In the present paper, the wave absorbing performance of the fully submerged horizontal porous plates has been investigated, numerically and experimentally. The submerged porous system is composed of multi-layered horizontal porous plates that are clamped at the vertical setwall, which are slightly inclined and placed vertically, in parallel, with spacing. The hydrodynamic interaction of incident waves with the rigid porous multi-layered plates was formulated within the context of linear wave-body interaction theory and Darcy's law. In order to validate the effectiveness of the present computing code, the numerical results were compared with the analytical and experimental results. It is found that triple horizontal porous plates with slight inclination, if properly tuned for wave energy dissipation against the standing waves in front of the vertical wall, can have high performances in reducing the reflected wave amplitudes against the incident waves over a wide range of wave frequency.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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v.18
no.3
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pp.257-268
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2014
The objective of the present study is to investigate thermal diffusion and radiation effects on unsteady MHD flow past a linearly accelerated vertical porous plate with variable temperature and also with variable mass diffusion in presence of heat source or sink under the influence of applied transverse magnetic field. The fluid considered here is a gray, absorbing/emitting radiation but a non-scattering medium. At time t > 0, the plate is linearly accelerated with a velocity $u=u_0t$ in its own plane. And at the same time, plate temperature and concentration levels near the plate raised linearly with time t. The dimensionless governing equations involved in the present analysis are solved using the closed analytical method. The velocity, temperature, concentration, skin-friction, the rate or heat transfer and the rate of mass transfer are studied through graphs in terms of different physical parameters like magnetic field parameter (M), radiation parameter (R), Schmidt parameter (Sc), Soret number (So), Heat source parameter (S), Prandtl number (Pr), thermal Grashof number (Gr), mass Grashof number (Gm) and time (t).
This article studies the effects of heat generation/absorption and thermal radiation on the unsteady magnetohydrodynamic (MHD) Casson fluid flow past a vertical plate through rotating porous medium with constant temperature and mass diffusion. It is assumed that the plate temperature and concentration level are raised uniformly. For finding the exact solution, a set of non-dimensional partial differential equations is solved analytically using the Laplace transform technique. The influence of various non-dimensional parameters on the velocity are discussed, including the effects of the magnetic parameter M, heat generation/absorption Q, thermal radiation parameter R, Prandtl number Pr, Schmidt number Sc, permeability of porous medium parameter, Casson fluid parameter γ, on velocity, temperature, and concentration profiles, which are discussed through several figures. It is found that velocity, temperature, and concentration profiles in the case of heat generation parameter Q, Casson fluid parameter γ, thermal Grashof number Gr, mass Grashof number Gc, Permeability Porous medium parameter K, and time t have retarding effects. It is also seen that the magnetic field M, Thermal Radiation parameter R, Prandtl field Pr, Schmidt number Sc have reverse effects on it.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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v.21
no.1
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pp.39-61
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2017
In this present article, we analyzed the heat and mass transfer characteristics of the nonlinear unsteady radiative MHD flow of a viscous, incompressible and electrically conducting fluid past an infinite vertical porous plate under the influence of Soret and chemical reaction effects. The effect of physical parameters are accounted for two distinct types of thermal boundary conditions namely prescribed uniform wall temperature thermal boundary condition and prescribed heat flux thermal boundary condition. Based on the flow nature, the dimensionless flow governing equations are resolved to harmonic and non harmonic parts. In particular skin friction coefficient, Nusselt number and Sherwood number are found to evolve into their steady state case in the large time limit. Parametric study of the solutions are conducted and discussed.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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v.20
no.4
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pp.309-332
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2016
Finite element method has been applied to solve the fundamental governing equations of natural convective, electrically conducting, incompressible fluid flow past an infinite vertical plate surrounded by porous medium in presence of thermal radiation, viscous dissipation, Soret and Dufour effects. In this research work, the results of coupled partial differential equations are found numerically by applying finite element technique. The sway of significant parameters such as Soret number, Dufour number, Grashof number for heat and mass transfer, Magnetic field parameter, Thermal radiation parameter, Permeability parameter on velocity, temperature and concentration evaluations in the boundary layer region are examined in detail and the results are shown in graphically. Furthermore, the effect of these parameters on local skin friction coefficient, local Nusselt number and Sherwood numbers is also investigated. A very good agreement is noticed between the present results and previous published works in some limiting cases.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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v.24
no.1
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pp.103-119
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2020
In this work, the hydromagnetic and thermal characteristics of natural convection flow in a vertical parallel plate micro-porous-channel with suction/injection is analytically studied in the presence of Hall current by taking the temperature jump and the velocity slip at the wall into account. The governing equations, exhibiting the physics of the flow formation are displayed and the exact analytical solutions have been obtained for momentum and energy equations under relevant boundary conditions. The impact of distinct admissible parameters such as Hartmann number, Hall current parameter, permeability parameter, suction/injection parameter, fluid wall interaction parameter, Knudsen number and wall-ambient temperature ratio on the flow formation is discussed with the aid of line graphs. In particular, as rarefaction parameter on the micro-porous-channel surfaces increases, the fluid velocity increases and the volume flow rate decreases for injection/suction.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.5
no.4
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pp.569-579
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2013
A steel-type breakwater that uses a submerged dual horizontal porous plate was originally proposed by Kweon et al. (2005), and its hydrodynamic characteristics and design methodology were investigated in a series of subsequent researches. In particular, Kweon et al. (2011) proposed a method of estimating the vertical uplift force that acts on the horizontal plate, applicable to the design of the pile uplift drag force. However, the difference between the method proposed by Kweon et al. (2011), and the wave force measured at a different time without a phase difference, have not yet been clearly analyzed. In this study, such difference according to the method of estimating the wave force was analyzed, by measuring the wave pressure acting on a breakwater model. The hydraulic model test was conducted in a two-dimensional wave flume of 60.0 m length, 1.5 m height and 1.0 m width. The steepness range of the selected waves is 0.01~0.03, with regular and random signals. 20 pressure gauges were used for the measurement. The analysis results showed that the wave force estimate in the method of Kweon et al. (2011) was smaller than the wave force calculated from the maximum pressure at individual points, under a random wave action. Meanwhile, the method of Goda (1974) that was applied to the horizontal plate produced a smaller wave force, than the method of Kweon et al. (2011). The method of Kweon (2011) was already verified in the real sea test of Kweon et al. (2012), where the safety factor of the pile uplift force was found to be greater than 2.0. Based on these results, it was concluded that the method of estimating the wave force by Kweon et al. (2011) can be satisfactorily used for estimating the uplift force of a pile.
In the present study, a numerical analysis on the sloshing in a tank with the harmonic motion was investigated. A VOF method was used for two-phase flows inside the sloshing tank and a source term of the momentum equation was applied for the harmonic motion. This numerical method was verified by comparing its results with the available experimental data. The sloshing in a tank causes the instability of the fluid flows and the fluctuation of the impact pressure on the tank. By these phenomena of the tank sloshing, the sloshing problems such as the failure and the noise of system can be generated. For the reduction of these sloshing problems, the various baffles such as the horizontal/vertical plate baffles and the porous baffles inside the tank are installed. With the installations of these baffles, the characteristics of the liquid behavior in the sloshing tank, the impact pressure on the wall, the amplitude of the free surface near the wall and the sloshing noise were numerically analyzed.
Porous alumina ceramics with aligned plate-shaped pores were fabricated by using thermoplastic microsphere in order to show the anisotropy in thermal conductivity. The mixed powder of alumina and microsphere was pressed under 15 MPa till 20$0^{\circ}C$ to deform polymer into platelet-shape and sintered at 1,00$0^{\circ}C$ for 1 h. The sintered specimen with 10 wt% microsphere has 45.3% porosity and the bending strength of 44 MPa. The microstructural investigation confirmed the pore structure of platelet-shape, the thermal conductivities for vertical and parallel directions are 3.803 W/mK and 7.818 W/mK, respectively, the ratio between two directions exceeds 2.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.13
no.2
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pp.73-79
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2001
Experiment were carried out to investigate the heat transfer characteristics of an aluminum foam block as a porous heat sink on a heat source by a vertical air jet impingement that can be applied for electronics cooling. The performance of the aluminum foam heat sink was evaluated by the convective heat transfer coefficient on the heat source. At a fixed porosity, pore density ($\beta$) of the foam and Reynolds number Re were varied in the range of $\beta$a=10, 20, 40 PPI(Pore Per Inch) and $850\leqRe\leq25000$. A nozzle diameter and the nozzle-to-plate spacing were also varied. It was found that the convective heat transfer was enhanced by the aluminum foam heat sink with lower pore density due to relatively intensified flow through the foam block. The aluminum foam block with much reduced weight shows slightly better performance with larger Nusselt number, compared with the convectional heat sink.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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