In order to investigate the impulsive noise at the exit of high-speed railway tunnel and the pressure transients inside the tunnel, numerical calculations using a Total Variation Dimishing difference scheme were applied to axisymmetric unsteady compressible flow field. Some compression wave forms were assumed to model the compression wave produced in real high-speed railway tunnel. The numerical data were extensively explored to analyze the peak over-pressure and maximum pressure gradient in the pressure wavefront. The effect of the distance and cross-sectional area ratio between two-continuous ducts on the characteristics of the pressure waves were investigated. The peak over-pressure inside the second duct decreases for the distance and cross-sectional area ratio between two tunnels to increase. The peak over-pressure and maximum pressure gradient of the pressure wavefront inside the second duct increase as the maximum pressure gradient of initial compression wave increases. The present results were qualitatively well agreed with the results of the previous shock tube experiment.
With the development of micro electronic circuits and optical equipment, the demand for developing smart munitions with the ability to autonomously search for and attack targets has increased. Since the electronic components within smart munitions are affected by high temperatures, pressure, and impulsive forces upon the combustion of gunpowder, stability and reliability need to be secured for them. Securing those stability and reliability requires soft recovery system which can decelerate smart munitions. A theoretical analysis of flow is performed for the secure recovery of bullets on the basis of Navier-Stokes equation for compressible fluids. The inner pressure on a pressure tube, the speeds of bullets, and the deceleration of munitions are calculated theoretically. Theoretical results are compared with the data from the experiment with soft recovery system set up at the laboratory.
Fundamental study on quasi-monochromatic parallel radiography using a polycapillary plate and a plane-focus x-ray tube is described. The x-ray generator consists of a negative high-voltage power supply, a filament (hot cathode) power supply, and an x-ray tube. The negative high-voltage is applied to the cathode electrode, and the transmission type target (anode) is connected to the ground potential. The maximum voltage and current of the power supply were -100 kV (peak value) and 3.0 mA, respectively. In this experiment, the tube voltage was regulated from 20 to 25 kV, and the tube current was regulated by the filament temperature and ranged from 1.0 to 3.0 mA. The exposure time is controlled in order to obtain optimum film density, and the focal spot diameter was about 10 mm. The polycapillary plate is J5022-21 made by Hamamatsu Photonics Inc., and the outside and effective diameters are 87 and 77 mm, respectively. The thickness and the hole diameter of the polycapillary are 1.0 mm and 25 ${\mu}$m, respectively. The x-rays from the tube are formed into parallel beam by the polycapillary, and the radiogram is taken using an industrial x-ray film of Fuji IX 100 without using a screen. In the measurement of image resolution, we employed three brass spacers of 2, 30, and 60 mm in height. By the test chart, the resolution fell according to increases in the spacer height without using a polycapillary. In contrast, the resolution slightly fell with corresponding increases in the height by the polycapillary. In angiography, fine blood vessels of about 100 ${\mu}$m are clearly visible.
NH$_3$-NO-Ar 혼합기체의 점화 과정을 반사 충격파를 이용하여 1675-2391 K 온도 범위에서 고찰하였다. 점화지연시간은 충격관 끝에서 1.0cm떨어진 곳에서 압력 변화 및 OH 라디칼의 광 방출을 측정하여 구하였으며, 점화지연시간에 대한 각 기체의 농도 및 온도 의존도에 관한 관계식을 구할 수 있었다. 그리고 NH$_3$-NO-Ar 혼합기체의 점화 과정에서 중요한 역할을 하는 단일단계반응들을 살펴보기 위해 기존에 제안된 다양한 반응 메카니즘들을 이용한 모의실험을 수행하였다. 또한 민감도 분석 등을 통해 NH$_2$+NO${\rightarrow}$NNH+OH 반응이 점화과정에서 가장 중요한 반응임을 알았다.
Ballistic Range는 오래전부터 짧은 시간에 극도의 고압상태를 만들어낼 수 있기 때문에 고속 충격역학, 발사체 공기역학, 새로운 재료의 생성과 같은 다양한 공학 분야에서 사용되어왔다. 2단 경 가스총은 가장 넓게 사용되어지고 있다. 현재의 실험적 연구는 발사체 가상실험을 쉽게 수행할 수 있는 새로운 타입의 Ballistic Range를 개발하기위해 진행되어져왔다. 실험은 발사체 속도의 다양한 변수들의 의존성을 찾기 위해 수행되었다. 다양한 발차에 속도를 얻기 위해 고압실압력, 격막파열압력, 발사체와 피스톤 질량에 변화를 주었다. 또한 발사되는 발사체 주변의 유동을 알아보기 위해 유동장을 가시화하였다.
With the development of micro electronic circuits and optical equipment, the demand for developing smart munitions with the ability to autonomously search for and attack targets has increased. Since the electronic components within smart munitions are affected by high temperatures, pressure, and impulsive forces upon the combustion of gunpowder, stability and reliability need to be secured for them. Securing those stability and reliability requires soft recovery system which can decelerate smart munitions. A theoretical analysis of flow is performed for the secure recovery of bullets on the basis of Euler equation for compressible fluids. The inner pressure on a pressure tube, the speeds of bullets, and the deceleration of munitions are calculated theoretically. Theoretical results are compared with the data from the experiment with soft recovery system set up at the laboratory.
As pulse detonation engine(PDE) does not need compression mechanisms such as compressors because self-sustained detonation waves are able to compress propellant gases by their incident shock waves, the PDE can have a simple straight-tube structure. In this study, we propose an autonomous driving valve system of the PDE, which fill premixed gases into the PDE tubes at high frequency with high mass flow rate. The proposed valve is composed of only three parts: a piston, a cylinder, and a spring. This valve system can produce intermittent flow at high mass flow rate, and also can keep stable reciprocal motion by using the propellant-gas enthalpy. When the cylinder content product is assumed to be constant, experimental results of the mass flow rate were approximately equal to the calculation model. We confirmed the autonomous driving valve performance by experiments, and concluded that this extremely simple valve with no electrical power and controller can be used as the PDE propellant supply system.
컴퓨팅 아키텍처와 응용 소프트웨어 기술의 발달로 최근에는 근사가 아닌 실제 물리계 모사라는 컴퓨터 시뮬레이션의 궁극 목표가 현실 이슈로 대두되고 있다. 본 논문에서는 미국 정부 주도 슈퍼컴퓨팅 기반 다물리 시뮬레이션 사업의 결과물로 나온 일리노이 대학의 일리노이 록스타라는 유체-구조-연소 연성 해석툴을 활용하여 충격파관 내의 금속판의 미소 시간 운동을 전산모사하고 기존 실험, 해석들과 비교하는 연구를 수행하였다. 전산유동해석은 정렬격자를 기반으로 하였고 구조해석은 대변형 선형탄성을 가정하였다. 또한 강한 연계 시간적분법이 적용된 알고리즘의 고도화로 인해 충격파 내 금속패널에 관한 높은 수준의 실험-계산 상관성을 보였다. 본 연구의 제한적인 검증연구를 확장하여 해석환경 내 추가 모듈들의 검증작업들과 코드개선을 통해 오픈소스 기반 연구개발 도구로서 활용할 예정이다.
In the present paper, implosion responses of two adjacent cylindrical tubes under external hydrostatic pressure were experimentally investigated. The cylinder models were fabricated of aluminium alloy 6061-T6 commercial tubes. In the experiment, a pair of two-cylinders were placed inside of a support frame in a medium-size pressure chamber, whose design pressure was 6.0MPa. The distance between the two-cylinders was 30 millimeter measured from outer shell at the mid-length. The implosion tests were performed with water and compressed nitrogen gas as the pressurizing media. The ambient static pressure of the chamber and local dynamic pressure near the two-imploded models were measured simultaneously. It was found that the energy released during an implosion from the first, weaker cylinder triggered the instability of the second, stronger cylinders. In other words, the resulting shock wave of the first implosive impact from the weaker cylinder could cause the premature failure of the neighboring stronger cylinders. The non-contact implosion phenomena from the two-cylindrical tube were clearly observed.
Lakshmi, D. Shanthana;Saxena, Mayank;Ekambaram, Shivakarthik;Sivaraman, Bhalamurugan
Membrane and Water Treatment
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제12권1호
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pp.43-49
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2021
The Commercial polymeric membranes like Polysulfone (PSF), Polyvinylidene difluoride (PVDF) and Polyacrylonitrile (PAN) which are an integral part of water purification investigation were chosen for the shockwave (SW) exposure experiment. These membranes were prepared by blending polymer (wt. %) / DMF (solvent) followed by phase-inversion casting technique. Shockwaves are generated by using Reddy Tube lab module (Table-top Shocktube) with range of pressure (1.5, 2.5 and 5 bar). Understanding the changes in membrane before and after shock wave treatment by parameters, i.e., pure water flux (PWF), rejection (%), porosity, surface roughness (AFM), morphology (SEM) and contact angle which can significantly affect the membrane's performance. Flux values PSf membranes shows increase, 465 (pristine) to 524 (1.5wt%) LMH at 50 Psi pressure and similar enhancement was observed at 100Psi (625 to 696 LMH). Porosity also shows improvement from 73.6% to 76.84% for 15wt% PSf membranes. It was observed that membranes made of polymers such as PAN and PSF (of high w/w %) exhibits some resistance against shockwaves impact and are stable compared to other membranes. Shockwave pressure of up to 1.5 bar was sufficient enough to change properties which are crucial for performance. Membranes exposed to a maximum pressure of 5 bar completely scratched the surface and with minimum pressure of 1.5bar is optimum enough to improve the water flux and other parameters. Initial results proved that SW may be suitable alternative route to minimize/control membrane fouling and improve efficiency.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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