• 제목/요약/키워드: 거칠기 효과

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거친환형관내의 완전히 발달된 난류유동 : 실험과 해석 (Fully Developed Turbulent Flow in Roughened Concentric Annuli : Experiment and Analysis)

  • 안수환
    • 동력기계공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.17-24
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    • 2000
  • 직경비가 0.26, 0.39, 그리고 0.56인 경우 거칠기를 내벽면에, 외벽면에, 그리고 양벽면에 각각 설치한 동심환형관에서 완전히 발달된 난류유동에 대한 거칠기 효과를 실험과 이론으로 해석하였다. 그리고 거칠기 효과를 정량적으로 파악하기 위해 양벽면 모두 매끈한 환형관의 경우도 포함하였다. 실험에서 마찰계수를 구하는데 필요한 속도분포와 전단응력들은 피토튜브와 X-형 열선풍속계를 사용하였다. 이론 해석은 수정대수 난류모델을 사용하였고 그 결과를 이론값과 비교하여 아래의 결론을 얻었다. 1) 무디다이어그램 (Moody diagram)은 거칠기가 설치된 이중관에는 적용할 수 없음을 보였다. 2) 경우(c) 와 (d)에서는 반경비가 클수록 반드시 마찰계수가 증가하지 않았다. 3) 4개의 경우중 거칠기로 인해 마찰계수가 증가하는 크기의 순서는 경우(d)가 가장 컸고 경우(a)가 가장 작았다.

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사포, 샌드블라스트로 표면 거칠기 처리에 따른 알루미늄 판의 방열 효율 증대 (Increase heat dissipation efficiency of Al plate according to surface roughness treatment by sandpaper or sandblast)

  • 이동희;이종현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.170-178
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    • 2019
  • 최근 에너지 절감에 대한 관심도가 높아짐에 따라 에너지 소비가 높은 형광등과 백열등을 대체하는 친환경소재인 LED의 조명을 활용하는 움직임이 활발하다. 그러나, 고출력 LED의 경우 발열에 의한 열화현상 때문에 수명이 단축되는 현상이 발생하게 된다. 이에 대한, 해결방안으로 본 논문은 LED Packing중 방열판표면의 거칠기 처리를 통하여 열전달 계수를 증대시킴으로서 LED 수명연장 효과를 평가하였다. 거칠기 공정은 사포 및 샌드블라스트를 이용하여 진행하였다. 각 표면처리 공정에 따른 거칠기 및 표면적 변화를 정량적으로 평가하였으며, 열전달 계수를 측정하였다. 샌드블라스트, 사포를 이용하여 알루미늄 표면에 거칠기처리를 진행했을 경우 미 처리 시 보다 높은 대류 열전달 계수를 얻을 수 있었고, 샌드블라스트 처리 시 약 82.76%의 높은 방열 효율 향상을 얻을 수 있어, 이를 방열판에 적용할 시 큰 경제적 부담 없이 기존대비 더 높은 방열효율 증대를 통해 LED 수명을 대폭 연장 시킬 것으로 기대된다.

이어도 해양과학기지 풍속 자료의 실시간 운용을 위한 기준 고도 변환 과정 (Converting Ieodo Ocean Research Station Wind Speed Observations to Reference Height Data for Real-Time Operational Use)

  • 변도성;김효원;이주영;이은일;박경애;우혜진
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제23권4호
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    • pp.153-178
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    • 2018
  • 운용용으로 사용되는 대부분의 풍속자료는 10 m 기준 고도에서 측정 또는 생산된 자료이다. 이 연구는 이어도 해양과학기지 42.3 m 고도의 옥상 등대에서 측정 중인 풍속을 기준 고도의 풍속으로 변환시켜 국립해양조사원 누리집을 통해 실시간으로 제공하기 위한 사전 연구이다. 이를 위해 2015년에 이어도 기지에서 관측한 풍속을 대표적인 네 종류의 풍속 변환식 - 멱법칙식, 두 종류의 중립벽 로그법칙식(항력계수형, 거칠기 높이형), 대기 안정도 효과를 고려한 벽 로그법칙모델(안정도 고려 거칠기 높이형) -에 적용하였다. 관측 바람을 평가하는데 많이 사용되는 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델의 결과와 나머지 풍속 변환식 결과들을 서로 비교하였다. 그 결과 '거칠기 높이형' 벽 로그법칙식과 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델 간 편향과 평균 제곱근 편차는 각각 $-0.001m\;s^{-1}$$0.122m\;s^{-1}$로 가장 낮아 실시간 현업 운용 측면에서 상호 보완적으로 이 두 변환식을 함께 사용하는 것이 바람직하다는 결론을 도출하였다. 또한 이어도 해역에서 조석에 의한 풍속 관측 고도 변화가 풍속 변환에 미치는 영향을 분석하였다. 이들 변환식에 대한 조석 효과 고려 전후에 대한 비교 실험 결과, 편향과 평균 제곱근 편차는 각각 <$0.0001m\;s^{-1}$와 <$0.012m\;s^{-1}$로 그 영향은 미미하였다. 대기 표면 거칠기 높이를 사용하는 '거칠기 높이형' 벽 로그법칙식과 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그 법칙모델을 이용하여 간편 풍속 변환식의 필수 입력값인 표면 거칠기 높이 값의 적절성에 관해 논의하였으며, 풍속 변환 정확도를 향상시킬 수 있는 표면 거칠기 높이 계산식을 제시하였다. 또한 인공위성 산란계(ASCAT) 풍속자료와 네 종류의 중립 연직 풍속 변환식들의 결과를 비교하여 이들 중 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델에서 안정도 항을 뺀 풍속 변환 모델의 정확도가 더 낫다는 결과를 제시하였다. 끝으로 이들 종래 $25m\;s^{-1}$ 이하 풍속에 최적화된 풍속 변환식들로부터 바람 항력계수를 산정 분석하여 강풍(${\geq}33m\;s^{-1}$) 환경에서도 적합한 풍속 변환식으로 개선 필요성에 관해 논의하였다.

왕복운동을 하는 사각채널에서 거칠기 배열이 열전달에 미치는 효과 (Effects of Roughness Arrangement on Heat Transfer in the Reciprocating Channel)

  • 안수환;손강필;진용수;김성태
    • 설비공학논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.502-509
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    • 2003
  • This paper describes a detailed experimental investigation of heat transfer in a reciprocating rectangular channel fitted with rib structures with particular reference to the design of a piston for marine propulsive diesel engine. The parametric test matrix involves Reynolds number, reciprocating frequency, and reciprocating radius, respectively in the ranges, 1,000~6,000, 1.7~2.5 Hz, and 7~15 cm with four different rib arrangements. The rib arrangements have considerable influences on the heat transfer in the reciprocating channel due to the modified vortex flow structure. The experimental data confirm that the increases in the heat transfer can be seen in order of Case (b), Case (c), Case (d), and Case (a).

트래버스 연삭의 최적 제어시스템 (Optimal Control System of Traverse Grinding)

  • 최정주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.5704-5708
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    • 2012
  • 본 논문에서는 DEA(Differential Evolution Algorithm)기법을 이용하여 트래버스 연삭의 최적 조건을 선정하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 최적 연삭 조건 선정을 위한 가격함수는 가공 경비, 생산율 및 표면 거칠기 등의 다중 함수식을 이용하였다. 또한 연삭 조건에 대한 구속 조건으로 열 손상 효과, 가공 툴의 강성, 연삭 휠 마모 상수 및 표면 거칠기 등을 고려하였다. 알고리즘의 구현은 산업현장에서 널리 사용되는 LabView소프트웨어를 사용하였다. 제안된 알고리즘의 성능은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 GA알고리즘의 결과와 비교하여 검증하였다.

벽면거칠기위치에 따른 이중동심관내의 난류유동과 열전달 (Turbulent Flow and Heat Transfer in Concentric Annuli Depending on Position of Wall Roughness)

  • 안수환;손유식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제21권2호
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    • pp.136-143
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    • 1997
  • 직경 비가 0.56인 이중동심관에 내외측모두 매끈한 벽면, 벽면 거칠기를 안측, 외측, 그리고 양측 모두의 4경우에 대한 난류 유동과 열전달특성을 실험과 이론으로 연구하였다. 시간평균속도분포, 마찰계수, 그리고 최대 속도 지점과 전단응력이 0인 지점들을 피토튜브와 X형 열선 풍속계로 측정하였다. 이중동심관내에서 4가지 경우에 따른 사각돌출형 거칠기효과가 난류 유동과 열전달에 미치는 영향을 수정난류모델을 기초로 하여 연구하였다. 직경비, 거칠기 위치, 레이놀즈수, 그리고 프란틀수 등의 여러 변수에 의해서 난류 유동과 열전달을 고찰하였다. 본 연구는 전체적 효율 측면에서 유리하게 열전달율을 향상시킬수 있는 거칠기 구조를 밝혔다.

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간섭무늬 분석을 통한 게이지 블록의 거칠기 효과 보정용 광산란장치 교정 (Calibration of the integrating sphere system for correcting the roughness effect in gauge block length measurement by using the Newton's rings interferometer)

  • 강주식;김재완;조미정;공홍진
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.47-48
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    • 2006
  • A roughness measuring system which comprises an integrating sphere and a stabilized laser has been fabricated with the aim of measuring the roughness correction value which is necessary in gauge block measurement by optical interferometry. To calibrate the system, a Newton's ring interferometer has been introduced. The method how to calibrate the roughness measurement system has been described.

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사각 덕트에서 거칠기 형상이 마찰계수와 열전달에 미치는 효과 (Effects of Rib Shapes on the Friction Factors and Heat Transfer in a Rectangular Duct)

  • 안수환;손강필
    • 설비공학논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.341-347
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    • 2001
  • A comparison of fully developed heat transfer and friction factor characteristics has been made in rectangular ducts with ones roughened by five different shapes. The effects of rib shape geometries and Reynolds number are examined. The rib height-to-duct hydraulic diameter, pitch-to height ratio, and aspect ratio of channel width to height are fixed at $e$/De=0.0476, P/$e$=8, and W/H=2.33, respectively. To understand the mechanisms of the heat transfer enhancements, the measurements of the friction factors are also conducted in the smooth and rough channels. The data indicates that the triangular type rib has a substantially higher heat transfer performance than any other ones in the range we studied.

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피부 나이 측정을 위한 피부 현미경 영상에서의 피부 거칠기 추출 (Extracting skin roughness from dermoscopy images for skin age estimation)

  • 유제혁;석장미;황인준
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2014년도 춘계학술발표대회
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    • pp.815-818
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    • 2014
  • 영상 분석을 통한 특징 추출은 객체의 인식이나 매칭, 인덱싱 등을 위해 수반되는 준비 단계로서 분야별로 다양한 방식을 통해 수행되어 왔다. 특히, 피부 영상 분석에 있어 주목할 만한 이슈는 피부의 노화 정도를 측정하는 것이다. 피부의 거칠기는 피부의 상태와 노화를 판단하는 중요한 근거의 하나이다. 본 논문에서는 피부 나이를 측정하기 위해 피부 현미경 영상에서 피부 거칠기를 평가하는 방법을 제안한다. 이를 위해 피부 현미경으로 촬영된 이미지에 이진화 및 질감 대비 향상, 노이즈 제거 등의 전처리 과정을 수행하고, Watershed 알고리즘과 외곽선 검출을 통해, 피부를 구성하는 셀들의 영역 정보를 획득한다. 이를 바탕으로 피부 거침의 변화량을 계산하여 거칠기를 정의한다. 제안한 방법의 효과를 검증하기 위해 다양한 연령대의 피험자로부터 피부 현미경 영상을 확보하고 실험을 통해 피부 거칠기 특징이 피험자의 연령대와 상관관계가 있음을 보인다.

사각돌출형 표면거칠기가 있는 이중동심원관 내의 난류유동과 열전달 (Turbulent Fluid Flow and Heat Transfer in Concentric Annuli with Square-Ribbed Surface Roughness)

  • 안수환;이윤표;김경천
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.1294-1303
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    • 1993
  • 본 논문은 Lee의 평행평판 채널내의 난류유동 모델을 사용하여 비대칭적 경계 를 갖는 이중관내 거칠기 표면위에서의 흐름을 취급하였다. 해석에서 표면거칠기는 속도 형상에 단지 국부적으로 영향을 미친다고 가정하여 한쪽 면에서만 사각형 거칠기 요소를 가진 평행관 사이의 유동에 관해 이미 얻은 실험 관계식을 이용하였다. 거칠 기의 합성효과는 압력손실 증가에 대한 열전달 증가에 대해 거친관과 매끈한 관의 경우를 비교한 값에 의하여 알수 있었다.그러므로, 전체적 효율측면에서 유리하게 열전달률을 증가시킬수 있는 이중관내의 바람직한 인공의 거칠기형태(P/.epsilon., S/.epsilon.,.alpha., etc.)를 얻을 수 있었다.