• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.75-81
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• 2009

A study was performed to investigate the characteristics of two-phase jet injected into subsonic cross-flow using the external mixed gas blast two-phase nozzle. The shadowgraph method was adopted for the cross-flow jet visualization and PDPA system was used to measure droplet size, velocity, and volume flux. The atomization of two-phase jet is initially determined according to gas to liquid mass flow-rate ratio and the Reynolds number of cross-flows. The highest penetration trajectories of two-phase jet injected into cross-flow are governed by the momentum ratio at subsonic cross-flow. As GLR of two-phase jet injected into cross-flow increases, the droplet size decreases and the distribution area of volume flux increases. The distribution of volume flux that influenced by the counter vortex pair at the downstream of cross-flow is symmetric in shape of horseshoe.

• 한국해양공학회지
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• 제10권3호
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• pp.138-152
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• 1996

Many studies of heat transfer on the swirling flow or unswirled flow in a abrupt pipe expansion are widely carried out. The mechanism is not fully found evidently due to the instabilities of flow in a sudden change of the shape and appearance of turbulent shear layers in a recirculation region and secondary vortex near the corner. The purpose of this study is to obtain data through an experimental study of the swirling flow and heat transfer downstream of an abrupt expansion in a circular pipe with uniform heat flux. Experiments were carried out for the turbulent flow nd heat transfer downstream of an abrupt circular pipe expansion. The uniform heat flux condition was imposed to the downstream of the abrupt expansion by using an electrically heated pipe. Experimental data are presented for local heat transfer rates and local axial velocities in the tube downstream of an abrupt 3:1 & 2:1 expansion. Air was used as the working fluid in the upstream tube, the Reynolds number was varied from 60, 00 to 120, 000 and the swirl number range (based on the swirl chamber geometry, i.e. L/d ratio) in which the experiments were conducted were L/d=0, 8 and 16. Axial velocity increased rapidly at r/R=0.35 in the abrupt concentric expansion turbulent flow through the test tube in unswirled flow. It showed that with increasing axial distance the highest axial velocities move toward the tube wall in the case of the swirling flow abrupt expansion. A uniform wall heat flux boundary condition was employed, which resulted in wall-to-bulk temperatures ranging from 24.deg. C to 71.deg. C. In swirling flow, the wall temperature showed a greater increase at L/d=16 than any other L/d. The bulk temperature showed a minimum value at the pipe inlet, it also exhibited a linear increase with axial distance along the pipe. As swirl intensity increased, the location of peak Nu numbers was observed to shift from 4 to 1 step heights downstream of the expansion. This upstream movement of the maximum Nusselt number was accompanied by an increase in its magnitude from 2.2 to 8.8 times larger than fully developed tube flow values.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권8호
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• pp.617-626
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• 2020

본 연구에서는 TELEMAC-2D를 이용하여 개수로 분류부에서 분류각과 분류유량비 변화에 따른 유속분포, 흐름분리구역의 크기, 분류각과 유량비 변화의 상관관계를 파악하였다. 상·하류단 경계조건의 변화 없이 분류각만 90°에서 45°로 감소하면 주흐름에서 분리되어 분류수로로 유입되는 흐름의 곡률반경이 증가하고 급격한 흐름방향의 전환에 의한 에너지손실은 감소하며, 주수로와 분류수로 하류방향으로 흐르는 흐름의 관성력과 하류단 경계조건에 의한 압력경사의 영향으로 분류수로에 유입되는 분류유량비가 0.523에서 0.785로 약 1.5배 증가하였다. 분류부 상류 유입흐름의 프루우드 수가 F₁ = 0.45~0.74인 흐름에서 분류각을 90°에서 45°로 15° 간격으로 감소할 때마다 분류유량비는 각각 6~10%, 17~30%, 32~54%로 비선형적으로 증가하며, F₁가 최대 0.74인 흐름에서 분류유량비 증가율이 31.1%로 최소값을 나타내고 F₁ = 0.58 일 때 분류유량비가 0.7 이하이면서 최대 분류유량비 증가율 53.5%을 나타내며, F₁이 0.58보다 감소할수록 분류유량비가 0.7을 초과하면서 그 증가율도 함께 감소하게 된다. F₁ > 0.4인 흐름은 F₁ < 0.4의 흐름보다 무차원 흐름분리구역의 폭(S_W/B) 변화율은 약 2.56배 높으며 무차원 흐름분리구역 길이(S_L/B) 변화율은 약 5.5배 높게 나타난다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권4호
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• pp.391-401
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• 2000

본 연구에서는 정맥 등과 같은 혈관의 상황을 모사하기 위하여 선형적으로 벽 두께가 변하는 축 대칭 관의 벽면과 유동의 상호작용을 유한요소 방법으로 해석하였다. 사용한 유한요소 상용 소프트웨어(ADINA)의 타당성을 검증하기 위해서 막힘이 있는 혈관에서의 벽과 혈류의 상호작용을 해석하고 이를 기존의 실험결과와 비교하였다. 또한 2차원 신축 벽을 가지는 평판 사이의 유체 유동에 대한 결과를 기존 연구결과와 비교하였다. 축대칭 문제의 경우, 입구의 압력은 일정하게 유지하면서 출구 압력을 감소시켜 나간다. 출구 압력의 감소에 따라, 유량은 증가하며, 관내 유로의 단면적은 감소한다. speed index(평균속도를 파의 속도로 나눈 값)가 1 근방에서 유량은 최대가 되며, 유로 단면적이 최소가 된다. 그리고 출구압력이 좀 더 감소하면 유량은 오히려 줄어든다. 이와 같은 현상을 유동제한(flow limitation) 혹은 초킹(choking)이라 하는데, 폐의 기도(airway) 및 모세혈관, 그리고 이외의 여러 정맥들에서 자주 발생하는 폭포효과의 원인이 된다. 상류벽 두께와 하류 벽두께의 비가 2 일 경우에는 하류쪽에서 목(area throat)이 형성되며 이 비가 3일 경우에는 상류 쪽으로 이동하는데 하류 벽면의 강성(stiffness)이 상류 쪽에 비해 강하게 되어서 상류 쪽에서 먼저 붕괴가 일어나기 때문이다.

• 에너지공학
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• 제11권1호
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• pp.26-33
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• 2002

본 연구에서는 butterfly valve주위의 비압축성 및 압축성유동 특성을 수치해석을 통하여 조사하였다. 밸브는 문제를 단순화시키기 위하여 평판 디스크로 간주하였으며, 다양한 디스크 각도 및 압력비 변화에 대한 계산을 수행하였다. 각도가 증가함에 따라 디스크 상류면의 정체점은 디스크의 중심으로 이동하는 것을 볼 수 있었고, 입구공기의 유입 속도는 감소함을 볼 수 있었다. 최고 유속은 디스크와 벽면사이에 형성되는 vena contracta 효과에 의해 생기는 목의 하류에서 형성됨을 볼 수 있었다. 압력비를 감소함에 따라 압축성 효과는 증대되며 유동이 초음속화 되면서 생성되는 강한 wall jet에 의해 shock cell structure가 형성되는 것을 볼 수 있었다. 입구유량은 디스크 각도와 압력비의 증가에 따라서 감소하며, 압력손실계수는 디스크 각도의 증가 및 압력비의 감소에 따라 증가하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권11호
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• pp.879-889
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• 2015

본 연구는 지류의 합류각, 지류와 본류의 유량비, 준설 깊이비의 변화에 따른 지류에서의 두부침식 양상과 합류부 이동상 하도에서의 분리구역의 특성을 분석하였다. 분리구역은 지류가 합류되어진 직후 단면에서의 유속이 0(영)인 구간으로 정의하였다. 준설 깊이에 따른 두부침식이 발생치 않은 범위를 제시하였다. 합류각, 유량비, 준설 깊이비 증가에 따른 두부침식 깊이비 및 천급점의 이동거리비는 전반적으로 증가하였으며, 천급점의 이동거리비의 관계식을 제시하였다. 이동상 하도에서의 유량비와 합류각 증가에 따른 분리구역의 길이비 및 폭비는 고정상 하도에서와 같은 양상으로 증가하였다. 준설 깊이비 증가에 따른 분리구역의 길이비는 감소하고 폭비은 증가하여 형상지수는 크게 증가하여 통수단면의 감소로 배수위 현상이 기대된다. 고정상 하도와 이동상하도에서의 합류각, 유량비, 준설 깊이비에 따른 형상지수 관계식을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권10호
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• pp.1263-1268
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• 2014

In this study, the variations of swirl center according to evaluating position have been investigated in a steady flow bench of SI engine. For the experiments, two engine heads with different intake valve angles ($11^{\circ}$ and $26^{\circ}$) were tested in the flow bench by varying the evaluating position (1.75~6.0B) and valve lift (2~10 mm). Particle image velocimetry was used to measure the velocity field inside the engine cylinder. The swirl center position is found with a critical point theory and the intensity of turbulence is calculated from PIV velocity data. The results show that the center of swirl is located closer to the center of cylinder and turbulence intensity is lower, when the intake valve angle is the smaller. It is conventional to evaluate the swirl ratio at 1.75B position in the steady flow bench of SI engine. At this position, however, the distance of swirl center from the cylinder center scatters significantly for the variation of valve lift, and the turbulence intensity is much stronger regardless of the valve angle. Thus, to estimate the flow at the end of compression stroke in a real engine from the data in the steady flow experiments, the evaluation position should be moved further downstream more than 4.5B.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.330-338
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• 2001

This paper is concerned with the effect of cylinder wakes upstream on blade characteristics of compressor cascade(NCA 65 series). At first, it is found that the velocity defect ratio of cylinder wake varies according to the acceleration and deceleration in a flow field but, is conserved nearly constant at flow downstream the cascade, irrespective of the flow path in the cascade. When a cylinder wake flows along near the suction surface of the blade, or impinges on the leading edge, the turbulent velocities are supplied on or inside the outer edge of boundary layer near the leading edge of suction surface, and the transition to a transitional or turbulent boundary layers is induced, so that the laminar separation is prevented, but the profile loss increases. The transition of boundary layer to a transitional or turbulent one is strongly related with the strength of added turbulent velocities near the leading edge on the suction surface, which is influenced by the flow path of a cylinder wake.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.1-7
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• 2014

The present study numerically investigated the effect of the advance ratio on the wake characteristics of the marine propeller in the propeller open water test. Therefore, a wide range of the advance ratio(0.2${\kappa}-{\omega}$SST Model are considered. The three-dimensional vortical structures of tip vortices are visualized by the swirl strength, resulting in fast decay of the tip vortices with increasing the advance ratio. Furthermore, to better understanding of the wake evolution, the contraction ratio of the slip stream for different advance ratios is extracted from the velocity fields. Consequently, the slip stream contraction ratio decreases with increasing the advance ratio and successively the difference of the slip stream contraction ratio between J=0.2 and J=0.8 is about 0.1R.

• 한국분무공학회지
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• 제5권2호
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• pp.43-52
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• 2000

Numerical simulation of steady, non-evaporating hollow-cone sprays interacting with concentric annular air jets is performed using the discrete stochastic particle method in KIVA. The spray characteristics such as SMD, mean droplet velocity, liquid volume flux, air/liquid mass ratio, and droplet number density arc obtained and compared with the measurements involving different air flow rates in large and small annuli. Overall satisfactory agreement is achieved between calculation and experiment except for the deviation in the downstream SMD arising from uncertainty in the size distribution function at injection, and inaccuracy in the averaged spray parameters due to the small volumes of axisymmetric 2-D sector meshes close to the axis.