• 자원환경지질
• /
• 제54권4호
• /
• pp.465-473
• /
• 2021

본 연구에서는 수치모델링을 통해 단열의 교차각과 같은 기하학적 특징이 교차점에서의 유동특성과 용질의 혼합·분배에 미치는 영향을 연구하였다. Pe(Peclect number; 이류와 확산의 상대적인 비)뿐만이 아니라 단열의 교차각이 교차점에서의 용질의 혼합·분배모델을 결정하는데 있어 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 교차각이 90°미만인 경우, 주입된 유동방향과 동일한 방향의 유출구로 진행하기 때문에 교차점에서 양쪽 주입구에서 온 유선들의 접촉을 용이하게 한다. 반면, 교차각이 90°보다 큰 경우 유체가 주입된 유동방향과 유출구의 방향이 반대이기 때문에, 교차점에 두 주입구에서 온 유선들 간의 접촉은 최소화 되었다. 그러므로 전자의 경우에서는 높은 Pe에서도 용질의 혼합이, 후자에서는 낮은 Pe에서도 유선경로에 따른 용질의 이동이 나타났다. 따라서 Pe < 1의 경우, 완전혼합모델이 지배적인 것으로 알려졌지만, 교차각이 150°인 경우 교차점에서 혼합뿐만이 아니라 일부는 유선의 경로를 따라 유출구로 유출되었다. 전반적으로 Pe가 0.1 - 100에서 완전혼합모델에서 유선경로모델로의 전이가 나타났지만, 이는 교차각에 따라 크게 달라진다. 교차각이 클수록(≧ 150°) Pe가 0.1 - 10에서, 교차각이 작을수록(≦ 30°) Pe가 10 - 100에서 전이가 발생하였다. Pe > 100에서는 교차각과 상관없이 유선경로모델이 더 지배적인 것으로 나타났다. Pe > 1,000에서는 교차각이 150°이상인 경우에만 100% 유선경로모델이 나타나며, 교차각이 150°미만인 경우 유선경로모델이 지배적이지만 여전히 교차점에서 용질의 혼합이 발생하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제16권7호
• /
• pp.1391-1397
• /
• 1992

본 연구에서는 선형의 형상에 의하여 만곡부분이 존재하여 교차류의 성분이 증가하고, 이것에 의한 만곡와가 형성될 때에는 주유속 방향의 속도성분을 그것에 합당하게 개량해 줌으로서 더욱 유효한 속도분포 계산을 행할수 있으므로 Coles 유동 모델보다도 우수한 멱법칙 유동모델의 개선을 시도하였다. 그 방법으로서는 합성속 도를 멱법칙으로 가정하고 Okuno의 교차류 모델을 이용하여 새로운 주유동 방향의 유 속모델을 개선된 멱법칙의 식으로 표시하였다. 그리고 개선된 주유동 모델식을 이용 한 계산값과 다른 모델식의 계산값과 비교 검토하여 그 타당성을 조사하고, 또 만곡와 의 현상이 나타나는 Series 60(C$_{B}$=0.6)인 선형 선미 주위의 주유속 분포를 위치 별로 계산하고 이를 다른 계산결과 및 실험결과 값과 각각 비교하여, 여기서 제안된 모델이 더욱 개선되었음을 보이고, 또 그 타당성을 검토하였다.다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제27권4호
• /
• pp.491-502
• /
• 1995

핵연료집합체 부수로 유동장에 대한 상세한 정보에 기초해 교차류를 정확히 예측하는 것은 핵연료의 성능을 해석하는데 중요한 요소이다. 본 연구에서는 저-Reynolds 수 k-$\varepsilon$ 난류모형을 채택하여 인접한 두 부수로 사이에 발생하는 교차류를 해석하였다 또한, 2차유동을 정확히 모사하기 위해서 비등방성 대수응력모형을 사용하였다. 이상의 난류 모형은 유한요소법을 통해 해석되었으며 가용한 실험자료와 비교하여 검증하였다. 그리고, 부수로 유동장에 대한 수치해석 결과를 이용하여 횡방향 합력손실계수의 상관식을 구성하였다. 상관식은 교차류를 제공하는 부수로의 축방향 속도에 대한 교차류의 속도비, 제공받는 부수로의 Reynolds 수 그리고 Pitch-to-diameter의 함수로 구성되었다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.104-117
• /
• 1991

자유표면을 가지는 유체에서 물체가 운동을 하게되면 물체와 자유표면의 교차점 주위에서 유제유동이 매우 급격해진다. 이 유동현상은 부유체의 운동에 따르는 유체유동, 탱크내에서의 슬로싱, 조파기 문제, 물체의 입수등 여러문제에서 발생된다. 이 유동은 교차점 주위에서 특이성을 가진다고 알려져 있었으나 Roberts(1987)는 물체의 운동이 충격운동이 아닐 경우에는 특이성이 존재하지 않는다는 것을 밝혔다. 본 논문에서는 표면장력을 고려하여 물체의 운동이 충격운동인 경우에도 특이성을 가지지 않는 해석해를 구하였고, 해의 특성을 조사하여 진동현상에 대한 임계치를 구하여 교차점에서 떨어진 거리가 이 임계치보다 작은 곳에서는 진동현상이 존재하지 않는다는 것을 밝혔다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제31권4호
• /
• pp.363-373
• /
• 1998

본 논문에서는 다공성 매질의 투수계수장이 비정체형인 경우 대수투수계수 및 수두와 속도의 교차공분산을 통하여 불규칙한 유동장을 규명하였으며, 포화대수층 내의 속도 및 수도 분포는 유입이 없는 2차원, 정상 유동문제를 추계학적으로 해석하여 구하였다. 이들 교차공분산들은 준 해석적 형태로 나타낼 수 있으며 비정체형 투수장과 수두의 평균 기울기를 나타내는 매개변수들로 표현된다. 투수계수의 상관 함수가 가우스 분포를 가지고 그 경향이 평균 수두 기울기와 평행한 경우와 수직인 두 특수한 경우의 교차공분산을 평균 유동 방향과 같은 방향이거나 수직 방향에 관하여 해석하였다. 이 교차공분산들은 투수계수장이 비정체형인 경우에 물질 이동의 예측 및 현장에서 측정시 conditioning에 유효하게 쓰일 수 있고 비정체형 수치해석 프로그램의 검증에도 활용할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.17-25
• /
• 2006

본 연구에서는 2차원 비정렬 중첩격자계를 이용한 서로 겹쳐진 물체간의 상대운동 해석기법을 개발하였다. 물체들이 교차되는 교차점에서 가장 가까운 거리에 있는 각 격자계의 물체 경계면에 위치한 격자점들을 교차점으로 이동시키고, 이 교차점을 기준으로 계산영역에 포함되는 격자와 계산에서 제외되는 격자가 구분되도록 하였다. 비정상 유동의 계산을 위해 계산에서 제외되는 비활성 격자점에 적절한 유동값을 부여하여, 상대운동이 진행됨에 따라 새롭게 활성 격자점으로 분류될 때 이전 시간에서의 유동값으로 이용될 수 있도록 하였다. 해석기법의 검증을 위해 단순플랩의 진동에 따른 에어포일 주위의 유동을 해석하여 타 연구자의 해석결과와 비교하였고, NACA0012 에어포일의 내부에서 사출되는 발사체의 운동에 대하여 해석을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.8-23
• /
• 1997

스탠포드 대학의 expansion tube 장치를 이용한 램 가속기의 유동장의 실험적 연구와 비교를 위하여 정상 및 비정상 상태의 수치모사를 수행하였다. 수소/공기 연소에 대하여 9 화학종 19 반응 단계를 가지는 Jachimowski의 화학반응 모델을 이용하여 화학 반응 유동에 대한 Navier-Stokes 방정식을 시간 정확도를 가지는 완전 내재적수치 기법을 이용하여 해석하였다. 정상 상태 가정을 이용한 수치해석은 $2H_2$＋$O_2$＋$17N_2$에 대하여 쉴리렌 및 OH PLIF 을 이용하여 실험적으로 얻어진 영상과 부합하는 좋은 결과를 보였으나 $2H_2$＋$O_2$＋$12N_2$ 혼합기에 대해서는 충격파 교차점 후방의 연소 영역을 모사하지 못하였다. 따라서 이 경우에 대하여 비정상 수치 모사를 수행하였으며 자세한 유동 안정화 과정을 보여 주었다. 비정상 수치 모사의 결과로부터 실험적으로 얻어진 영상은 유동 안정화 단계의 일시적 상태의 결과로 보인다. 충격파 교차점 후방의 연소 영역은 유동이 안정화되는 초기 단계에 존재하는 강한 경사 충격파가 교차하여 발생하는 수직 폭굉파의 결과이다. 최종 단계에서 충격파 교차점 이후의 연소 영역은 사라지며 정상 상태의 결과가 얻어진다. 램 가속기 모델 내부의 화학반응 유동이 안정화되는데 필요한 시간은 실험적인 시험 시간과 비교하여 매우 긴 것으로 보인다.

• 물과 미래
• /
• 제29권5호
• /
• pp.215-222
• /
• 1996

본 논문에서는 다공성 매질의 특수율이 비정체형인 경우 대수투수계수-수두 교차공분산에 관한 식을 유도하였으며, 이 교차공분산은 수두분포로부터 특수장의 통계학적 특성을 유추하는데(inverse problem) 매우 중요한 역할을 담당한다. 비정체형 대수투수계수는 일정한 선형경향과 정체형인 미소 변동의 합으로 구성되었으며, 2차원 포화대수층에서 정상 유동문제를 추계학적으로 해석하여 수두분포를 얻었고 이로부터 교차공분산을 유도하였다. 투수계수의 상관함수가 가우스분포를 가지고 그 경향이 수두 경사와 평행이거나 직교하는 두 가지 경우에 대하여 교차공분산을 살펴 본 결과, 투수장의 경향이 주 흐름방향과 평행한 경우 흐름방향 쪽만 제외하고는 정체형임이 밝혀졌다. 또한, 흐름방향과 직교하는 쪽으로의 교차공분산은 정체형 모델 결과와 달리 영이 아님를 알 수 있었다. 따라서 지하수 유동이나 오염물질 확산문제를 다룰 경우, 투수계수장에 어떤 경향이 존재한다고 의심될 때에는 반드시 그 경향을 해석과정에 포함시켜야 한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제28권12호
• /
• pp.1549-1556
• /
• 2004

We have deigned, fabricated and compared four different types of static chaos microfluid mixers, including the mixers using straight channel flow, microblock-induced alternating whirl flow, microchannel-induced lamination flow, and combined alternating whirl-lamination flow. Among them, the alternating whirl-lamination (AWL-type) mixer, composed of 3-D rotationally arranged microblocks and dividing microchannels fabricated by conventional planar lithography process, is effective to reduce the mixing length over wide flow rate ranges. We characterize the performance of the fabricated mixers, through the flow visualization technique using phenolphthalein solution. We verify that the AWL-type microfluid mixer shows the shortest fluid mixing length of 2.8mm∼5.8mm for the flow rate range of Re=0.26∼26 with the pressure drop lower than 5kPa. Compared to the previous mixers, requiring the mixing lengths of 7∼17mm, the AWL-type microfluid mixer results in the 60% reduction of the mixing lengths. Due to the reduced mixing lengths within reasonable pressure drop ranges, the present micromixers have potentials for use in the miniaturized Micro-Total-Analysis-Systems($\mu$TAS).

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.111-115
• /
• 1997

파쇄매질에서 불규칙한 양상의 유체유동과 용질이동의 모의를 위하여 연속체 모델을 대체하는 분리단열망 모델의 이용이 확산되고 있다. 분리단열망 모델은 단열내 유량이 단열 간극의 삼승에 비례한다는 삼승법칙과 매질이 이러한 단열의 통계적 조합으로 구성된다는 가정에 바탕을 두고 있다. 본 연구는 단열교차점에서 삼승법칙의 유효성이 유지될 수 있는가를 평가하기 위하여 경계좌표계 변환법을 이용하여 단열간 교차각과 단열에서 유량분포의 관계를 분석하였다. 단열 교차각의 변화에 따른 유선의 분포에 대한 분석을 통하여 단열의 기하학적 형태가 단열의 유량분포에 영향을 미침을 확인하였다. 따라서, 삼승법칙에 대한 엄밀한 수치적 실험적 검증이 필요하다.