• 제목/요약/키워드: transverse mixing

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초음속난류유동장에서 후향계단 후류의 측면제트분사에 대한 수치적 연구 (Numerical Study of slot injection behind a rearward-facing step into turbulent supersonic flow)

  • 김종록;김재수
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2002년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.17-22
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    • 2002
  • This paper describes numerical research on transverse jet behind rearward-facing step in turbulent supersonic flowfields without chemical reaction. The purpose of transverse jet behind rearward-facing step is to improve mixing of the fuel in the combustor. Two-dimensional unsteady flowfields generated by slot injection into supersonic flow are numerically simulated by integration of Navier-Stokes equation. Final-scale turbulence effects are modeled with two-equation $\kappa-\epsilon$ model. Numerical methods are modeled high-order upwind TVDschemes. A total of 4 cases are computed, comprising slot momentum flux ratios at four step heights downstream of the step. These numerical results are represented periodic phenomenon in unsteady flowfields.

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초음속 연소기에서의 혼합과 연소현상에 관한 수치해석 (Numerical Simulation of Mixing and Combustion in a Normal Injection of the Scramjet)

  • 문수연;이충원;손창현
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.475-480
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    • 2001
  • The flowfield of transverse jet in a supersonic air stream subjected to shock wave turbulent boundary layer interactions is simulated numerically by Generalized Taylor Galerkin(GTG) finite element methods. Effects of turbulence are taken into account with a two-equation $(k-\varepsilon)$ model with a compressibility correction. Injection pressures and slot widths are varied in the present study. Pressure, separation extents, and penetration heights are compared with experimental data. Favorable comparisons with experimental measurements are demonstrated.

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겹침이음된 초고강도콘크리트 보의 휨강도에 횡방향보강 요소가 미치는 영향 (Influence of Transverse Reinforcement Elements for Flexural Strength of Lap Spliced Ultra-high-strength Reinforced Concrete Beams)

  • 배백일;최현기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.135-142
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    • 2022
  • 본 연구에서는 초고강도 콘크리트에 적용된 겹침 이음의 안전성을 평가하기 위해 초고강도콘크리트 보의 휨성능을 평가하였다. 설계기준에서 정하고 있는 정착 길이 및 겹침이음 길이 산정식에서 겹침이음 길이에 영향을 미치는 횡보강근과 콘크리트 피복 성능의 검토가 수행되었다. 주요 변수는 콘크리트 피복의 구속 성능 증진을 위한 섬유의 혼입과 횡방향철근 배치로 설정하였다. 강섬유가 혼입되었으며 1% 및 2% 부피비로 섬유의 혼입량 증가에 따른 콘크리트 피복 성능의 변화를 검토하였으며, 이음 구간 내에 간격 100mm의 D10 스터럽이 배치되도록 하였다. 실험 결과, 스터럽으로 구속된 실험체는 주인장철근 방향으로의 수평균열 진전과 함께 급격한 하중저하 현상이 나타났으며, 강섬유로 보강된 실험체의 경우 주인장철근 방향의 균열 확대가 억제되고 급작스러운 하중지지능력의 상실을 경험하지 않는 것으로 나타났다. 특히, 2% 의 혼입률이 적용된 실험체의 주인장철근 위치의 변형률은 항복 변형률을 초과하는 것으로 나타났다. 콘크리트 표면에 대한 변형률 측정 결과 철근보다는 섬유가 더 콘크리트 표면의 손상을 방지하는 데에 효과적인 것으로 나타났다.

압출공정에 의한 탄소나노섬유/폴리프로필렌 복합재료의 기계적 특성 (Mechanical Property of Cabon Nanofiber/Polypropylene Composites by Melt-mixing Process)

  • 변준형;이상관;엄문관;민경식;송재은;이창훈
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.125-128
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    • 2005
  • The dispersion of carbon nanofiber (CNF) was carried out by solution blending, mechanical mixing, and sonication. CNFs at levels of 5-50% fiber weight content were mixed with polypropylene (PP) powder, and then were melt-mixed using a twin-screw extruder. For the further alignment of fibers, extruded rods were stacked uni-directionally in the mold cavity for the compression molding. For the evaluation of mechanical properties of nanocomposites, tension, in-plane shear, and flexural tests were conducted. CNF/PP composites clearly showed reinforcing effect in the longitudinal direction. The tensile modulus and strength have improved by 100% and 40%, respectively for 50 % fiber weight content, and the flexural modulus and strength have increased by 120% and 25%, respectively for the same fiber weight content. The shear modulus showed 65% increase, but the strength dropped sharply by 40%. However, the property enhancement was not significant due to the poor adhesion between fiber and matrix. In the transverse direction, the tensile, flexural, and shear strength decreased as more fibers were added.

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Extended Injectant Mole-Fraction Imaging of Supersonic Mixing using Acetone PLIF

  • Takahashi, Hidemi;Ikegami, Shuzo;Hirota, Mitsutomo;Masuya, Goro
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.781-789
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    • 2008
  • The fluorescence ratio method for processing planar laser induced fluorescence(PLIF) data was generalized for quantitative imaging of the injectant mole-fraction in supersonic mixing flowfields. The original fluorescence ratio approach was introduced by Hartfield et al. for tests in a special closed-loop wind tunnel to eliminate the effects of thermodynamic property variations in compressible flowfields and to provide a quantitative means of mole-fraction measurement. However, they implicitly assumed that the tracer molecules were seeded at the same fraction in both main and secondary flows. In the present study, we proposed generalizing the Hartfield method by considering differences in the tracer seeding rates. We examined the generalized method in a mixing flowfield formed by sonic transverse injection into a Mach 1.8 supersonic air stream. The injectant molefraction distribution obtained from PLIF data processed by our new approach showed better agreement with the gas chromatograph than one based on the Hartfield method.

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수평 배치된 분사구의 배치 간격에 따른 초음속 유동장 내 분사 유동의 침투 및 혼합 특성 (Effect of the distance between the adjacent injectors on penetration and mixing characteristics of the jet in supersonic crossflow)

  • 김세환;이형진
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.81-89
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    • 2018
  • 본 연구에서는 초음속 유동장 내 연료 분사시 연소기의 공간적인 제한 조건을 고려하여 복수의 분사기간 배치 간격을 변화시키고 그에 따른 유동 구조, 연료의 침투 거리 및 연료-공기의 혼합 특성을 비교 분석하였다. 이를 위하여 널리 알려진 단일 분사구를 이용한 실험 조건을 모사하여 적용된 수치 모델을 검토하였으며, 동일한 분사 조건을 갖는 복수의 분사기를 이용하여 비반응 유동 해석을 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 분사구 간 거리에 따라 전압력 손실, 침투 거리, 및 혼합 성능 등을 정량적으로 비교하였다. 해석 결과 분사구 간 배치 거리가 매우 짧은 경우 분사 연료가 서로 융합되면서 유동장이 2차원 특성을 나타내었고 전반적으로 낮은 혼합 효율 특성과 높은 전압력 손실을 발생하였다. 분사구 간 거리가 멀어짐에 따라 분사 가스간의 상호작용이 감소하면서 혼합 효율이 증가하고 전압력 손실이 낮아지는 것이 관찰되었다.

분사구 형상에 따른 초음속 유동장 내 수직 연료 분사 특성 (Characteristics of the Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using Various Injector Geometries)

  • 김세환;이복직;정인석;이형진
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.53-64
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    • 2018
  • 본 논문에서는 초음속 유동장 내 연료 수직 분사 조건에서 분사구의 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 동일한 분사구 출구 면적과 유량 조건에 대해 수소와 공기에 대한 비반응 유동장 전산 해석을 수행하였다. 해석 결과의 검증을 위하여 자유류 마하수 3.38, 제트-자유류 운동량 플럭스비 1.4 인 평판 분사 시험을 모의하였다. 5개의 서로 다른 형상을 갖는 분사구를 이용하여 형태에 따른 박리 구간, 분사 제트의 구조의 차이를 살펴보고 분사구 후류에서 수소의 침투 높이와 수소-공기의 혼합에 따른 가연 면적에 변화를 확인함으로써 분사구 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 정량적으로 비교하였다.

열중합(熱重合) 레진의치상(義齒床) 수리시(修理時) 파절면(破折面)에 대한 처리방법(處理方法)이 수리 후 Transverse strength에 미치는 영향(影響) (Effect of Surface Treatment on Transverse Strength of Denture Repair When Heat Cured Resin Denture Base is Repaired)

  • 정종현
    • 대한치과기공학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.113-119
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    • 1990
  • The purpose of this study was to investigate the effect of surface tretment on strength of denture repair as influenced by repair resin. Specimens were fabricated from VERTEX heat cured resin. Rectangular specimens($60\times10\times3mm$) were prepared according to the manufacturer's instruction for mixing and packing the resin into molds. Two methods of surface treatment were used and two methods of repair were also tested. The transverse strength of the resin was measured before repair and after repair by AUTOGRAPH testing machine. Six specimens of each category were prepared for testing for a total of 24 specimens. The mean value of the percent of recovery was calculated from the percent of recovery for six specimens. The results were as follows : 1. The mean value of the percent of recovery of each category makes a significant difference statistically one another(p<0.01), and "C" category, chloroform solvent-heat cured resin, has a better effect on repair srength than any other. 2. When no chloroform is used to treat the fractured surface there is no significant difference between the mean values of the percent of recovery influenced by the self curing resin and heat cured resin. But, when chloroform is used there is a significant difference between the two repair resins(p<0.01). 3. When self curing resin repair is used there is no significant difference between repair with and without the surface treatment of chloroform. But, when heat cured resin repair is used the use of chloroform treatment become significant statistically (p<0.01).

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측면제트분사가 있는 후향계단 후류의 비정상초음속유동에 대한 수치적 연구 (Numerical Study of Unsteady Supersonic Flow Behind a Rearward-Facing Step with Slot Injection)

  • 김종록;김재수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.97-103
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    • 2003
  • 연소기 내부에서 연소효율의 증대목적으로 사용되어지고 있는 후향계단후류의 측면제트 분사가 있는 초음속 난류유동장에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 2차원 Navier_Stokes 방정식과 k-$\varepsilon$ 난류모델식을 고해상도 풍상차분법인 TVD 기법을 사용하여 비정상 유동장에 대한 수치계산을 수행하였다. 유동특성은 제트분사에 의한 마하면이 장애물 역할을 하여 후향계단과 마하면사이에 공동유동(cavity flow)과 비슷한 유동현상이 나타난다. 따라서, 공동 유동에서 발생하는 유동의 진동특성이 나타날 것을 예측할 수 있다. 수치계산 결과에서도 모맨텀플럭스와 분사위치에 따라, 공동유동에서 발생하는 진동특성을 갖는 비정상 유동 특성이 나타나는 것을 볼 수 있었다.

Quantitative Determination of Nicotine in a PDMS Microfluidic Channel Using Surface Enhanced Raman Spectroscopy

  • Jung, Jae-hyun;Choo, Jae-bum;Kim, Duck-Joong;Lee, Sang-Hun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권2호
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    • pp.277-280
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    • 2006
  • Rapid and highly sensitive determination of nicotine in a PDMS microfluidic channel was investigated using surface enhanced Raman spectroscopy (SERS). A three-dimensional PDMS microfluidic channel was fabricated for this purpose. This channel shows a high mixing efficiency because the transverse and vertical dispersions of the fluid occur simultaneously through the upper and lower zig zag-type blocks. A higher efficiency of mixing could also be obtained by splitting each of the confluent streams into two sub-streams that then joined and recombined. The SERS signal was measured after nicotine molecules were effectively adsorbed onto silver nanoparticles by passing through the three-dimensional channel. A quantitative analysis of nicotine was performed based on the measured peak area at 1030 $cm^{-1}$. The detection limit was estimated to be below 0.1 ppm. In this work, the SERS detection, in combination with a PDMS microfluidic channel, has been applied to the quantitative analysis of nicotine in aqueous solution. Compared to the other conventional analytical methods, the detection sensitivity was enhanced up to several orders of magnitude.