵연료 집합체 혼합날개형상의 수치최적설계 (Numerical Optimization of the Shape of Mixing Vane in Nuclear Fuel Assembly)

  • 서준우;김광용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권8호
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    • pp.929-936
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    • 2004
  • In the present work, shape of the mixing vane in Plus7 fuel assembly has been optimized numerically using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of flow and heat transfer. Standard $k-{\epsilon}$ model is used as a turbulence closure. The Response surface method is employed as an optimization technique. The objective function is defined as a combination of heat transfer rate and inverse of friction loss. Bend angle and base length of mixing vane are selected as design variables. Thermal-hydraulic performances for different shapes of mixing vane have been discussed, and optimum shape has been obtained as a function of weighting factor in the objective function.

LES of Turbulent Mixing of Non Reacting Flow in a Gas Generator

  • Lee, Chang-Jin
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.391-398
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    • 2008
  • LES analysis was conducted with in-house CFD code to investigate the turbulence evolution and interaction due to turbulence ring and splash plate in the gas generator. Though chemical reaction was not accounted for, the results can be useful in determining the turbulence characteristics generated by ring and plate. The calculation results show that the installation of turbulence ring can introduce additional turbulences and improve turbulent mixing in the downstream flow. However, the addition of splash plate in the downstream of TR brings totally different shape of perturbation energy and enstrophy distribution for turbulent mixing. This enhancement can be done by the formation of the intensively strong vorticity production and mixing behind the plate. Pressure drop was found to be a reasonable level of about 1% or less of initial pressure in all calculation cases. Also, calculation results revealed that the variation of TR shape and intrusion length did not change the characteristics of turbulent mixing in the chamber. Even though the effect of installation location of splash plate on the turbulent mixing is not investigated yet, calculation results conclude the addition of splash plate leads to the increase in turbulent mixing with an acceptable pressure drop.

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화력발전 배가스 탈질 환원제의 혼합특성 (A Mixing Characteristic of De-NOx Reducing Agent for Flue Gas in Thermal Power Generation)

  • 최항석;김관태;김석준;정상현;송영훈;홍성호;이준엽
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.79-85
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    • 2006
  • In this study, to increase the mixing between flue gas and reducing agent, new shapes of $NH_3$ ejection nozzles are designed and experimentally and numerically tested. The nozzles have six holes perpendicular to the ambient flue gas flow and the tilting angle between direction of ambient flow and the hole axis is varied. To evaluate the mixing efficiency of the proposed nozzles, numerical and experimental tests are applied to several flow conditions comparing with single hole nozzle, which is commonly used in conventional SCR process. From the results the nozzle with tilted multi-holes has the large region of high turbulent intensity compared with conventional single hole nozzle. This is originated from the high vorticity near the upstream of the jet flow issuing from the hole. The high turbulent intensity and vorticity magnitude lead to enhanced mixing between flue gas and reducing agent. Hence, the most suitable moral ratio between NOx and reducing agent for the catalytic reaction can be obtained on behalf of the intensified scalar mixing within shorter physical mixing length.

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스월 동축형 분사기의 리세스 길이에 따른 혼합특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Mixing Characteristics for Recess Length of Swirl Coaxial Injector)

  • 김영준;홍문근;이수용;손채훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.74-77
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    • 2011
  • 고성능 다단연소방식 액체 로켓엔진에 사용되는 기체 중심 스월 동축형 분사기의 리세스 길이 변화에 따른 혼합특성을 수치해석을 통해 연구를 수행하였다. 실제 추진제의 상(phase)은 기체(산화제)-액체(연료)형이지만, 모사조건을 통해 기체-기체로 고려하였다. 추진제의 확산각도를 측정하기 위해 분사기 출구에서의 속도 분포 및 추진제의 분무형상을 분석하였다. 리세스 길이가 증가함에 따라 축방향 속도는 증가하는 반면, 탄젠셜 방향 속도는 감소하였다. 이 결과 확산각도가 감소하는 정성적인 특징을 확인하였다.

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LED Encapsulation을 위한 스태틱 믹서의 전산 설계 및 유동해석을 이용한 액상 실리콘의 혼합 특성에 대한 연구 (A Study on the Computational Design of Static Mixer and Mixing Characteristics of Liquid Silicon Rubber using Fluidic Analysis for LED Encapsulation)

  • 조용규;하석재;호소;조명우;최종명;홍승민
    • Design & Manufacturing
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    • 제7권1호
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    • pp.55-59
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    • 2013
  • A Light Emitting Diode(LED) is a semiconductor device which converts electricity into light. LEDs are widely used in a field of illumination, LCD(Liquid Crystal Display) backlight, mobile signals because they have several merits, such as low power consumption, long lifetime, high brightness, fast response, environment friendly. In general, LEDs production does die bonding and wire bonding on board, and do silicon and phosphor dispensing to protect LED chip and improve brightness. Then lens molding process is performed using mixed liquid silicon rubber(LSR) by resin and hardener. A mixture of resin and hardener affect the optical characteristics of the LED lens. In this paper, computational design of static mixer was performed for mixing of liquid silicon. To evaluate characteristic of mixing efficiency, finite element model of static mixer was generated, and fluidic analysis was performed according to length of mixing element. Finally, optimal condition of length of mixing element was applied to static mixer from result of fluidic analysis.

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수치해석을 이용한 초음속 연소기 내의 2차원 Cavity의 종횡비 변화에 대한 혼합특성 비교연구 (The Numerical Analysis by the Change on the Length-Height Ratio of 2D Cavity in Supersonic Combustor)

  • 서형석;김기수;전영진;변영환;이재우
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.81-86
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    • 2007
  • 스크램제트의 연소실 내부로 유입되는 공기의 속도는 초음속으로 체류 시간은 수 ms로 매우 짧다. 이 짧은 시간 안에 연료분사, 공기-연료 혼합, 연소과정이 모두 이루어져야 한다. 공기와 연료의 혼합을 증대하는 방법은 여러 가지가 제시되었다. 이중 자유류 마하수 2.5의 단일분사 방법에서의 cavity를 이용한 혼합증대 특성을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 사용된 코드는 동일조건의 실험결과와 비교하여 검증하였고 이를 통해 Cavity에 의한 혼합증대 특성을 확인할 수 있었다.

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CFD 시뮬레이션을 이용한 이젝터 혼합실 형상에 따른 성능 평가에 관한 연구 (Study on Performance Evaluation of Mixing Section of Ejector using CFD simulation)

  • 신원협;김민우;박영철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.2610-2616
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    • 2014
  • 이젝터는 펌프의 일종으로서 고압의 유체가 지닌 압력에너지를 이용하여 흡입 유체를 빨아들여 이송하는 기계장치이다. 본 논문은 유한체적법 기반의 CFD 분석을 이용하여 이젝터의 성능에 영향을 미치는 혼합실 형상에 따른 영향을 조사하였다. 혼합실 내부의 노즐 직경과 노즐목 길이, 그리고 노즐 끝단과 유체가 외부로 빠져나가는 디퓨저 입구까지의 거리를 변화시키면서 성능을 좌우하는 흡입유체가 가장 잘 흡입되는 최적의 조건을 조사하였다. 연구 결과 이젝터의 성능은 노즐의 직경이 가장 큰 영향을 나타내는 것을 확인하였다. 혼합실 내부 노즐의 직경이 감소함에 따라 혼입율이 증가하는 것을 확인하였고 노즐 직경이 증가할수록 혼입율이 감소되는 것을 확인하였다. 반면 노즐목 길이, 노즐끝단과 디퓨저 입구까지의 거리에 대한 영향은 미비한 것으로 확인되었다. 마지막으로 CFD분석 자료를 토대로 인공신경망을 이용하여 더욱 구체적인 이젝터 혼합실 형상, 노즐 직경 23.8mm를 제시하였다.