• Title/Summary/Keyword: 고 와류

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Flow and Heat Transfer Characteristics of Acoustically Excited Axisymmetric Impinging Jet (음향여기된 축대칭 충돌제트의 유동 및 열전달 특성)

  • 조형희;이창호
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.8-9
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    • 1997
  • 산업의 발달과 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 고효율, 저공해인 가스터빈의 응용범위가 넓어지고 있는 추세이다. 가스터빈 기관의 효율을 높이기 위해서는 터빈 입구온도를 높이는 것이 필수적인데 이는 재질에 의해 제한 받게 되고 이 때문에 효과적인 냉각방법의 필요성이 대두되었다 충돌제트는 국소적으로 높은 열/물질 전달 효과를 얻을 수 있어서 터빈 블레이드 냉각과 연소기 벽면 냉각에 효과적으로 응용 될 수 있다. 이러한 충돌제트의 냉각효과는 제트출구의 초기조건에 매우 민감한데 Kelvin-Helmholts 불안정은 불안정한 자유전단층에서 자연적인 와류생성(roll up)과 개개의 와류고리 형성의 원인이 되고 이 고리의 성장과 병합(pairing)은 제트의 유동특성에 상당히 영향을 미친다. 제트주위에 생성되는 이러한 와류에 의해 제트중심에서 속도와 난류강도가 변하게 된다. 이러한 제트초기의 불안정성은 하류에서의 와류성장에 영향을 끼치기 때문에 와류의 조절에 의한 충돌 면에의 열 전달 효과 상승을 기대할 수 있다. 이 조절방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 하나는 제트주의 환형관에 이차유동을 가하여 와류를 직접 제어함으로써 자유전단류(free shear layer flow)의 안정성 원리를 이용하여 열 전달을 촉진하는 것이고 다른 하나는 음향여기(acoustic exitation)를 사용하여 제트주위의 와류형성을 조절하는 것인데, 자연적으로 형성되는 와류의 주파수(와류의 고유주파수)나 부조화 주파수(subharmonic)로 음향여기 시키는 경우 제트 주위 와류는 더욱 증폭되고 그렇지 않은 경우 제트주위 와류의 형성이 억제되어 더 긴 제트코어의 길이 및 제트코어 주위에서 작은 크기의 와류들이 형성된다.

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A study on the effect of solid particles to the trailing edge vortex of turbine blade (터빈 블레이드의 끝단와류 유동에 고체 입자가 미치는 영향에 대한 연구)

  • 박기철
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.41-41
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    • 2000
  • 터어빈 블레이드의 경우 제작 또는 설계상의 이유로 뭉툭한 끝단을 가질 수밖에 없게 되는데, 이로 인하여 같은 터보기계인 압축기 블레이드의 경우와는 다르게 블레이드 끝단에서 끝단 와류(Trailing edge vortex)가 발생하게 된다. 이 와류는 블레이드의 손실 증가, 고주파 음파의 생성, 국부적으로 매우 큰 열 전달 및 에너지분산 등 터빈 블레이드의 성능에 좋지 못한 영향을 미치게 된다. 또한 와류와 충격파와의 간섭효과 둥이 존재하는 경우에는 매우 복잡한 유동장을 형성하며 심한 유동 구배가 존재하게 되므로 고해상도의 수치해석 방법이 아니고서는 이를 수치적으로 해석하기가 쉽지 않다.(중략)

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Removal of Zinc by Vortex Flow Separator as BMPs in Residential Area (도시주거지역 와류형 비점오염 저감시설에서의 Zn제거특성)

  • Lee, Seung-Chul;Ha, Sung-Ryong
    • Journal of Environmental Impact Assessment
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    • v.19 no.4
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    • pp.443-452
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    • 2010
  • 본 연구에서는 도시지역의 하나인 주거지역에서 배출되는 강우유출수 내에 중금속이 장치형 비점 오염저감시설 중에 하나인 와류형시설에서 제거되는 특성을 파악하고자, 대상 중금속을 Zn으로 삼고 2007년 4월부터 2008년 11월까지 모니터링을 수행하였다. 유출수 모니터링은 와류형 시설의 유입부와 유출부에서 유량과 수질을 각각 시간변화에 따라 측정하였으며, 시설유입부와 유출부, 그리고 시설하부에 쌓인 침전물을 채취하여 침전물 모니터링도 수행하였다. 그 결과, 높은 강우강도에서 발생된 강우유출수는 와류형 시설내에 HRT를 감소시켜 Zn의 제거효율이 낮게 관측되었으며, 특히 HRT가 20분이내의 조건이 될 경우에는 처리효과가 없는 것으로 확인되었다. Zn는 입자성물질과 밀접한 관계를 맺으며 제거되는 특성을 보였으며, 입자성물질이 스크린에 의한 여과 및 침전작용이 일어날 때 입자성물질에 부착되어 거동하는 특성을 보였다. 그 중에 0.075mm 이하의 미세한 입자에 부착된 고농도의 Zn는 제거되지 못하였고, 와류형 시설 후단에 후처리시설로서 저류시설을 두어 충분한 HRT를 제공한 결과, 와류형 시설만을 운전하였을 때와 비교하여 높은 제거특성을 보이게 되었다.

The Numerical Analysis of Asymmetric Vortices around the Slender body at High Angle of Attack Supersonic Flow (고받음각 초음속 유동에서의 세장형 몸체 주변에 발생하는 비대칭와류에 대한 수치적 연구)

  • Jeon, Young-Jin;Ji, Young-Moo;Kim, Ki-Su;Seo, Hyung-Seok;Byun, Yung-Hwan;Lee, Jae-Woo
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.335-338
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    • 2007
  • In the case of an antiaircraft missile, high angle of attack flight capability is required to get the agile maneuverability in a supersonic flow. Even through a symmetric slender body does not have side slip, asymmetric vortex is generated at high angle of attack conditions. This asymmetric vortex produces unnecessary side force and yawing moment; hence, these effects deteriorate directional stability. In this study, the numerical analysis of asymmetric vortices around the slender body was conducted at high angle of attack supersonic flow. In order to simulate the vortices, a bump is installed on the nose of the slender body. As a result of the numerical analysis, the asymmetric vortices around the slender body could be simulated.

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Acoustic, entropy and vortex waves in a cylindrical tube with variable section area (단면적이 변하는 실린더 관에서의 음향, 엔트로피 및 와류 파동)

  • Lebedinsky Ev. V.;Cho Gyu-Sik
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.27-35
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    • 2004
  • In this paper a method for finding solution of acoustic, vortex and entropy wave-equations in a cylindrical tube with variable section area was suggested under the consideration of that the high frequency instability in a rocket engine combustion chamber is an acoustic phenomena, which is coupled with combustion reaction, and that a combustion chamber and exhaust nozzle are usually shaped cylindrically. As a consequence of that some method, which enable the quantitative analysis of the influence of entropy and vortex waves to acoustic wave, was suggested.

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Acoustic, Entropy and Vortex Waves in a Cylindrical Tube With Variable Section Area (단면적이 변하는 실린더 관에서의 음향, 엔트로피 및 와류 파동)

  • Cho Gyu-Sik;Lebedinsky Ev. V
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.8 no.4
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    • pp.55-66
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    • 2004
  • In this paper a method for finding solutions of acoustic, vortex and entropy wave equations in a cylindrical tube with variable section area was suggested under the consideration of that the high frequency instability in a rocket engine combustion chamber is an acoustic phenomena, which Is coupled with combustion reaction. and that a combustion chamber and exhaust nozzle are usually shaped cylindrically As a consequence of that some method. which enable the mathematical analysis of the influence of entropy and vortex waves to acoustic wave. was suggested. According to the method reflection coefficients of acoustic wave on a supercritical nozzle was numerically calculated, through which it was presented that entropy or vortex waves can strengthen or weaken the reflection rate of acoustic wave.

Electroconvective Instability on Undulated Ion-selective Surface (파상형 이온 선택 표면상의 전기와류 불안정성)

  • Lee, Hyomin
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.57 no.5
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    • pp.735-742
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    • 2019
  • In this work, the electrokinetic interactions between the undulated structure of an ion-selective membrane and electroconvective instability has been studied using numerical analysis. Using finite element method, electric field-ionic species transport-flow field were analyzed by fully-coupled manner. Through the numerical study, the Dukhin's mode as the mechanism of undulated surface for the electroconvective instability were proven. The Dukhin's mode which competes with Rubinstein's mode has roles of (i) decreasing transition voltage to overlimiting regime and (ii) non-linearly increasing of overlimiting current. Also, (iii) the mixing efficiency is enhanced by removal mechanism of high-frequency Fourier mode of the electroconvective instability. Conclusively, the undulated ion-selective surface would provide energy-efficient mechanism for ion-selective transport systems such as electrodialysis, electrochemical battery, etc.

Asymmetric Vortices around a Body at High Angle of Attack Subsonic Flow (아음속 유동하의 고 받음각 물체 주위의 비대칭 와류 특성 연구)

  • Park, Mee-Young;Kim, Wan-Sub;Lee, Jae-Woo;Park, Soo-Hyung
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.03b
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    • pp.33-38
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    • 2008
  • Numerical investigation of asymmetric vortices at high angles of attack subsonic flow is performed using three-dimensional Navier-Stokes equations. A small bump has been carefully selected and attached near the nose of an ogive cylinder to simulate symmetric vortices. Selected bump shape does develop asymmetric vortices and is verified using Lamont's experimental results. By changing the angle of attack, Reynolds numbers, and Mach numbers, the characteristics of asymmetric vortices are observed. The angle of attack which contributes significantly to the generation of asymmetric vortices are over 30 degrees. By increasing Mach number and Reynolds number asymmetric vortices, hence the side forces show decreasing trend..

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A Study on the Removal Efficiency Depending on Changes of Inflow Conditions in Vortex typed Non-point Pollutants Treatment Facility (와류형 비점오염저감시설의 유입 조건에 따른 제거효율 연구)

  • Yoon, Geun-Ho;Choi, Gye-Woon;Lee, Min-Hee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.494-494
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    • 2012
  • 비점오염이란 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정 장소에서 발생되는 오염을 말하며 건기 시에는 오염물질이 토지에 축적되었다가 강우 발생 시 강우와 함께 유출되어 관리에 많은 어려움이 있다. 유출된 오염물질은 특별한 전처리 없이 하천이나 호소로 유입되어 각종 수질오염, 부영양화 및 생활환경에 많은 영향을 받게 되며 상수원수에 문제가 발생하게 된다. 비점오염원의 특징은 초기강우 유출수는 고농도이며 토사, 협잡물 등이 많이 포함되어 있다. 초기강우 발생형태는 수로의 형태, 노면상태 유역현상 및 강우도달시간 등 유역의 특성에 따라서 달라지며, 토지이용상황, 하수도 정비여부 등에 따라서 오염물질의 종류와 농도가 변한다. 도시지역과 도로주변에는 먼지, 쓰레기, 마모된 타이어 등이 축적되며, 임야 및 산림에서는 비료, 축분, 대기오염물질의 강하물 등이 축적이 되어 강우 시 빗물에 씻겨 인근 수계로 직접 방류된다. 팔당상수원 비점오염원 최적관리사업 기본계획 및 타당성조사사업이 실시되어 비점오염저감시설의 설치대상 대표지점이 선정되었다. 그리고 각 배수구역의 특성에 맞는 최적관리기술이 제시되었다. 하지만 몇몇 시설들은 기대한 결과에 못 미치는 성과를 내고 있다. 따라서 이번 연구에서는 이러한 비점오염저감시설의 시설형 중 하나인 와류형 비점오염저감시설의 운용에 따른 효율성 분석에 관한 연구를 실시하였다. 실험장치는 현재 운영되고 있는 와류형 비점오염저감시설 참고하여 실험장 조건에 맞춰 1/4축적의 정상모형을 제작하였고 저감시설로 유입되는 원수의 유량과 단차를 변화시켜 실험하였다. 저감시설의 유입조건이 변하게 되면 시설 내 유속, 체류시간 등 운전조건이 바뀌게 되므로 제거효율도 변하게 될 것이다. 저감효율산정은 시설로 유입된 유입수와 유출수의 SS농도를 이용하여 산정하였다. 와류형저감시설의 SS제거효율을 연구한 결과, 모형에서 유량 $0.0016m^3/s$, 단차 10cm 인 조건에서 8.7%로 가장 높은 효율이 측정되었다. 이를 원형에서의 조건으로 환산하면 유량 $0.0512m^3/s$, 고수조와 저감시설의 단차 40cm일 경우 가장 높은 효율이 나타난다. 이와 같은 이유는 시설에 유입되는 유량이 증가 할수록 내부의 유속이 증가해 저감시설 내 처리수의 체류시간 감소와 교란이 발생하여 저감효율이 떨어지는 것으로 사료된다.

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