• 제목/요약/키워드: supercritical flow

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일체형 로켓 램제트의 비정상 반응유동장 해석 (Analysis on the Unsteady Reacting Flow-field in Integrated Rocket Ramjet)

  • 고현;박병훈;윤웅섭
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.1494-1498
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    • 2004
  • Transition sequence of rocket to ramjet was simulated numerically for a two-dimensional axisymmetric can-type ramjet engine. Multi-species preconditioned Navier-Stokes equations with $k-{\varepsilon}$ turbulence model and finite-rate chemistry model was employed. To calculate transition sequence, initial flow-field conditions for inlet diffuser with closed port-cover was computed first, and then that result was applied as initial conditions after port-cover opened. Terminal shock was developed as a result of increased pressure in a combustor due to combustion and ramjet operated at supercritical condition. For a smaller nozzle throat area, buzz instability was occurred. Strong pressure oscillations were observed as a result of forward and backward movement of terminal shock and those oscillations were not damped out.

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Inverse 기법을 이용한 아음속/천음속 익형 설계 (Subsonic/Transonic Airfoil Design Using an Inverse Method)

  • 이영기;이재우;변영환
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.46-53
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    • 1998
  • An inverse method for the subsonic and transonic airfoil design was developed using the Euler equations. Two testcases were performed. One was a verification of the method using the supercritical airfoil of the Korean mid-sized (100 passengers class) transport aircraft. The other was the design of an airfoil showing a good cruising performance (L/D ratio) in the high subsonic flow regime. These testcases demonstrated the efficiency and the robustness of the design method in the present study.

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고온 고압 유동장에서 햅탄 액적의 기화 특성 (Characteristics of Heptane Droplet Vaporization in High-Pressure and Temperature Flow Field)

  • 고정빈;구자예
    • 한국분무공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.83-89
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    • 2004
  • Vaporization characteristics of a liquid heptane droplet in high-pressure and temperature flow field are numerically studied. Variable thermodynamic and transport properties and high-pressure effects are taken into account in order to consider real gas effects. Droplet Vaporization in convective environments was investigated on the basis of droplet vaporization in quiescent and convective environment. In quiescent environments, droplet lifetime is directly proportional to pressure at the subcritical temperature range but it is inversely proportional to pressure at the supercritical temperature range. In convective environment, droplet deformation becomes stronger by increasing Reynolds number due to increase of velocity while droplet deformation is relatively weak at a higher pressure for the same Reynolds number cases.

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보 월류 흐름의 수리적 특성 (Hydraulic Characteristics of Flows over a Weir)

  • 최성욱;최성욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.95-95
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    • 2019
  • 보를 월류하는 흐름은 유량에 따라 상이한 흐름특성을 보인다. 즉, 유량이 증가함에 따라 사류 (supercritical flow), 완전도수 (complete hydraulic jump), 수중도수 (submerged hydraulic jump), 그리고 잠긴흐름 (plunge pool)으로 천이한다. 각 흐름영역에 따른 하상전단응력의 변화는 보의 물받이와 하상보호공을 설계하는데 중요하다. 본 연구에서는 계산유체동역학을 이용하여 보를 월류하는 흐름을 수치모의하여 각 흐름의 수리적 특성을 분석하였다. 이를 위하여 Flow3D를 이용하여 RANS 방정식을 수치해석 하였으며, 난류모형으로 RNG $k-{\epsilon}$ 모형을 이용하였다. 수치모의를 통하여 각각의 흐름에 대하여 평균유속, 하상전단응력, 그리고 흐름저항계수의 종방향 분포를 제시하였다.

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$CO_2$ 단열 모세관내 유동 특성 (Flow Characteristics in an Adiabatic Capillary Tube of Carbon Dioxide)

  • 노건상;손창효
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.537-544
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    • 2008
  • In this paper, flow characteristics of an adiabatic capillary tube in a transcritical $CO_2$ have been investigated employing the homogeneous model. The model is based on fundamental equations of mass, energy and momentum which are solved simultaneously. Two friction factors(Churchill) and viscosity(McAdams) are comparatively used to investigate the flow characteristics. Supercritical and subcritical thermodynamic and transport properties of $CO_2$ are calculated employing EES property code. Flow characteristics analysis of $CO_2$ adiabatic capillary tube is presented to offer the basic design data for the operating parameters. The operating parameters considered in this study include inlet temperature and pressure of an adiabatic capillary tube, evaporating temperature and inner diameter tube. The main results were summarized as follows : inlet temperature and pressure of an adiabatic capillary tube, evaporating temperature, mass flowrate and inner diameter of $CO_2$ adiabatic capillary tube have an effect on length of an adiabatic capillary tube.

극저온 제트 유동에 대한 분사기 형상의 영향 (Effect of Injector Geometry on Cryogenic Jet Flow)

  • 조성호;박구정;길태옥;윤영빈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.348-353
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    • 2011
  • 액체 질소를 이용하여 극저온 단일 제트 유동의 특성을 관찰하였다. 고압 챔버 내부에 액체 질소를 분사하여 단일 제트를 생성, 주위기체압력을 변화시킴으로써 아임계 조건부터 초임계 조건의 주위 환경에 따른 제트의 특성 변화를 확인하였다. 또한 분사기의 길이 대 직경비 및 분사기 내부 형상의 변화에 따른 제트의 특성 변화를 파악하였다. 유동 가시화를 통하여 극저온 제트의 형상 및 액주의 지름을 측정하였으며, 이로부터 액주의 확산각을 계산하여 이전 연구 결과와 비교하였다. 아임계 조건 및 초임계 조건에서의 제트의 형상 변화를 관찰하였으며, 주위기체압력이 대기압과 동일할 경우 제트 유동에서 불안정이 발생함을 확인하였다. 또한 주위기체압력이 증가함에 따라 액주의 확산각이 점차 증가하다가 일정 압력 이상에서 거의 일정하게 유지됨을 확인하였다.

CFD 시뮬레이션 기반 초임계 LNG용 사인함수 PCHE 설계 (Design of sinusoidal shape channel PCHEs for supercritical LNG based on CFD simulation)

  • 판진싱;염은섭
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.69-76
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    • 2021
  • Printed circuit heat exchanger (PCHE) is a compact heat exchanger with good heat transfer performance, high structure integrity, and reliability over a wide range of temperatures and pressures. Instead of the traditional zigzag and straight shape channel, the sinusoidal shape channel was adopted in this study to investigate the relation of thermal-hydraulic performance and waviness factors (period and amplitude). The local flow characteristics and the heat flux distribution were compared to verify the effects of period and amplitude on heat transfer performance. As the period of channel becomes shorter, the rapid change of the flow direction can produce high flow separation around the corner leading to the disturbance of the boundary layer opposite wall. The nonuniform distribution of flow velocity appeared around the corner positions can promote fluid mixing and lead to higher thermal performance. An evaluation index was used to compare the comprehensive performance of PCHE considering the Nusselt number and Fanning factor. Based on the simulation results, the optimal design parameters of PCHE channel shape were found that the channel with an equivalent bending angle of 15° offers the highest heat flux capacity.

초임계 이산화탄소에 의한 어류조직 중 유기인계 농약의 첨가회수율 (Extraction Efficiencies of Organophosphorus Pesticides Spiked in Fish Tissues by Supercritical Carbon Dioxide)

  • 임상빈;좌미경
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.1163-1168
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    • 1998
  • 유기용매에 의한 잔류농약 추출방법을 대체할 신속, 간편, 값싼 방법의 개발을 목표로, 어류조직에 5종의 유기인계 농약 표준용액을 첨가하여, 추출온도와 압력별, 이산화탄소 유속별, 보조용매 종류별, 어류 시료량별, 어류 종류별로 초임계 이산화탄소를 이용하여 첨가회수율을 측정하였다. 조피볼락에 유기인계 농약 표준용액을 첨가한 후 흡수제로 celite를 혼합하여 초임계 이산화탄소로 추출하였을 때 첨가회수율은 추출온도와 추출압력이 낮을수록 증가하였고, 이산화탄소 유속이 높을수록 감소하였다. 보조용매 사용에 따른 회수율의 증가효과는 크지 않았으며, 사용한 보조용매로 methanol, acetone, methylene chloride 중 methylene chloride 10%와 더불어 추출하였을 때 첨가회수율이 가장 높았다. 어류 시료량이 적을수록 첨가회수율이 증가하였다. 조피볼락, 방어, 옥돔, 정어리, 고등어에서의 첨가회수율은 각각 $66.7{\sim}86.3%$, $56.2{\sim}79.2%$, $57.6{\sim}77.8%$, $84.2{\sim}96.3%$, $74.6{\sim}83.6%$로 지방함량이 높은 시료는 지방함량이 낮은 시료보다 첨가회수율이 높았다.

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초임계 이산화탄소를 이용한 참치유로부터 휘발성 성분의 분리 (Separation of Volatile Compounds from Tuna Fish Oil With Supercritical Carbon Dioxide)

  • 노형섭;윤현석;정선미;홍언련;강길윤;전병수
    • KSBB Journal
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    • 제20권1호
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    • pp.12-17
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    • 2005
  • 어류에 다량 함유된 EPA와 DHA에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 어유의 이용에 있어 가장 장애가 되는 요소는 비린내 및 산패취이며 이를 제거하기 위한 연구를 필요로 하고 있다. 본 논문에서는 초임계 이산화탄소를 추출용매로 하여 참치 안구유로부터 제거된 휘발성 이취성분을 동정하고 초임계 이산화탄소 추출 전과후의 이취성분을 비교해 보았다. 또한 추출 조건인 온도와 압력 조건을 달리 함으로써 휘발성 성분의 제거에 있어서의 최적조건을 찾아보았다. 추출 전 참치 안구유에서 99종의 휘발성 성분을 동정할 수 있었던 반면, $40^{\circ}C$, 200bar조건에서의 추출 후의 분석결과에서는 14개 이취성분을 동정할 수 있었으며, 어유 이취 유발성분인 heptanal과 octanal이 제거되었다. $60^{\circ}C$, 80-200 bar 영역에서는 휘발성 성분의 제거율이 높게 나타났다. 초임계 이산화탄소 추출에 의한 참치유의 휘발성 성분의 제거는 기존의 방법에 비교하여 효율성과 안정성이 우수하여 생물 및 식품산업분야에 다양하게 이용될 것으로 전망된다.

초임계 이산화탄소 및 유기용매를 이용하여 추출된 붕장어(Conger myriaster) 오일의 품질특성 (Quality Properties of Conger Eel (Conger myriaster) Oils Extracted by Supercritical Carbon Dioxide and Conventional Methods)

  • 박진석;조연진;정유린;전병수
    • 청정기술
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    • 제25권4호
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    • pp.275-282
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    • 2019
  • 본 연구는 초임계 이산화탄소 및 유기용매를 이용하여 동결건조된 붕장어로부터 초임계 이산화탄소 및 유기용매를 이용하여 오일을 추출하고 그 특성을 파악하였다. 초임계 이산화탄소의 경우 압력(25, 30 MPa) 및 온도(45, 55 ℃) 조건을 변화시켜 실험을 수행하였으며, 초임계 이산화탄소의 유량(27 g min-1)은 실험 중 일정하게 유지되었다. 유기용매로는 헥산(hexane)을 사용하였다. 오일 추출 수율의 경우 55 ℃, 30 MPa에서 추출한 오일이 37.73 ± 0.14%로 가장 높은 수율을 나타내었다. 추출된 오일의 지방산 조성은 가스 크로마토그래피를 이용하여 분석하였으며, mystric acid, palmitic acid, palmitoleic acid, oleic acid, eicosapentaenoic acid (EPA), docosahexaenoic acid (DHA)가 붕장어 오일의 주요 지방산으로 확인되었다. 산가, 과산화물가 및 유리지방산을 측정함으로써 추출된 붕장어 오일의 산화 안정성을 평가하였으며, 55 ℃, 30 MPa에서 추출한 오일로 부터 최상의 산화 안정성을 확인하였다. 소비자들의 선호도에 직접적인 영향을 끼치는 색도의 경우는 초임계 이산화탄소를 통해 추출된 오일이 유기용매를 이용하여 추출된 오일보다 뛰어난 색도를 나타냄을 확인할 수 있었다. 붕장어로부터 초임계 이산화탄소를 이용하여 오일을 추출하게 되면 유기용매를 사용한 방법보다 더 나은 경제적 이익을 가져올 수 있으며, 초임계 이산화탄소를 이용할 경우 후처리 공정이 없기 때문에 더 친환경적인 오일의 추출법임을 확인하였다.