• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.359-370
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• 2015

본 연구는 다양한 조건하에서 모세관력 불균형에 의해 구동되는 수평 표면 위의 액적 거동을 수치해석적으로 연구한 것이다. 액적 거동은 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하여 수치해석하였다. 수치해석에 사용된 코드는 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있다. 상세한 액적 거동이 다양한 초기 액적형상, 접촉각 및 표면장력(또는 Bond 수)의 조건하에서 얻어졌다. 또한 액적 이송 메커니즘이 액적 형상에 대한 수치해석 결과로부터 검토되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.263-270
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• 2014

유체이송 기술은 최근 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 본 논문에서는 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이송시킬 수 있는 새로운 개념을 제안하고, 수치해석을 통해 증명하였다. 제안된 장치는 표면을 단순하게 친수성과 소수성 표면의 복합표면으로 구성하는 것이다. 새로운 개념을 입증하기 위한 수치해석은 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있는 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하였다. 연구결과 본 연구에서 제안된 개념이 마이크로 유체시스템에서 액적이송에 대해 우수한 성능을 나타내는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권4호
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• pp.337-342
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• 2006

Natural convection flows in a cubical air-filled cavity that has one pair of opposing faces isothermal at different temperatures, $T_h\;and\;T_c$, respectively, the remaining four faces having a linear variation from $T_c\;to\;T_h$ are numerically simulated by a solution code(PowerCFD) using unstructured cell-centered method. Special attention is paid to three-dimensional flow and thermal characteristics according to the variation of inclination angle $\theta$ of the isothermal faces from horizontal: namely $\theta=0^{\circ},\;15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;50^{\circ},\;60^{\circ},\;75^{\circ}\;and\;90^{\circ}$. Comparisons of the average Nusselt number at the cold face are made with experimental benchmark results found in the literature. It is demonstrated that the average Nusselt number at the cold face has a maximum value around the inclination angle of $50^{\circ}$. It is also found that the code is capable of producing accurately the nature of the laminar convection in a cubical air-filled cavity with differentially heated walls.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권12호
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• pp.1002-1008
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• 2007

Natural convection flows in a doubly-inclined cubical air-filled cavity are numerically simulated by a solution code(PowerCFD) using unstructured cell-centered method. For a physical realizability, the cavity has one pair of opposing isothermal faces at different temperatures, $T_h\;and\;T_c$, respectively, the remaining four faces having a linear variation from $T_c\;to\;T_h$. The paper redefines a new doubly-inclined orientation for the cubical-cavity benchmark problem. Special attention is paid to three-dimensional thermal characteristics in natural convection according to the new orientation at $Ra=4\times10^4$. Comparisons of the average Nusselt number at the cold face are made with benchmark solutions and experimental results found in the literature. It is found that the average Nusselt number at the cold face has a maximum value at the doubly-inclined angle ranging from $40^{\circ}\;to\; 45^{\circ}$ We also report the effect of new orientation on the type of temperature structure in a doubly-inclined cubical-cavity.