• 제목/요약/키워드: suction speed

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A study on the working mechanism of internal pressure of super-large cooling towers based on two-way coupling between wind and rain

  • Ke, Shitang;Yu, Wenlin;Ge, Yaojun
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제70권4호
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    • pp.479-497
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    • 2019
  • In the current code design, the use of a uniform internal pressure coefficient of cooling towers as internal suction cannot reflect the 3D characteristics of flow field inside the tower body with different ventilation rate of shutters. Moreover, extreme weather such as heavy rain also has a direct impact on aerodynamic force on the internal surface and changes the turbulence effect of pulsating wind. In this study, the world's tallest cooling tower under construction, which stands 210m, is taken as the research object. The algorithm for two-way coupling between wind and rain is adopted. Simulation of wind field and raindrops is performed iteratively using continuous phase and discrete phase models, respectively, under the general principles of computational fluid dynamics (CFD). Firstly, the rule of influence of 9 combinations of wind speed and rainfall intensity on the volume of wind-driven rain, additional action force of raindrops and equivalent internal pressure coefficient of the tower body is analyzed. The combination of wind velocity and rainfall intensity that is most unfavorable to the cooling tower in terms of distribution of internal pressure coefficient is identified. On this basis, the wind/rain loads, distribution of aerodynamic force and working mechanism of internal pressures of the cooling tower under the most unfavorable working condition are compared between the four ventilation rates of shutters (0%, 15%, 30% and 100%). The results show that the amount of raindrops captured by the internal surface of the tower decreases as the wind velocity increases, and increases along with the rainfall intensity and ventilation rate of the shutters. The maximum value of rain-induced pressure coefficient is 0.013. The research findings lay the basis for determining the precise values of internal surface loads of cooling tower under extreme weather conditions.

Three-dimensional CFD simulation of geyser boiling in high-temperature sodium heat pipe

  • Dahai Wang;Yugao Ma;Fangjun Hong
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권6호
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    • pp.2029-2038
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    • 2024
  • A deep understanding of the characteristics and mechanism of geyser boiling and capillary pumping is necessary to optimize a high-temperature sodium heat pipe. In this work, the Volume of Fluid (VOF) two-phase model and the capillary force model in the mesh wick were used to model the complex phase change and fluid flow in the heat pipe. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations successfully predicted the process of bubble nucleation, growth, aggregation, and detachment from the wall in the liquid pool of the evaporation section of the heat pipe in horizontal and tilted states, as well as the reflux phenomenon of capillary suction within the wick. The accuracy and stability of the capillary force model within the wick were verified. In addition, the causes of geyser boiling in heat pipes were analyzed by extracting the oscillation distribution of heat pipe wall temperature. The results show that adding the capillary force model within the wick structure can reasonably simulate the liquid backflow phenomenon at the condensation; Under the horizontal and inclined operating conditions of the heat pipe, the phenomenon of local dry-out will occur, resulting in a sharp increase in local temperature. The speed of bubble detachment and the timely reflux of liquid sodium (condensate) replenishment in the wick play a vital role in the geyser temperature oscillation of the tube wall. The numerical simulation method and the results of this study are anticipated to provide a good reference for the investigation of geyser boiling in high-temperature heat pipes.

감염된 만성창상에서 국소음압세척치료의 이용 (Vacuum Assisted Wound Closure Appliance and Continuous Irrigation on Infected Chronic Wound)

  • 정진욱;김준형;정영진;박무식;손대구;한기환
    • Archives of Plastic Surgery
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    • 제37권3호
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    • pp.227-232
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    • 2010
  • Purpose: Continuous irrigation method is an important step in managing wound infection. V.A.C. devices have been used in intractable wounds for reducing discharge, improving local blood flow, and promoting healthy granulation tissue. We expect synergistic effects of reduced infection and more satisfactory, accelerated wound healing when using both methods simultaneously. This study evaluated continuous irrigation combined with V.A.C. appliance for treatment of infected chronic wounds. Methods: We reviewed data from 17 patients with infected intractable chronic wounds. V.A.C. device (Group A) was used in 9 patients, and V.A.C. with antibiotics irrigation (Group B) was used in 8 patients. We placed Mepitel$^{(R)}$ on the surface of wound and placed an irrigation and aspiration tube on each side. A sponge was placed on the Mepitel$^{(R)}$ and covered with film dressing. The wound was irrigated continuously with mixed antibiotics solution at the speed of 200 cc/hr and aspirated through the wall suction at the pressure of -125 mmHg. V.A.C. applied time, wound culture and wound size were compared between the two groups. Results: No complication were seen in two groups. Compared with Group A, in the Group B, V.A.C. applied time was shortened from 32.7 days to 25.6 days and showed efficacy in the reduction rate of wound size. No statistical differences were shown in bacterial reversion. Conclusion: V.A.C. appliance with continuous irrigation is an effective new method of managing infected chronic wounds and useful to reduce treatment duration and decrease wound size. Moreover it could be applied more widely to infected wound.

형광사를 이용한 표사이동경로 추적 실험 (A Tracer Experiment of Sediment Transport Path Using Fluouescent-Tagged Sands)

  • 정신택;조홍연;오영민;김창완
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제32권5호
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    • pp.547-555
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    • 1999
  • 연안표사이동경로를 Lagrangian 관점에서 파악하는데 이용되는 형광사를 저렴한 비용으로 제작하는 방법을 제안하였다. 형광도료는 형광안료, 아세톤, 크실렌 등을 배합하여 제작하였다. 모래는 가마미 해수욕장에서 채취한 후, 염분을 제거하기 위하여 감수로 세척하였으며, 미세입자의 비산을 방지하기 위하여 실내에서 건조하였다. 건조된 표사는 체분석하여 원하는 크기로 분류하여 준비된 형광도료와 배합하여 7가지 색상의 형광사를 제작하였다. 제작된 형광사는 영광 원자력발전소 취수로 내로 유입되는 표사공급경로를 파악하기 위하여 사용되었다. 형광사를 이용한 현장실험 결과, 강한 북서계절풍 및 조류에 의하여 부유·확산되고 있는 표사가 창조시 취수로의 강한 흡입유속에 의하여 취수로 내부로 유입되는 양상을 보였다. 또한, 모든 형광사 투입지점에서 표사유입이 확산된 점으로 미루어 보아 표사가 취수로 내부로 인근해역의 모든 방향에서 공급되고 있는 것으로 파악되었다.

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무선진공청소기 팬 모터 단품의 유량성능 향상과 공력소음 저감을 위한 임펠라 최적설계 (Optimal design of impeller in fan motor unit of cordless vacuum cleaner for improving flow performance and reducing aerodynamic noise)

  • 김건우;유서윤;정철웅;서성진;장철민
    • 한국음향학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.379-389
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    • 2020
  • 본 논문에서는 무선진공청소기용 팬 모터 단품의 유량 및 소음성능을 향상시키기 위하여 무선청소기 유로를 통하여 공기를 흡입하는 임펠라에 대한 최적설계를 수행하였다. 우선, 팬 모터 단품, 특히 임펠라의 유동장을 분석하기 위하여 비정상, 비압축성 Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)에 기초하여 해석하였다. 예측한 유동장 정보를 입력값으로 Ffowcs-Williams and Hawkings(FW-H) 방정식을 사용하여 임펠라로부터 방사되는 소음을 수치적으로 예측하였다. 유량과 소음에 대한 수치해석 결과를 실험을 통해 측정한 팬 모터 단품의 P-Q 곡선과 음압 스펙트럼과 비교하여 사용한 수치방법의 유효성을 확인하였다. 수치해석결과로부터 임펠라 날개의 코드방향 중간부분의 급격한 곡률 변화로 인하여 강한 와류가 형성되는 것을 확인하였다. 와류는 유동에는 손실로 소음에는 소음원으로 작용하기 때문에 기존의 임펠라를 재설계하여 와류를 개선하고자 하였다. 2인자 반응표면방법을 사용하여 최대유량과 최소소음을 나타내는 입·출구 뒷젖힘각(sweep angle)을 결정하였다. 최종 선정된 설계안에 대한 추가 해석을 통하여 유량성능과 소음성능이 개선됨을 확인하였다.

클리어런스가 없는 초고압 회전용적형 헬리컬기어 펌프의 유동해석에 관한 연구 (A Study on Fluid Flow Analysis of High Pressure Positive Displacement Pump without Clearance)

  • 민세홍;김호철
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제29권2호
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    • pp.33-38
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    • 2015
  • 고압과 정량 흡상을 목적으로 클리어런스가 없는 초고압 회전용적형 헬리컬기어 펌프의 개발을 진행하였다. 펌프의 내부 압력과 토출 유속을 검증하기 위해 CFD 해석을 수행하였다. 이에 따라 FVM 기법으로 유동해석을 수행하였는데 클리어런스가 없는 완전히 밀폐된 형태의 FVM 유동해석은 격자가 연속하게 구성되지 않아 유체영역이 분리되어 정상적인 결과를 얻어낼 수 없었다. 이러한 문제로 격자 구성이 필요치 않은 MPS 기법으로 유동해석을 수행하였고, MPS 유동해석을 통해 펌프의 내부 압력과 토출 유속을 확인할 수 있었다. 로터의 회전속도 1,000 rpm에서 펌프 내부의 압력은 최소일 때 19.5 bar, 최대일 때 44.6 bar이고, 평균 압력은 33.9 bar로 확인되었다. 토출 유속은 최소일 때 64.5 m/s, 최대일 때 84.8 m/s이고, 평균 유속은 76.1 m/s로 확인되었다. 본 연구를 통해 클리어런스가 없는 해석 모델의 유동해석은 FVM 기법보다는 MPS 기법이 더 적합하였음을 확인할 수 있었다. 또한 초고압 회전 용적형 헬리컬기어 펌프의 압력의 변화에 따른 유속과의 관계를 본 연구를 통해 규명할 수 있었다.

대상회전 기타 피질이 손상된 흰쥐들의 행동 변화 (Behavioral Changes of Rats following Cingulate or Other Cortical Damages)

  • 김정진;김종규;김명석
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제2권2호
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    • pp.83-92
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    • 1968
  • A study was planned to evaluate the effects of removal of the cingulate cortex upon the occurrence of any behavior commonly displayed by the rat, and to compare the effects of cingulectomy with those of removal of the parietal, parieto-occipital, or occipital regions. The subjects were 54 male albino rats (Holtzman strain, body weight $200{\sim}330\;gm$) including 14 rats in which the cingulate gyri between splenium and genu of the corpus callosum were bilaterally ablated by suction (cingulate group), 9 animals which had their parietal cortices (chiefly area 7) partially removed (parietal group), 9 rats whose parietal and occipital regions (chiefly areae 7 & 17), 13 animals in which the occipital cortices (chiefly area 17) were removed bilaterally (occipital group), and 9 normal rats (normal control group). Eighteen observation cages, each of which housed a subject and was provided with food and water ad lib., were arranged in 6 rows on a rack and the behavior of each subject was scanned by an observer at a distance of 1.5 m from the rack. The observer scanned the first and second rows 6 times in 1 min, then proceeded to the 3rd and 4th rows, scanning for another 1 min, and finally to the 5th and 6th rows. The speed of scanning was such that behavioral observations of all of the 18 rats were completed in 3 min, each subject receiving 6 observations. The scanning was repeated every 3 min for 18 min, which constituted one observation session and was followed by a 72 minutes' recess. The whole procedure was repeated through 24 hours so that a total of 576 behavioral observations were made on each subject in 16 observation sessions. Behaviors checked were sleeping, lying, lying and sniffing, standing, standing and sniffing, exploring, eating, drinking, grooming (included were washing, licking, and scratching), and others. Results obtained were as follows: 1. The cingulate group ate significantly more often than the normal control, the parietal, and the parieto-occipital groups. 2. Exploration was significantly less frequent in the cingulate group than in the normal control, the parietal, and the occipital groups. There was, in the case of the cingulate group, a significant negative correlation between the occurrence of eating and the exploratory activity. 3. The general activity, as judged from the value obtained by adding the occurrence of exploration, eating, drinking, grooming, and standing and sniffing, was significantly increased in the cingulate group compared with those of any other groups including the normal control. 4. Though statistically insignificant, the cingulate group slept least often among all the animal groups tested. 5. The parieto-occipital group tended to groom less, and the parietal group to eat less often than the normal control group did, but the difference was not significant. There were no significant differences among all the groups except the cingulate group as regards other behaviors analyzed. Based on the above results, it was inferred that the cingulate cortex exerts an inhibitory influence upon the occurrence of eating and general activity, while it tends to facilitate the occurrence of sleep.

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KP505 프로펠러의 단독성능 시험을 위한 유동해석에 관한 연구 (A Study on the Flow Analysis for KP505 Propeller Open Water Test)

  • 이한섭;김민태;김원섭;이종훈;박상흡
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.150-155
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    • 2019
  • 공동현상은 유체의 속도 변화에 의한 압력변화로 인해 유체 내에 빈 곳이 생기는 현상을 말한다. 고속의 액체유동에서 액체의 압력이 포화증기압 이하로 낮아져서 액체 내에 증기 기포가 발생하는 현상이다. 본 연구에서는 선박 및 해양플랜트 분야에서 사용되어지는 유체기기에 대해 CFD 유동해석을 이용하여 선박용 프로펠러의 단독성능 해석기법의 타당성 확보 및 공동에 따른 유동양상을 파악하기 위해 FLUENT를 이용하여 전진비를 증가시키며 3차원 해석을 수행하고 MOERI의 실험 데이터와 비교분석하였다. 대형 컨테이너선용 KP505프로펠러의 사양을 기준으로 전진비에 따른 해석의 결과 전진비 0.7~0.8 구간에서 효율은 60% 수준으로 가장 높게 확인되었다. 압력면과 흡입면의 차이로 추력이 발생되는 것을 확인하였고 프로펠러 표면보다는 이면부근에서 Bubble이 많이 생성될 것으로 추정되며 공동현상이 더 많이 발생할 것이라 추정되었다. 또한 전진비가 증가함에 따라 공동현상은 급격히 감소함을 알 수 있었다. 추력계수와 토크계수는 MOERI 실험값과 비교했을 때 비교적 유사한 결과를 나타내었으며 전진비 1을 제외하고 모두 5%이내의 차이를 나타내었다. 따라서, CFD로 프로펠러 단독 성능에 대한 평가가 가능함을 확인하였다.

75톤급 액체로켓엔진용 터보펌프 실매질 성능시험 (Performance Test of a 75-tonf Rocket Engine Turbopump)

  • 정은환;곽현덕;김대진;김진선;노준구;박민주;박편구;배준환;신주현;왕승원;윤석환;이항기;전성민;최창호;홍순삼;김성룡;김승한;우성필;한영민;김진한
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.86-93
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    • 2016
  • 75톤급 액체로켓엔진용 터보펌프 개발 시제에 대한 조립체 성능시험이 터보펌프 실매질 시험설비에서 수행되었다. LN2와 케로신을 적용한 첫 시험에서는 터보펌프 구성품들의 조립체 상태에서의 수력/공력 성능 및 출력 매칭 점검이 설계회전수 근방에서 이루어 졌으며 LOX와 케로신을 적용한 실매질 시험에서는 터보펌프의 설계성능 및 엔진운용영역 탈설계 성능 검증이 이루어졌다. 탈설계시험의 경우, 내구성 검증을 위해 엔진의 운용시간을 초과하여 터보펌프가 운용되었으며 펌프입구압력을 설계 요구 유효흡입양정(NPSHr)에 가깝게 설정하여 흡입성능 검증을 병행하였다. 개발된 75톤급 액체로켓용 터보펌프는 성능, 운용시간의 엔진 요구규격을 만족시키는 것으로 확인되었다.