• 제목/요약/키워드: power-law fluid

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고밀도 유도결합 플라즈마원 유체 수송 시뮬레이션을 위한 모델 및 수치해석 방법 비교 (Comparison of Models and Numerical Analysis Methods in Fluid Simulation of High Density Inductively Coupled Plasma Sources)

  • 권득철;윤남식;김정형;신용현
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제53권8호
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    • pp.433-442
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    • 2004
  • Various models and various boundary conditions have been suggested for fluid transport simulations of high density plasma discharges such as the inductively coupled plasma discharge. In this work, we compare the various models using one-dimensional simulations based on the FDM(finite difference method), the upwind scheme, the power-law scheme, and the dielectric relaxation scheme[l] Comparing the exactness, the numerical stability and the efficiency of the various models. the most adoptable model is suggested.

냉장고 기계실 유로 최적화를 통한 소비 전력 저감 (Optimization of refrigerator machine room for energy saving)

  • 김영국;한병윤;김재열;김태훈;이연원;김남식
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.101-106
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    • 2002
  • In the Refrigeration and air conditioning industrial circles, refrigerator is demands a high degree of efficiency due to the Environmental Preservation Law. Many researchers are working on factors to improve the efficiency of the refrigerator In this paper, a study of the factors on the decrease of electric power consumption, several experiments are performed to improve the fluid flow in the refrigerator machine room. As a results, average temperatures of compressor and condenser are reduced 3.1$^{\circ}C$, 2.$0^{\circ}C$. The consuming electric power rate is reduced 0.7kWh/month.

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마늘 착즙 및 농축액의 Rheological Properties (Rheological Properties of Garlic Juice and its Concentrate)

  • 김병삼;박노현;박무현;한봉호;배태진
    • 한국식품과학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.646-650
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    • 1990
  • 마늘의 장기저장 및 새로운 향신료 개발의 일환으로 마늘을 착즙한 후 농축시켜 저장 및 중간 향신 소재화 하고자 하였으며, 그 연구의 일환으로 마늘 착즙 및 그 농축액의 rheological properties에 대해 연구하였다. 마늘 착즙 및 농축액의 흐름거동은 고형물 농도$50^{\circ}Brix$까지는 power-law model에 대체로 잘 적용되었으나 $60^{\circ}Brix$ 이상의 농도에서는 항복응력을 고려한 Herschel-Bulkley model이 더 적절한 것으로 여겨졌으며, 의가소성 유체(pseudoplastic fluid)의 특성을 나타내었다. 고형물 농도 $32{\sim}60^{\circ}Brix$, 온도 $15{\sim}65^{\circ}C$의 범위에서 유동지수는 $0.6130{\sim}0.9937$로 온도가 상승할 수록 증가하였으며, 이 때 점조도지수는 $3.1886{\sim}0.0041Pa\;s^n$였다. 마늘 착즙의 겉보기점도는 전단속도의 증가에 따라 직선적으로 감소하였으며 유동에 따른 활성화에너지는 $11,216{\sim}23,195\;kJ/kg\;mol$이었다.

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Al2O3 나노입자가 젤(Gel) 추진제의 곡관 유동특성에 미치는 연구 (Flow Characteristics Investigation of Gel Propellant with Al2O3 Nano Particles in a Curved Duct Channel)

  • 오정수;문희장
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.47-55
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    • 2013
  • 본 연구에서는 곡관 채널에서의 비뉴튼 젤 추진제의 유동 특성에 대해 연구하였다. 물을 기본유체로 하는 모사젤을 Carbopol 941 젤화 작용제와 NaOH 농축액을 혼합하여 제작하였으며 입자 유무에 따른 유동 특성을 파악하기 위해 $Al_2O_3$ 나노 입자가 첨가된 젤을 제작하여 두 젤 추진제간의 유변학적 특성을 비교하였다. 두 모사젤에 대해 U-자형의 곡관부 위치별 유동특성과 Dean 와류(vortices)의 경향은 상이하였으나 나노 입자가 첨가된 모사젤 추진제의 경우 높은 컨시스턴시 지수에도 불구하고 두 모사젤 모두 비슷한 범위의 임계 Dean 수를 도출하였다. 나노 입자 첨가 유무와 무관하게 power-law 지수값이 임계 Dean 수를 결정하는데 주요 변수임을 판단할 수 있었으나 나노입자가 첨가된 젤의 경우 Dean 와류 강도의 변동폭이 상대적으로 크다는 결론을 내릴 수 있었다.

구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 고유 키네틱 데이터를 이용한 메탄올 수증기 개질반응의 고정층 반응기 CFD 시뮬레이션 (FBR CFD Simulation of Steam Methanol Reforming Reaction using Intrinsic Kinetic Data of Copper-impregnated Hydrotalcite Catalyst)

  • 이재혁;신동일;안호근
    • 한국가스학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.78-85
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    • 2023
  • 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 고유 키네틱 데이터를 이용하여 메탄올 수증기 개질 반응의 고정층 반응기 Computational Fluid Dynamics(CFD) 시뮬레이션을 수행하였다. 이전 연구결과로부터 얻어진 20wt%의 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 활성화 에너지는 97.4 kJ/mol, 전 지수 인자는 5.904 × 1010를 이용하였다. 그리고 고유의 키네틱 데이터를 사용하여 반응온도 (200-450 ℃) 및 메탄올과 물의 몰비 변화에 따른 전환율을 관찰하였다. 또한 위의 키네틱 상수를 power law 모델을 사용하여 Axial 2D Symmetry 시뮬레이션을 통해 상용반응기(I.D. 0.05 - 0.1 m, Length 1 m)의 열 및 물질유동해석을 예측하였다.

Diffusion-hydraulic properties of grouting geological rough fractures with power-law slurry

  • Mu, Wenqiang;Li, Lianchong;Liu, Xige;Zhang, Liaoyuan;Zhang, Zilin;Huang, Bo;Chen, Yong
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제21권4호
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    • pp.357-369
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    • 2020
  • Different from the conventional planar fracture and simplified Newton model, for power-law slurries with a lower water-cement ratio commonly used in grouting engineering, flow model in geological rough fractures is built based on ten standard profiles from Barton (1977) in this study. The numerical algorithm is validated by experimental results. The flow mechanism, grout superiority, and water plugging of pseudo plastic slurry are revealed. The representations of hydraulic grouting properties for JRCs are obtained. The results show that effective plugging is based on the mechanical mechanisms of the fluctuant structural surface and higher viscosity at the middle of the fissure. The formulas of grouting parameters are always variable with the roughness and shear movement, which play a key role in grouting. The roughness can only be neglected after reaching a threshold. Grouting pressure increases with increasing roughness and has variable responses for different apertures within standard profiles. The whole process can be divided into three stationary zones and three transition zones, and there is a mutation region (10 < JRCs < 14) in smaller geological fractures. The fitting equations of different JRCs are obtained of power-law models satisfying the condition of -2 < coefficient < 0. The effects of small apertures and moderate to larger roughness (JRCs > 10.8) on the permeability of surfaces cannot be underestimated. The determination of grouting parameters depends on the slurry groutability in terms of its weakest link with discontinuous streamlines. For grouting water plugging, the water-cement ratio, grouting pressure and grouting additives should be determined by combining the flow conditions and the apparent widths of the main fracture and rough surface. This study provides a calculation method of grouting parameters for variable cement-based slurries. And the findings can help for better understanding of fluid flow and diffusion in geological fractures.

저온열원 활용을 위한 암모니아-물 재생 랭킨사이클의 엑서지 해석 (Exergy Analysis of Regenerative Ammonia-Water Rankine Cycle for Use of Low-Temperature Heat Source)

  • 김경훈;고형종;김세웅
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.65-72
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    • 2012
  • Rankine cycle using ammonia-water mixture as a working fluid has attracted much attention, since it may be a very useful device to extract power from low-temperature heat source. In this work, the thermodynamic performance of regenerative ammonia-water Rankine cycle is thoroughly investigated based on the second law of thermodynamics and exergy analysis, when the energy source is low-temperature heat source in the form of sensible energy. In analyzing the power cycle, several key system parameters such as ammonia mass concentration in the mixture and turbine inlet pressure are studied to examine their effects on the system performance including exergy destructions or anergies of system components, efficiencies based on the first and second laws of thermodynamics. The results show that as the ammonia concentration increases, exergy exhaust increases but exergy destruction at the heat exchanger increases. The second-law efficiency has an optimum value with respect to the ammonia concentration.

전산유동해석을 이용한 컨테이너 크레인의 유동 분석 (A Fluid Analysis of a Container Crane using the Computation Fluid Dynamics)

  • 권순규;이성욱;한동섭;한근조
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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    • pp.349-354
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    • 2006
  • 본 연구는 풍하중이 컨테이너 크레인에 작용할 때, 풍향에 따라서 컨테이너 크레인의 유동장을 분석하였다. 본 연구를 위해 사용된 모델은 50ton급 컨테이너 크레인으로 현재 항만시설에 가장 많이 사용되는 모델이다. 유동장은 원통으로 모델링하였으며, 직경, 300m 높이 200m로 설정하였다. 본 연구는 멱급수를 적용하여 풍속 50m/s의 설계 기준에서 고도에 따라 풍속을 고려하였다. 또한 풍향은 $0^{\circ}{\sim}180^{\circ}$$30^{\circ}$ 간격으로 적용하였으며, CFX-10을 사용하여 전산유동해석을 수행하였다. 본 연구에서는 풍향에 따른 풍압력을 분석하였으며, 향후 유동 연성 해석을 통한 컨테이너 크레인의 구조 안정성 평가를 할 것이다.

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유량 보존 경계 조건을 적용한 커넥팅 로드 베어링의 성능 해석 (Analysis of Connecting Rod Bearings Using Mass-Conserving Boundary Condition)

  • 김병직;김경웅
    • Tribology and Lubricants
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    • 제14권3호
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    • pp.39-45
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    • 1998
  • Reynolds equation, which describes behavior of fluid film in journal bearings, basically satisfies mass conservation. But, boundary conditions usually used with this equation, e.g. half Sommerfeld or Reynolds boundary conditions, cannot fulfill this natural law of conservation. In the case of connecting rod bearing, where applied load is dynamic and its magnitude is relatively large, such unrealistic boundary conditions have serious influence on calculation results, especially on lubricant flow rate or power disspation which are important parameters in thermal analysis. In this paper, mass-conserving boundary condition was applied in the finite element analysis of connecting rod bearings. Lubricant flow rate and power dissipation rate were calculated together with journal center locus, minimum film thickness and maxmium film pressure. These computation results were compared with those of the case of Reynolds boundary condition. Balance between inlet and outlet flow rate was well achieved in the case of mass-conserving boundary condition.

유동 모드 댐퍼에서의 Herschel-Bulkley 모델의 유용한 해법 (Useful Guide to Solve Herschel-Bulkley Model in a Flow Mode Damper)

  • 이덕영;박성태
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.784-787
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    • 2003
  • Electrorheological(ER) and magnetorheological(MR) fluid-based dampers are typically analyzed using Bingham-plastic shear model under quasi-steady fully developed flow conditions. A Herschel-Bulkley constitutive shear flow relationship is that the linear shear stress vs. strain rate behavior of Bingham model is replaced by a shear stress that is assumed to be proportional to a power law of shear rate. This power is called the flow behavior index. Depending on the value of the flow behavior index number, varying degrees of post-yield shear thickening or thinning behavior can be analyzed. But it is not practical to analyze the damping force in a flow mode damper using Herschel-Bulkley model because it is needed to solve a polynomial equation. A useful guide is suggested to analyze the damping force in a damper using the Herschel-Bulkley model.

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