In industrial field, there are several operations where a horizontal unidirectional airflow is used to control airborne contaminants. When a worker is immersed in a uniform freestream, a recirculating airflow can be created downstream of the worker by the phenomenon of boundary layer seperation. If the contaminant source and the breathing zone are within this near-wake region, high exposure may occur. The investigation for the effect of contaminant source location on worker exposure was performed by using CFD(Computational Fluid Dynamics). The airflow field was numerically calculated by assuming a steady flow and using the standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model. As the results were compared with experimental data, the applicability of CFD was successfully verified. Subsequently, the breathing zone concentrations of the worker were predicted and compared with experimental data. The effects of contaminant density and turbulence intensity of freestream on worker exposure were evaluated.
30 MW 열출력을 갖는 다목적 연구용 원자로(KMRR)가 원자력연구소에선 개발되고 있다. 열수력 연구의 일환으로 길이 방향으로 핀이 달린 연료봉다발의 압력강하특성을 실험으로 연구하였다. 본 논문에서는 넓은 유량범위에서 적용할 수 있는 핀 연료봉다발에서의 압력강하 상관식의 도출과 압력강하에 미치는 핀 영향의 조사에 중점을 두었다. 도출된 KMRR 핵연료봉다발의 마찰계수 상관식을 원형관의 실험결과와 비교하였을 때 저유량 실험영역에서는 충류시의 해석값인 64/Re 보다 큰 값을 가졌으나 Re가 증가되면 Blasius 상관식보다 낮아지는 경향을 나타내었다.
An in vitro model providing with a recirculating perfusion apparatus using an isolated canine heart and its autogenous blood, which was prepared for study of myocardial protection method. This apparatus was easily used by quick connect system and maintained well heart function for about 2 hours. The Langendorff perfusion was initiated for a 10 minute period by introducing perfusate at 37` into the aorta from aortic reservoir located 100 cm above the heart. The isolated perfused working canine heart model was a left heart preparation in which oxygenated perfusion medium [at 37K] entered the cannulated left atrium at a constant flow rate [900ml/ min] under 20 mmHg overflow system and was spontaneously ejected[no electrical pacing] via an cannula against a hydrostatic pressure of 80 cm H2O. During this working period, various indices of cardiac function were measured. The cardiac functions were stable for over 2 hours with perfusion of Krebs-Henseleit solution and autologous blood[1:1] mixture in volume and maintained heart rate ]]3-122/bpm peak systolic pressure 109-113 mmHg, cardiac output 900 ml / min and left atrial mean pressure 8-9 mmHg. In this model, the efficiency of myocardia] protection could be easily measured by means of functional, enzymatic, biochemical and ultrastructural assessment. And also, we believe this model to be a useful assessment screening model of recovery state after long duration of myocardial preservation of donor heart without difficult transplantation procedures.
공동부 위에 설치된 슬롯판을 이용한 경사충격파와 난류 경계충의 간섭유동의 피동제어에 관한 수치적 연구가 수행되었다. 수치해석에서 얻어진 결과는 간섭전방에서 압축성 난류경계층 이론을 잘 따르고 있었으며, 또한 벽압력 분포와 쉴리렌 유동가시화와 같은 실험결과와 서로 잘 일치하고 있음이 확인되었다. 또한 슬롯의 위치와 개수, 슬롯의 각도 등 슬롯판의 다양한 형상변화가 간섭유동 특성에 미치는 영향이 관찰되었으며, 간섭유동 후방의 전압변화, 경계층 특성변화, 그리고 슬롯판을 통하여 공동부로 순환하는 질량유량의 변화 등이 서로 비교분석 되었다.
Numerical analysis has been carried out to investigate air-side convective heat transfer characteristics in a compact heat exchanger with flat tubes and continuous plate fins according to the aspect ratio. RNG k-$\varepsilon$ model is applied for turbulence analysis. Simulation results such as air velocity and temperature distributions are presented, and heat transfer coefficients are compared with previous correlations for circular tubes. The numerical conditions are considered for the aspect ratios ranging from 3.06 to 5.44 and Reynolds number ranging from 1000 to 10,000. The results showed that heat transfer coefficients decreased with the increase of aspect ratio. From the calculated results a correlation of Colburn j factor for the considered aspect ratio in the compact heat exchanger system is suggested. The predicted results in this study can be applied to the optimal design of air conditioning system.
Numerical analysis has been carried out to investigate air-side convective heat transfer characteristics in a compact heat exchanger with circular tubes and continuous plate fins. Simulation results such as air velocity and temperature distributions are presented, and heat transfer coefficients are compared with previous experimental correlations. Three models of standard and RNG $k-{\varepsilon}$, and Reynolds stress are applied for turbulence model applicability. Predicted heat transfer coefficient from the models of standard and RNG $k-{\varepsilon}$ are very close to those of the heat transfer correlations while there are relatively large difference, more than 17 percentage in the result from the Reynolds stress model. From the calculated results a correlation for Colburn j factor in the compact heat exchanger system is suggested.
돌출방류수로에 의하여 동일한 수심의 개수로에 방류되는 부력방류에 의한 연안귀환이 수리실험에 의하여 해석되었다. 부력방류는 온수를 방류하여 발생된다. 돌출방류로 인하여 부력류 하류에 형성되는 재순환영역의 크기는 비돌출방류에서 보다 증가하는 경향을 갖으나 황온도분포는 균일하고 횡단면 최대온도는 감소를 나타낸다. 높은 부력흐름율과는 반대로 낮은 부력흐름율 조건에서 단면평균온도 또는 열흐름율은 돌출길이의 영향이 무시할 정도이다. 비돌출의 경우에는 연안귀환에 유속비가 지배적인 매개변수이었으나 돌출방류의 경우에는 유속비와 후르드수가 다같이 지배적인 인자로 나타났다.
하천에 설치된 저낙차 보의 여수로나 위어는 일반적으로 도수가 발생하도록 설계한다. 이러한 수공구조물위를 통과하는 흐름이 갖는 강한 운동에너지를 소산시키는데 도수는 중요한 역할을 한다. 난류흐름과 도수의 수면부근에서 형성되는 롤러 형태의 와류가 이러한 에너지 소산의 대부분을 유발한다. 이 연구에서는 여수로에서 발생하는 수중 도수 현상을 고해상도 3차원 수치모의를 통해서 재현하고 실험실에서 PIV를 이용해서 관측한 실험결과와 비교분석 한다. 아울러 수치모의 결과는 수중의 바닥면을 따라 발생하는 ?의 내부와 외부 전단층 그리고 도수에 의해서 발생하는 제순한 와류의 동적 거동 특성을 제시한다.
연소 반응 시 발생하는 질소산화물은 산성비와 미세먼지 발생에 많은 영향을 미치는 물질이다. 이에 대한 저감 방법으로 고비용의 탈질설비 대신 지연연소 등의 방법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이러한 연구들 중에 적은 양의 공기로 많은 양의 배기가스를 재순환 할 수 있는 코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 연소에 대한 연구가 최근에 이루어지고 있다. 본 연구에서는 배기가스 재순환 배관에 코안다 노즐을 사용하여 배기가스를 재순환하는 재순환 버너의 양쪽 출구가 트인 형상에 대하여 전산유체해석을 통해 연구를 수행하였으며 연소 유동의 압력, 유선, 온도, 연소 반응 속도와 질소산화물의 분포 특성을 살펴보았다. 배기가스를 재순환하여 연소용 공기와 혼합된 기체가 원통의 접선방향으로 유입되어 연료노즐 출구 부근에서 압력이 낮은 영역이 존재하고 이에 따라 원통 버너의 중심부근에는 버너의 가운데 부분으로 역류가 형성되며 가장자리 부분으로 배기가스가 배출되는 것을 확인하였다. 배기가스가 유입되는 부분이 버너의 오른쪽에 있어서 버너의 오른쪽으로 연소반응이 일어나며 상대적으로 온도분포와 NOx 분포가 높게 나타났다. 연소용 공기비를 1.0에서 1.8까지 변화하여 NOx 생성을 관찰한 결과, 공기비가 1.0에서 1.5까지는 평균 NOx 생성이 감소하다가 공기비가 1.8일 때 급격히 증가하는데 이는 NOx 생성 반응은 온도의 지수승에 비례하게 되는데 공기비가 1.5이상이 되면서 온도의 영향을 많이 받아서 NOx 생성 반응이 오른쪽 영역에서 급격히 증가하는 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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