An experimental investigation of the stenosis effects on the pressure drop and flow change in the internal flow is presented. Stainless steel tubes of small diameter(3.175mm, 3.4mm) are used for the test section of the flow loop. Percent contraction ranges from 35% to 83% and the stenosis length ratio (L/d) is varied from 2.8 to 8. Water and aqueous glycerol solutions are used for Newtonian fluids and polymer solutions of Separan AP-273 (500 wppm, 1000 wppm) for non-Newtonian fluids. Pressure loss coefficients of non-Newtonian fluids decrease just as those of Newtonian fluids. The loss coefficients of Newtonian and non-Newtonian fluids increase as the percent contraction increases and the loss coefficients of non-Newtonian fluids are larger than those of Newtonian fluids for the same stenosed tube. The loss coefficient increases as the stenosis length ratio increases.
정밀한 물질분배기관인 인체 기관지의 기능을 이해하기 위해서는 호흡에서 발생하는 다양한 유동 및 형상 조건에서 압력손실특성을 파악하는 것이 필수적이다. 본 연구는 기관지 구조의 기본 단위인 분지관의 층류 흡기유동 압력손실을 수치해석을 통해 확인하였다. 인체 기관지에 대한 관찰에서 보고되는 비대칭 형상과 유량분배비율 범위 안에서 압력손실계수 K 는 Re 와 관의 길이만의 함수로 다음과 같이 표현이 가능하며 $K{\propto}Re^{-1}(\frac{L}{d})^{3/4}$, Re<100, $K{\propto}Re^{-1/2}\(\frac{L}{d}\)^{1/2}$, $Re\geq100$, 이는 대칭 분지관의 관계식과 동일한 것이다. 연속분지로 입구 유속분포가 편향될 경우 분지관 압력손실의 변화는 4% 미만이었으며 분지가 반복될수록 그 차이는 줄어들어 무시할 만하였다.
The spray characteristics of liquid jet minted in subsonic cross-flow were investigated numerically and experimentally. The behaviors of column, penetration and breakup of plain liquid jet in non-swirling cross-flow of air have been studied. Numerical and physical models are based on a modified KIVAII code. The primary atomization is represented by a wave model based on the KH(Kelvin-Helmholtz) instability that is generated by a high interface relative velocity between the liquid and gas flows. CCD camera has been utilized in oder to capture the spray trajectory. The nozzle diameter was 0.5 mm and its L/D ratios were between 1 and 5. Numerical and experimental results indicate that the breakup point is delayed by increasing gas momentum ratio, the penetration decreases by increasing Weber number and the turbulent or nonturbulent liquid jet is obtained at different L/D ratio.
The tubed steel reinforced concrete (SRC) column is a composite column in which the outer steel tube is mainly used to provide confinement on the core concrete. This paper presents experimental and analytical studies on the behavior of circular tubed SRC (TSRC) columns subjected to axial compression. Eight circular TSRC columns were tested to investigate the effects of length-to-diameter ratio (L/D) of the specimens, diameter-to-thickness ratio (D/t) of the steel tubes, and use of stud shear connectors on the steel sections. Elastic-plastic analysis on the steel tubes was used to investigate the mechanism of confinement on the core concrete. The test results indicated that the tube confinement increased the strength and deformation capacity for both short and slender columns, and the effects on strength were more pronounced for short columns. A nonlinear finite element (FE) model was developed using ABAQUS, in which the nonlinear material behavior and initial geometric imperfection were included. Good agreement was achieved between the predicted results using the FE model and the test results. The test and FE results were compared with the predicted strengths calculated by Eurocode 4 and the AISC Standard. Based on the analytical results, a new design method for this composite column was proposed.
본연구에서는 전개장치를 띠모양의 소형 범포들로 구성하는 띠전개범식 안강망어구를 고안하여 재래의 그들을 이용한 1/3 모형어구 및 그물을 개량한 실물어구를 각각 제작하여 실험하였던 바, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 재래의 안강망어구의 축척비 1/3인 모형어구의 총저항 R(kg)을 실물로 환산하면 $R=5.6{\times}10^{3}V^{l.5}$ 또는 $R=3.5\frac{d}{l}{\lambda}_b{\lambda}_l\;V^{1.5}$로 주어진다. 단, V 유속(m/sec), d는 그물실의 직경, l은 그물코 다리 한개의 길이, ${\lambda}_b$는 그물아궁이의 뻗친 둘레(m), ${\lambda}_l$은 그물의 뻗친 길이(m)이다. 2. 모형실험에서 망고는 유속에 따라 거의 일정하며 옆줄 길이의 $83\%$ 정도로 유지하였다. 3. 망폭은 유속의 증가에 따라 서서히 감소하여 유속 1m/sec 일 때 모형실험에서는 뜸줄길이의 $90\%$정도, 실물실험에서는 $95\%$정도 유지하였다. 4. 어구조작은 선미식 트롤어선으로 행한 결과 전개장치의 선미경사로 통과가 여의치 않았고 장망시 선미경사로상에서 뜸줄, 발줄 및 옆줄이 뒤로 쳐져 엉키는 현상이 일어났다.
A numerical study for three-dimensional laminar flow in the entrance region of helical tubes connected with straight ones is carried out to investigate the effects of Reynolds number, pitch and curvature ratio on the oscillation periods of the flow. The fully elliptic governing equations were solved by means of a finite volume method. The fully developed laminar flow boundary condition was applied at the straight tube inlet. This results cover a curvature ratio range of 1/10${\sim}$1/320, a pitch range of 0.0${\sim}$3.2, and a Reynolds number range of 62.5${\sim}$2000. A comparison is made with previous experimental correlations and numerical data. The developments of velocity, local and average friction factors are discussed. The average friction factors are oscillatory in the entrance region of helical pipes. It has been found that the angle required for the flow to be similarly developed is most affected by the curvature ratio. The pitch and Reynolds number do not have any significant effect on the angle. The characteristic angle ${\phi}_c(={\phi}/sqrt{\delta})$, or the characteristic length to diameter ratio $s_c(=l\sqrt{\delta} cos(atan{\lambda})/d)$, can be useful to represent the development of flow in helical tubes. As the pitch increases and as the curvature ratio and Reynolds number decrease, the amplitude and the number of flow oscillations along the main streamwise direction decrease.
버켓기초는 현재 해양 구조물의 앵커나 해양 풍력발전의 기초로 광범위하게 쓰이고 있다. 그러나, 지금까지 버켓기초에 대한 설계 방법은 명확하게 제시되지 않았다. 그러므로, 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS(2010)를 이용하여 점성토 지반에 설치된 버켓기초의 지지력 및 하중-변위거동에 대해 분석하였다. 버켓기초의 지지력에 영향을 주는 매개변수로 기초지름에 대한 근입깊이 비(L/D)를 선정하고 L/D 비를 0.25~ 1.0로 변화시키며 수직방향 압축과 수평방향의 지지거동을 분석하였다. 수치해석 결과 버켓기초의 지지력은 L/D비에 큰 영향을 받으며 L/D비가 0.25에서 1.0으로 증가함에 따라 수직방향 지지력은 약 40%, 수평방향 지지력은 약 90% 증가하는 것으로 나타났다. 수직하중이 작용하는 경우 버켓기초의 지지력은 깊은 기초와 유사하게 선단지지력과 주변마찰력을 분리하여 산정할 수 있었다. 그리고, 수평하중이 작용하는 경우 L/D비가 0.25 인 경우 기초의 수평이동 경향이 지배적이지만, L/D비가 0.5 이상으로 증가하면 기초의 회전파괴 경향이 지배적인 것으로 나타났다.
액체추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 분열과 확산거동을 파악하기 위해 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)를 사용하여 분무액적의 준3차원적 공간분포를 계측하고 도시한다. 분무는 27.6 bar의 분사압력 조건에서 길이-직경비가 1.67인 노즐 오리피스로부터 지면에 수직으로 분사된다. 분무액적의 수직 및 수평방향 평균속도, AMD, SMD, 그리고 부피플럭스는 분무의 상류/중심에서 하류/외곽으로 이동함에 따라 분무분열에 의해 그 크기가 감소한다.
본 연구에서는 고정화된 한천분해효소가 충진된 packed-bed reactor를 이용하여 한천올리고당을 연속생산하였다. Packed-Bed 형 Reactor의 H/D를 조절하여 생산율이 가장 좋은 조건을 살펴 본 결과, H/D=14인 것으로 나타났으며, 한천올리고당의 연속생산시 35 h에서 효소활성반감기를 나타내었다. Packed-Bed Reactor내에서 기질 1 g/L agar, 1unit 고정화효소, 4$0^{\circ}C$, flow rate 24 mL/min 조건하에서 연속반응 시켰을 때, 중합도 4의 한천올리고당이 주로 생산되었으며 중합도 6당, 2당순으로 생산됨을 알 수 있었다. 또한 다중으로 연결된 반응기를 이용한 결과, 기질 1 g/L agar, 4$0^{\circ}C$, 48 mL/min의 조건하에서 41.7 mg/h의 한천올리고당이 생산됨으로서 다중으로 연결하지 않은 반응기보다 2.3배 한천올리고당의 생산율이 증가하였음을 알 수 있었다.
기계적 체결방법은 분해 및 조립이 용이하고 본드접착에 의한 결합보다 신뢰도가 높은 장점이 있으나 원공으로 인한 높은 응력집중을 초래하고 국부적으로 집중된 응력 재분포의 메카니즘이 등방성 재료와는 달리 매우 복잡하고 실적 데이타 및 실험자료가 거의 없어, 복합재료구조물의 결합방법으로 많은 연구 검토를 필요로 하고 있다. 본 연구에서 사용한 시편은 $[0^{\circ}/45^{\circ}90^{\circ}/-45^{\circ}]_s$ 적층판으로 W(시편의 폭)/d(핀의 직경) 및 L(edge의 거리)/d를 변화시키면서 실험을 수행하여 기하학적 형상 및 적층강도 변화에 따른 파손강도 및 파손양상을 측정하여 그 결과를 이론해석 값과 비교하였다. 실험결과에 따라 최적기법으로 만든 새로운 변수 $\alpha,\;\beta,\;\gamma$를 재료상수로 취급하여 W/d및 L/d와 체결강도와의 관계식을 이용하면, 동일한 재료로 제작한 적층판의 체결강도를 8%이내의 오차로 예측 가능하다. 초음파 탐상법(Ultrasonic C-scanning)으로는 손상영역 탐색 및 손상영역 확대과정을 파악하고, X-ray로는 몇 단계 하중상태에서 손상부를 촬영하였고, SEM(Scanning electron microscopes)을 이용 원공주위 파손부의 균열의 진전상태를 미시적으로 관찰하였다. 파손강도 및 파손양상에 대한 실험결과와 FEM이론해석 모델에 예측한 값과의 차이는 $L/D=2{\sim}3$인 경우를 제외하고는 대부분 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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