An experimental study on the structure of a separated shear layer downstream of the backward-facing step has been performed by examining mean flow and turbulent quantities in terms of free stream turbulence. When free stream turbulence exists, the entrainment rate of the separated shear layer and the flow rate in the recirculation region are enhanced, resulting in shorter reattachment length. The production and diffusion terms in the turbulent kinetic energy balance are shown to increase more than the dissipation term does. Rapid decrease of the pressure-strain term in the shear stress balance implies the enhancement of the three-dimensional motion by free stream turbulence.
An experimental investigation of the flow over the rectangular body located in close proximity to a ground board was reported using the particle image velocimetry (PIV) technique. The present experiments were conducted in a closed-loop open surface water channel with the Reynolds number, $Re_H=1.2{\times}10^4$ based on the model height. In addition to the PIV measurements, flow visualization studies were also carried out. The PIV technique provided instantaneous and time-averaged velocity vectors map, vorticity contours, streamline topology and turbulent quantities at various locations in the near wake. In the vertical symmetry plane, the upperbody flow is separated from the sharp top leading edge of the model and formed a large reverse flow region on the upper surface of the model. The flow structure downstream of the model has asymmetric double vortices. In the horizontal symmetry plane, identical separated flow regions occur on both vertical side walls and a pair of primary recirculatory bubbles dominates the wake region.
적외선 카메라를 이용한 입자추적유속계(IR-PTV)를 활용하여 물-공기 분리유동 시 계면속도를 측정하는 기법을 개발하였다. $3-5{\mu}m$ 파장대의 적외선은 물에 대해 $20{\mu}m$ 이하의 침투 깊이를 가지므로 입자추적유속계 기법에 활용 시 물-공기 계면 근처에 존재하는 추적입자들의 이동속도를 선택적으로 측정할 수 있다. IR-PTV 기법의 측정 정확도를 검증하기 위하여 물에 잘 뜨는 스티로폼 입자를 이용하여 $10^{\circ}$ 기울어진 경사면에서 공기-물 분리유동 시 계면속도를 측정하여 비교한 결과 5% 이내의 오차를 보이면서 잘 일치하였다. 개발한 기법을 이용하여 획득한 실험결과로부터 공기 속도가 증가함에 따라 계면속도가 비례하여 증가하는 것을 관찰하였으며 이는 계면전단력의 증가에 의한 것으로 해석된다.
The realizability condition has been applied to modern turbulence models, Simulations are performed to compare ${\kappa}-{\omega}$ turbulence models imposing the realizability condition. An improvement to the ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence model is also presented and shown to lead to better agreement with data for supersonic base flows. The improvement is achieved by imposing a grid-independent realizability constraint in the Launder-Sharma ${\kappa}-{\varepsilon}$ model. Numerical results for several test problems show a critical role of the realizability constraint in the prediction of separated flows.
Two-phase pressure drop experiments were performed during flow boiling to deionized water in a microchannel having a hydraulic diameter of $500{\mu}m$. Tests were made in the ranges of heat fluxes from 100 to $400kW/m^2$, vapor qualities from 0 to 0.2 and mass fluxes of 200, 400 and $600kg/m^2s$. The frictional pressure drop during flow boiling is predicted by using two models; the homogeneous model that assumes equal phase velocity and the separate flow model that allows a slip velocity between two phases. From the experimental results, it is found that the two phase multiplier decreases with an increase in mass flux. Measured data of pressure drop are compared to a few available correlations proposed for macroscale and mini/microscale. Among the separated flow models, the correlation model suggested by Lee and Garimella predicted the frictional pressure drop within MAE of 47.2%, which is better than other correlations.
In this paper, separated flow characteristics is studied using the RANS(Reynold-averaged Navier-Stokes) modeling. The analysis is performed for the NASA's hump configuration which is the combination of a flat plate and a hump. This configuration was used in NASA's flow control workshop and it was one of validation cases for RANS and LES simulations. The separation occurs at the 65% of model length where a slot is positioned for the flow control. No flow control case and steady suction case are studied using RANS modeling. The Spalart-Allmaras model and the SST(Shear Stress Transport) model are applied and their accuracy are compared. To correlate CFD analysis with experimental data, the optimal boundary condition was investigated and the effect of a cavity around the slot is studied for the no flow case.
The examination on the operating mechanism of a pulsating heat pipe (PHP) using visualization revealed that the working fluid in the PHP oscillated to the axial direction by the contraction and expansion of vapor plugs. This contraction and expansion is due to the formation and extinction of bubbles in the evaporating and condensing section, respectively. In this paper, a theoretical model of PHP was presented. The theoretical model was based on the separated flow model with two liquid slugs and three vapor plugs. The results show that the diameter, surface tension and charge ratio of working fluid have significant effects on the performance of the PHP. The following conclusions were obtained. The periodic oscillations of liquid slugs and vapor plugs were obtained under specified parameters. When the hydraulic diameter of the PHP was increased to d=3mm, the frequency of oscillation decreased. By increasing the charging ratio from 40 to 60 by volume ratio, the pressure difference between the evaporating section and condensing section increased, the amplitude of oscillation reduced, and the oscillation frequency decreased. The working fluid with higher surface tension resulted in an increase in the amplitude and frequency of oscillation. Also the average temperature of vapor plugs decreased.
본 논문에서는 수직벽 하류에 형성되는 박이 전단층의 발전과 재부착 그리고 재발전 경계층에 대해 평균 속도, 벽면의 압력 분포, 난류 강도, 레이놀즈 전단 압력 및 아직 수직벽에 대해서는 보고된바 없는 난류 떨림 속도 성분들의 3승곱 통계치를 측정하여 난류 구조의 변화를 분석하고 이를 수치적 계산 모델개발의 자 료로 제공하고자 함이 이 연구의 목적이다.
This study was conducted to provide a basic information for the establishment of operation and treatment processes in sewer system of Nakdong river basin to minimize the overall pollutants loading to water body. Sewage flowrates were regularly measured and monitored at various sampling points of newly-built separated sewer system located in G City GA sites. To assess the inflow sewage flowrate, various calculating methods such as water-use evaluation, average-minimum daily flow quality evaluation, minimum daily flow evaluation, night water-use evaluation were used. Average I/Is were calculated except water-use evaluation. Average I/Is were found to be 6.5 $m^{3}/d$, 3.5 $m^{3}/d$, 7.7 $m^{3}/d$ at GA-1, GA-2, GA-3 points respectively. I/I ratios of three areas were found to be 4.8 %, 2.0 % and 2.7 % respectively and were obviously lower than those of the other separated sewer systems as shown in the previous studies.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제27권6호
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pp.797-805
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2003
This paper describes experimental investigations of helium-air exchange flow through single opening and partitioned opening. Such exchange flows may occur following rupture accident of stand pipe in high temperature gas cooled reactor. A test vessel with a small opening on top of test cylinder is used for experiments. An estimation method of mass increment is developed and applied to measure the exchange flow rate. A technique of flow visualization by Mach-Zehnder interferometer is provided to recognize the exchange flows. Flow measurements are made with the opening, for partition ratios H_p/H$_1$$ in the range 0 to 1. where H_p$ and H$_1$ are partition length and height of the opening. respectively. In the case of H_p/H$_1$$ of 0, flow passages of upward flow of the helium and downward flow of the air within the opening are unseparated (bidirectional), and the two flows interfere within the opening. The unseparated flow increases strength of flow resistance and therefore, the exchange flow rate is minimum through range of the partition ratios. Two flow zones, i.e., separated (unidirectional) flow zone and unseparated (bidirectional) flow zone, exist with increasing the partition length. The exchange flow rate increases with increasing the separated flow zone. It is found that a maximum exchange flow rate exists at H_p/H$_1$$ of 1. As a result of comparison of the exchange flow rates by changing the partition ratio, the fluids Interference in the unseparated zone is found to be an important factor on the helium-air exchange flow rate.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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