• 해양환경안전학회지
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• 제24권1호
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• pp.92-100
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• 2018

난류경계층이 유지되기 위한 에너지 공급은 경계층 내 구조물인 와류들의 상호작용으로 끊임없이 이루어진다. 이러한 난류 유동은 수송분야의 마찰저항 및 해양구조물의 침식 및 진동을 유발하기 때문에 유동 제어를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 제어의 극대화를 위해서는 난류 에너지 전달이 어떻게 이루어지는지에 대한 메카니즘 규명이 필수적이고, 이를 위해서는 층류경계층 내 유동현상으로 파악하는 것이 명확하고 용이하다는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 층류경계층 내 평판에 반구를 설치하여 역압력구배을 발생시킴으로써 교란된 유동현상의 상호작용을 분석하였다. 즉, 반구를 둘러싼 목걸이 와류와 반구 표면의 유동 박리에 의한 후류영역에서 머리핀 와류가 생성되어 상호 유기적으로 영향을 주고받는다. 이 과정에서 목걸이 와류는 후류영역으로 높은 운동량의 유체를 유입시켜 머리핀 와류의 발생 주파수를 증가시킨다. 반구 전방에 구멍을 뚫어 국부적인 흡입제어로 목걸이 와류의 와도를 감소시킴으로써 그 영향이 완화되는 과정을 유동 가시화 및 열선유속계로 측정하여 정성 및 정량적으로 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권6호
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• pp.672-681
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• 2004

Direct numerical simulation was carried out to study the vortical structures of the flow around a wall-mounted cube in a channel at Re=1,000 and Re=3,500 based on cubic height and bulk mean velocity. The cubic obstacle is situated in the entrance region of the channel flow where the boundary layers are developing. Upstream of the obstacle, steady and unsteady laminar horseshoe vortex systems are observed at Re=1,000 and Re=3,500, respectively; the near-wake flow is turbulent in both cases. The flow separates at each leading sharp edge of the cube, and subsequent vortex roll-up is noticed in the corresponding free-shear layer. The vortex shedding from the upper leading edge (upper vortices) and that from the two lateral leading edges (lateral vortices) are both quasi-periodic and their frequencies are computed. The upper and lateral vortices further develop into hairpin and Λ vortices, respectively. A series of instantaneous contours of the second invariant of velocity gradient tensor helps us identify spatial and temporal behaviors of the vortices in detail. The results indicate that the length and time scales of the vortical structures at Re=3,500 are much shorter than those at Re:1,000. Correlations between the upper and lateral vortices are also reported.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권1호
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• pp.49-59
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• 2005

The evaporation heat transfer experiments are conducted with the shell and plate heat exchanger (S&PHE) without oil in the refrigerant loop using R-410A. An experimental refrigerant loop has been established to measure the evaporation heat transfer coefficient h. of R-410A in a vertical S&PHE. Two vertical counter flow channels were formed in the S&PHE by three plates haying a corrugated trapezoid shape of a $45^{\circ}C$ chevron angle. UP flow of the boiling R-410A in one channel receives heat from the hot down flow of water in the other channel The effects of the refrigerant mass flux. average heat flux. refrigerant saturation temperature and vapor qualify are explored in detail. Similar to the case of a plate heat exchanger. even at a very low Reynolds number, the flow in the S&PHE remains turbulent. The Present data shows that the evaporation heat transfer coefficients of R-410A increased with the vapor qualify. The results indicate a rise in the refrigerant mass flux caused an increase in the h.. Raising the imposed wall heat flux is found to slightly improve h., while h, is found to be lower at a higher refrigerant saturation temperature. Based on the present data. empirical correlation of the evaporation heat transfer coefficient is proposed.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권4호
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• pp.675-691
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• 2017

Jets in cross flow are of fundamental industrial importance and play an important role in validating turbulence models. Two jet configurations related to thermal fatigue phenomena are investigated: ${\bullet}$ T-junction of circular tubes where a heated jet discharges into a cold main flow and ${\bullet}$ Rectangular jet marked by a scalar discharging into a main flow in a rectangular channel. The T-junction configuration is a classical test case for thermal fatigue phenomena. The Vattenfall T-junction experiment was already subject of an OECD/NEA benchmark. A LES modelling and calculation strategy is developed and validated on this data. The rectangular-jet configuration is important for basic physical understanding and modelling and has been analyzed experimentally at CEA. The experimental work was focused on turbulent mixing between a slightly heated rectangular jet which is injected perpendicularly into the cold main flow of a rectangular channel. These experiments are analyzed for the first time with LES. The overall results show a good agreement between the experimental data and the CFD calculation. Mean values of velocity and temperature are well captured by both RANS calculation and LES. The range of critical frequencies and their amplitudes, however, are only captured by LES.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2B호
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• pp.139-144
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• 2006

측벽이 존재하는 개수로 난류흐름에 대한 DNS 자료를 사용하여 레이놀즈 전단응력 및 이차흐름의 생성메커니즘을 규명하였다. 측벽 부근에서 이차흐름의 양상을 보면, 상부 및 하부 모서리 부근에서는 측벽을 향해 침투되는 이차흐름이 형성된 반면, 그 외의 영역에서는 수로 중앙을 향해 분출하는 이차흐름이 형성된 것으로 나타났다. 측벽 부근에서 레이놀즈 전단응력의 분포를 산정하였으며, 고유구조와 연계하여 분석하였다. 사분면 해석에서 측벽을 향해 침투되는 이차흐름이 생성된 영역에서는 쓸기현상이 지배적인 반면, 측벽으로부터 분출되는 이차흐름이 형성된 영역에서는 분출현상이 지배적인 것으로 나타났다. 또한 조건부 사분면 해석을 통해 레이놀즈 전단응력의 생성 및 이차흐름의 양상이 지배적인 고유구조의 방향성에 의해 결정된다는 것을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.469-478
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• 2005

The subchannel analysis capability of MARS, a multi-dimensional thermal-hydraulic system code, has been enhanced. In particular, the turbulent mixing and void drift models for the flow-mixing phenomena in rod bundles were improved. Then, the subchannel analysis feature was combined with the existing coupled system thermal-hydraulics (T/H) and 3D reactor kinetics calculation capability of MARS. These features allow for more realistic simulations of both the hot channel behavior and the global system T/H behavior. Using the coupled features of MARS, a coupled analysis of a main steam line break (MSLB) is carried out for demonstration purposes. The results of the calculations are very reasonable and promising.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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• pp.178-179
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• 2005

Numerical and experimental investigation of incompressible turbulent flow and heat transfer through square channels with varying number of ribbed walls were conducted to determined pressure drop and heat transfer. The CFX solver used for the computation. The rough walls have a $45^0$ inclined square rib. Uniform heat flux is maintained on whole inner heat transfer channel area. The numerical results agreed well with experimental data that obtained for 7600$D_h$) of 0.0667. The results show that values of local heat transfer coefficient and friction factor increase with an increasing number of ribbed walls.

• 설비공학논문집
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• 제7권3호
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• pp.359-365
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• 1995

The drag reduction phenomenon with an additives of surfactant(STAC, stearlytrimethyl ammonium chloride) and polymer(PEO, polyethlene oxide) was investigated in fully developed turbulent pipe and channel flows at various low Reynolds numbers as well as very low additives concentration. A maximum of 70% drag reduction compared with plain water flow was found. This maximum drag reduction percentage obtained with surfactant solution was slightly higher than that of the Virk's asymptote in polymer solution.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.65-65
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• 2016

위어나 낙차공 같은 수공구조물 직하류부에서는 다양한 형태의 흐름조건이 발생한다. 낙차공 하류에서 발생하는 독특한 흐름형태 중 하나는 정상파형도수를 갖는 파형흐름이다. 이 연구에서는강 등(2010)이 수리실험을 수행한 바 있는 계단형 위어 하류부에서의 형성되는 파형흐름을 3차원 수치해석을 수행한다. 위어 구조물 위를 통과하는 난류흐름을 해석하기 위해서 Spalart-Allamaras 1방정식 모형을 이용한 URANS 수치모의와 DES (detached eddy simulation)을 실시하였다. 위어 주변에서의 자유수면 변동, 파상도수, 자유수면에서의 와류 그리고 바닥부근에서의 재순환 영역의 형상과 크기, 선정된 종방향 위치들에서의 흐름방향유속분포 등의 항으로 수치해석결과를 실험값과 비교하여 수치모의의 적절성과 난류모델들의 성능을 평가한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.876-891
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• 1988

본 연구에서는 실린더내의 혼합유동을 고찰하기 위하여 두 분류를 충동 유동 시켜 충돌 후 혼합 유동 상태를 온라인 측정 시스템에 의하여 계측하였다.실린더내 의 난류에 의한 혼합현상을 구명하기 위하여 혼합영역을 중심으로 3차원유동 성분들의 평균속도, 난류응력 등을 측정하여 일반 자유분류의 반실험식과 비교 검토하였으며, 본 실험 결과에 잘 일치하는 반실험식을 가정식으로부터 컴퓨터에 의한 점근적 방법으 로 구하였다.