• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.205-212
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• 2017

본 연구에서는 합성폐수로부터 암모니아 탈기 시 이유체 벤츄리형 선회 노즐이 장착된 제트 루프 반응기의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위해 이유체 벤츄리형 선회 노즐과 일반 노즐이 장착된 각각의 제트 루프 반응기를 이용하여 조업조건 변화에 따른 암모니아 제거효율과 총괄물질전달계수($K_La$)를 각각 얻은 후, 이를 통해 성능을 비교하였다. 운전변수로는 pH(pH = 10-12), 액체순환유량($Q_L=25-35L\;min^{-1}$), 공기유입량($Q_G=5-20L\;min^{-1}$)을 변화시키며 실험하였다. 실험결과, 동일한 조업조건에서 이유체 벤츄리형 선회 노즐(two-fluid venturi-type swirl nozzle, TVSN)이 장착된 제트 루프 반응기가 이유체 벤츄리형 일반 노즐(two-fluid venturi-type conventional nozzle, TVCN)이 장착된 제트 루프 반응기보다 암모니아 제거효율과 $K_La$가 높게 나타났다. 이와 같은 결과는 이유체 벤츄리형 선회 노즐이 장착된 제트 루프 반응기에서 형성된 선회류 흐름에 의해 난류강도가 이유체 벤츄리형 일반 노즐이 장착된 제트 루프 반응기에 비해 높기 때문이라 판단된다. 또한, 실험조건 범위에서 $K_La$는 pH, 공기유입량 및 액체순환유량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, 특히, 실험변수 중 공기유입량이 pH나 액체순환유량에 비해 $K_La$에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.60-66
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• 2015

Conjugate heat transfer analysis was performed to investigate the flow and cooling performance of the high pressure turbine nozzle of gas turbine engine. The CHT code was verified by comparison between CFD results and experimental results of C3X vane. The combination of k-${\omega}$ based SST turbulence model and transition model was used to solve the flow and thermal field of the fluid zone and the material property of CMSX-4 was applied to the solid zone. The turbine nozzle has two internal cooling channels and each channel has a complex cooling configurations, such as the film cooling, jet impingement, pedestal and rib turbulator. The parabolic temperature profile was given to the inlet condition of the nozzle to simulate the combustor exit condition. The flow characteristics were analyzed by comparing with uncooled nozzle vane. The Mach number around the vane increased due to the increase of coolant mass flow flowed in the main flow passage. The maximum cooling effectiveness (91 %) at the vane surface is located in the middle of pressure side which is effected by the film cooling and the rib turbulrator. The region of the minimum cooling effectiveness (44.8 %) was positioned at the leading edge. And the results show that the TBC layer increases the average cooling effectiveness up to 18 %.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권5호
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• pp.97-103
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• 1998

The flow structure of particles for two different injectors has been investigated experimentally by means of a Phase Doppler Particle Analyzer(PDPA). Two injectors used in the present study are the pipe and contraction nozzle. Particles of 0.8${\mu}{\textrm}{m}$, 30${\mu}{\textrm}{m}$, 60 ${\mu}{\textrm}{m}$, and 100${\mu}{\textrm}{m}$ diameter were injected with a constant mass loading ratio of 0.01 and a Reynolds number of 13200. The initial mean velocity and turbulent intensity of particle are strongly influenced by the particle size and the injector geometry. The flow angles of particle at nozzle exit are sensitive to the particle size rather than the injector geometry.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권10호
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• pp.685-691
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• 2017

증기 질량 유량의 변화에 따른 증기 터빈 노즐 단의 등엔트로피 노즐 효율을 계산하였다. 증기상태에 관한 압축성 Navier-Stokes 방정식을 기반으로 삼차원 수치해석 모델이 개발되었다. 두 가지의 삼차원 노즐 형상으로 압력, 온도, 속도, 마하수, 그리고 Markov 에너지 손실 계수가 계산되었다. 노즐 블레이드의 두께가 15mm에서 45mm로 증가함에 따라 최대 효율의 질량 유량은 0.9kg/s에서 1.6kg/s로 증가하였으며 최대 등엔트로피 효율은 각각 96.66%, 97.32%로 계산되었다. 질량 유량에 따른 등엔트로피 노즐 효율과 Markov 에너지 손실 계수를 계산하여 Markov 에너지 손실 계수와 등엔트로피 노즐 효율이 선형적 반비례 관계가 있음을 규명하였다.

• KSTLE International Journal
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• 제3권2호
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• pp.101-109
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• 2002

This paper presents the fabrication and performance inspection of a peristaltic micropump by flow simulation. The valve-less micropump using the diffuser/nozzle is consists of base plate, mid plate, top plate and connection tubes fur inlet and outlet. In detail, the base plate is composed of two diffuser nozzles and three chambers, the mid plate consists of a glass diaphragm for the volumetric change of the pumping chamber. The inlet and outlet tubes are connected at the top plate and the actuator fur pressing the diaphragm is located beneath the top plate. The micropump is fabricated on the silicon wafer by DRIE (Deep Reactive ion Etching) process. The pumping performances are tested by the pneumatic test rig and compared with the simulated results fur various dimensions of diffuser nozzles. The pumping characteristics of the micropump by the volumetric change at the pumping chamber is modeled and simulated by the commercial software of FLOW-3D. The simulated results shows that reverse flow is the inherent phenomena in the diffuser nozzle type micropump, but it can be reduced at the dual pumping chamber model.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.1-14
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• 1997

The characteristics of the flow and energy conversion in OMACON liquid-metal MHD system are investigated. Numerical simulation of two-phase flow in the OMACON system without magnetic field was carried out by the Phoenics code and the energy conversion characteristics are studied in association with the fact that the mechanical energy loss at the nozzle of the OMACON system are to be converted into electrical energy. In this system, working fluid (gas) is injected through the mixer located at the bottom of the riser, and is mixed with hot liquid metal. Therefore in the riser two-phase flow is developed under the influence of the gravity. In this study, the interaction between the gas and liquid is considered by the use of IPSA(InterPhase Slip Algorithm) where standard drag coefficient has been used. It has been assumed that in the flow regime the liquid is continuous and the gas is dispersed. For the liquid and gas, the continuity equations, momentum equations and energy equations are solved respectively in association with void fraction in the flow field. In order to calculate the energy conversion efficiency, firstly the ratio of the mechanical energy loss of liquid metal flow at the nozzle to the input thermal energy is considered. Secondly flow pattern of liquid metal in the generator has been analyzed, and the characteristics of the conversion of the mechanical energy into the electrical energy has been investigated. For an representative case where Hartmann number is 540 and magnetic field is 0.35 T, the present analysis shows that the energy conversion efficiency is 0.653. This result is considered to be reasonable in comparison with published experimental results.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권9호
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• pp.898-906
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• 2008

본 연구에 적용된 터빈은 2단으로 구성되며, 첫 번째 단에는 축류형 터빈이 적용되고 두 번째 단에는 반경류형 터빈이 적용되었다. 축류형 터빈에서 동익의 평균반경은 70mm 이며, 반경류형 터빈의 외경은 입구에서 68mm였다. 실험에서 반경류형 터빈의 경우에는 두 개의 다른 형태가 적용되었으며, 최적의 설계변수를 확인하기 위하여 노즐의 각도를 3가지로 변경하면서 실험을 수행하였다. 터빈의 형상에 따른 성능평가를 위하여 총비토오크를 기준으로 비교하였다. 실험의 결과에서 낮은 부분분사에서 작동하면서 고토오크를 얻기 위한 소형터빈의 성능에는 노즐 각도가 가장 중요한 설계변수임을 보여주었다. 부분분사율이 3.4%이면서 노즐의 분사각도가 $75^{\circ}$인 경우에 두 번째 단에 반경류형 터빈을 장착하였을 때 총비토오크는 13%향상하는 결과를 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권8호
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• pp.706-713
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• 2007

코안다 효과를 유발시키기 위해 환상 슬릿과 팽창률이 일정하지 않은 축소 노즐로부터 분사되는 제트의 구조와 환상의 슬릿과 팽창률이 일정한 노즐로부터 분사되는 제트의 구조를 비교 연구하였다. 실험에 있어서 노즐 입구와 출구 직경을 각각 40mm, 20mm로 하였고, 노즐 출구 평균 속도를 90m/s로 하였다. 3축 이송 장치와 스캐닝 밸브 시스템을 이용하여 제트 축 및 반경 방향 압력을 측정하고, 측정된 정압 및 전압으로부터 구한 속도 분포를 비교 검토하였다. 안정성과 수속성이 우수한 제트를 얻기 위해서는 팽창률이 일정하지 않은 노즐보다 팽창률이 일정한 축소 노즐과 환상의 슬릿을 통해 코안다 효과를 이용하여 분사하는 것이 효과적임을 밝혔다. 또한 팽창에 따른 압력 강하도 팽창률이 일정한 노즐의 경우가 상대적으로 더 작게 됨을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.61-69
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• 2013

핀틀 움직임에 의해 발생되는 큰 유동박리에 대해 적합한 2-방정식 난류모델의 압축성계수 보정모델을 판단하기 위하여 수치적 연구를 수행하였다. 난류모델은 저 레이놀즈수 k-${\varepsilon}$ 모델과 k-${\omega}$ SST 모델에 압축성 보정 모델(Wilcox와 Sarkar 모델)을 적용하여, 핀틀 노즐의 세부유동장을 관찰하고 노즐 벽면에서의 압력을 실험데이터와 비교 분석하였다. 마하디스크(Mach disk)의 위치와 박리영역에서의 압력 회복 형태는 난류모델에 따라 다르게 나타났으며, 각 난류모델에 압축성 보정을 적용하여 유동 박리 포획의 정확도를 개선하였다. 압축성이 보정된 k-${\varepsilon}$ 모델이 실험결과와 매우 잘 일치하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.483-486
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• 2009

항공기의 초음속 배기노즐에서 피치 및 요 편향과 함께 가변으로 작동하는 추력편향 노즐에 대한 연구를 수행하였다. 최대속도 마하 1.8, 비행 반경 400Nm에 대한 가상의 항공기에 대한 엔진모델을 생성하여, 항공기의 각 작동영역에 대한 싸이클 해석을 수행하여 추력편향 노즐의 기본사양을 구성하였다. 이를 바탕으로 2차원 추력편향 노즐을 설계하고, 유동 분석은 피치 및 요각의 편향에 의해 수행되어졌다.