• 한국자기학회지
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• 제13권3호
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• pp.127-132
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• 2003

자성유체의 자연대류는 부력 이외에 자기체적력이 존재하기 때문에 뉴턴유체와 다르다. 본 연구에서는 좌측 및 우측 벽면이 고온 및 저온으로 설정된 정방형 케비티 공간내에서 자성유체의 자연대류를 실험하였다 실험은 열전대에 의한 온도측정과 감온액정에 의한 가시화를 실시하였다. 그 결과 케비티 공간내 자성유체의 전열특성 및 외부에서 가하는 자장의 방향과 세기에 따라 자연대류가 제어됨을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권6호
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• pp.599-605
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• 2013

원심펌프 작동유체의 점도변화에 따른 성능특성을 실험적인 방법으로 연구하였다. 비교적 비속도가 낮은 소형 원심펌프에 뉴턴유체인 설탕수용액과 글리세린수용액을 사용하여 작동유체의 점도를 변화시켜 가며 펌프성능시험을 수행한 후 전양정, 축동력 및 펌프의 효율을 청수의 경우와 비교 분석하여 얻은 결과는 다음과 같았다. (1) 전양정은 작동유체의 점도를 변화시킬 경우 청수에 비해 점도가 높아짐에 따라서 차단점에서의 양정은 극히 적은 변화를 보였으나, 유량이 증가함에 따라 양정의 감소하는 폭이 크게 나타났다. 따라서 유량-양정곡선(H-Q 곡선)의 기울기가 급해짐을 알 수 있었다. (2) 축동력은 작동유체의 점도가 청수에 비해 클수록 증가하였으며 차단점에서는 소요동력이 열로 소산되어 차이가 거의 없었으나, 유량이 증가할수록 축동력의 증가하는 폭이 커짐을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권6호
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• pp.591-597
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• 2013

대부분의 비뉴턴 유체 모델의 경우 격자볼쯔만 법을 이용한 3차원 유동해석에 효율적으로 적용하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 이 연구에서는 이를 해결하기 위해 개발된 격자볼쯔만법 전용 비뉴턴 유체 모델인 Hydro-Kinetic 모델을 3차원 격자볼쯔만법 해석에 적용할 수 있도록 수정하고 이를 3차원 급축소 및 급확대 유동에 적용하여 얻은 결과를 통해서 강한 전단유동장에서 HK모델 유체의 거동을 분석하였다. HK모델은 변형률과 완화시간과의 관계를 나타낸 모델로 강한 전단유동장에서 국소적으로 큰 변형률이 발생하는 경우 완화시간이 급격하게 감소하여 해석이 불안정해지는 경향이 있어 격자볼쯔만법 해석안정성을 확보하기 위해서는 HK모델의 인수 ${\Gamma}$와 완화시간을 일정한 구간에서 변화하도록 제한 할 필요가 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.661-674
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• 2002

본 연구의 목적은 Navier-Stokes 유체의 최적 제어 문제의 해를 얻을 수 있는 효과적인 수치해석기법을 개발하고, 이를 물체의 항력(drag)을 최소화하는 문제에 적용하는데 있다. 본 연구는 항력을 줄인다는 산업적인 중요성과 함께 최적 제어를 위한 하나의 효과적인 최적화 기법의 모델을 제공하고 있다. 항력을 줄이기 위한 방법으로써 물체의 경계면에서 유체의 흡입(suction)과 방출(injection)이라는 기법을 사용하여 경계면에서 속도를 제어하였고, 목적함수로써 항력을 표현하기 위하여 에너지 소실의 변화율을 사용하였다. 컴퓨터 용량을 최소화하고 최적화에서의 해의 보장성과 경제성을 위하여, Navier-Stokes의 해석을 위하여 페널티 방법을 사용하였고 최적화 기법을 위해서는 SQP 방법을 사용하였다. 그리고 Navier-Stokes 유체는 대단히 비선형성을 나타내기 때문에 최적화를 수행하기에는 매우 힘들다. 이를 위하여 연속기법(continuation technique)을 사용하였다.

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.277-282
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• 2022

본 연구에서는 저가 재료인 전분과 물 기반의 현탁액을 이용하여 과속방지턱에 응용 가능한 스마트 소재를 개발하고 물성을 평가하였다. 유변물성측정기를 이용하여 전단율에 따른 점도 및 전단력을 측정하여 전분 농도별 전단농화 발생 현상을 확인하였다. 물체의 낙하 시험과 5-25 km/h의 주행 속도로 충격 후 진동을 측정한 자전거 주행 시험을 통해 거시적인 전단농화현상을 확인하였고, 과속방지턱의 적용 가능성을 확인하였다. 점도 측정 결과, 초기에 전단담화 구간에 이어 전단농화가 발생하였고, 전단농화 현상을 유발하는 임계 변형률은 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 전분 농도 증가에 따라 점도와 전단력이 크게 증가하였다. 낙하시험과 자전거 주행시험 결과 현탁액이 단시간에 고체 상태로 바뀌었고 충격 에너지가 유체에 흡수되었다. 유체의 농도와 가하는 충격(속도)이 증가할수록 전단농화현상이 쉽게 발생하였다. 최종적으로 물과 전분 기반의 비뉴턴 유체로 5-25 km/h 범위에서 구동하는 스마트 과속방지턱 재료의 개발을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.633-638
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• 2012

최대 액막 직경은 액적이 표면에 충돌한 이후에 최대로 퍼질 수 있는 정도를 의미하며, 분무기술과 관련된 다양한 응용분야에서 분무성능을 결정하는 중요한 인자 중의 하나이다. 본 연구에서는 고체표면에 충돌하는 뉴턴 액적에 대한 기존의 최대 액막 직경 모델들을 $4{\leq}Re{\leq}11700$, $23{\leq}We{\leq}786$, $37.9^{\circ}{\leq}{\theta}_s{\leq}107.1^{\circ}$ 범위에 해당하는 본 연구의 실험결과와 비교하여 검토하였다. 실험결과, 유체의 점도 및 충돌속도에 비하여 표면 젖음성이 최대 액막 직경에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 한편, 기존의 모델 중에서 Roisman (2009) 모델은 최대 액막 직경에 대한 실험데이터의 80%를 ${\pm}5%$ 이내로 예측함으로써 가장 우수한 예측성능을 보였다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제14권1호
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• pp.33-39
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• 2016

Radio-cephalic arteriovenous fistula(RC-AVF) is the most recommended operation of achieving access for hemodialysis. However, it has high rates of early failure depending on the many haemodynamic conditions. To increase RC-AVF patency rate, many researches were performed by in-vitro experiment via artificial vessel and blood analogue fluid, and there were conflicting opinions about whether the non-Newtonian properties of blood have an influence on the flow in large arteries. To investigate the influence of viscoelasticity of blood within the RC-AVF, we fabricated three dimensional artificial RC-AVF and two kinds of blood analogue fluid. The velocity field of two fluids within the vessel were measured by micro-particle velocimetry(m-PIV) and compared with each other. The velocity profiles of both fluids for systolic phase were matched well while those for diastolic phase did not correspond. Therefore, it is desired to use non-newtonian fluid for in-vitro experiment of RC-AVF.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권5호
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• pp.1717-1724
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• 1996

The present study investigates the effect of the shear rate-dependent thermal conductivity of non-Newtonian fluids on the heat transfer enhancement in a pipe flow. An axially-constant heat flux boundary condition was adopted in the thermal fully developed region. The present analytical results of Nusselt numbers for various non-Newtonian fluids show heat transfer enhancement over those of a shear rate-independent thermal conductivity fluids. The present analytical results showed good agreement with the previous experiments which excluded the temperature-dependent viscosity effect on heat transfer. This study also proposes the use of a shear rate-dependent thermal conductivity fluids in the design of a heat exchanger for heat transfer enhancement as well as reduction of fouling.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권6호
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• pp.113-131
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• 1998

The objective of the present study is to investigate the characteristics of the dividing flow in the laminar flow region. Using glycerine water solution(wt43%) for Newtonian fluid and the polymer of viscoelastic fluid(500wppm) for non-Newtonian fluid, this research investigates the flow state of the dividing tube in steady laminar flow region of the two dimensional dividing tube by measuring the effect of Reynolds number, dividing angle, and the flow rate ratio on the loss coefficient. In T- and Y-type tubes, the loss coefficients of the Newtonian fluid decreases in constant rate when the Reynolds number is below 100. The effect of the flow rate ratio on the loss coefficients is negligible. But when the Reynolds number is over 100, the loss coefficient with various flow rate ratios approach an asymptotic value. The loss coefficient of the non-Newtonian fluid for different the Reynolds number shows the similar tendency of the Newtonian fluid. And when the Reynolds number is over 300, the loss coefficient is approximately 1.03 regardless of flow rate ratio or the dividing angle. The aspect ratio does hardly influence the reattachment length and the loss coefficient of both Newtonian and non Newtonian fluid. The loss coefficient decreases as the Reynolds number increases. The loss coefficient of Newtonian fluid is larger than that of non-Newtonian fluid.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.89-95
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• 2012

본 연구에서는 부피가 다른 두 유체의 효과적인 유동제어를 위하여 Stokes 유동 방정식을 기반으로 설계된 미세채널을 제안한다. 부피가 다른 두 유체가 압력 구동에 의하여 주입구를 통과하는 과정에서, 두 유동이 동시에 만나 주어진 부피비를 유지하며 흘러나간 후에 일시에 끝날 수 있도록 주입구의 폭과 길이를 조절하였다. 디자인된 미세채널은 비압축성, 뉴턴 유체의 과도상태 유동에 대한 전산유체역학 모사를 수행하였다. 또한, 소프트리소그래피를 통해 미세유체칩을 제작하고, 압력 구동에 의한 부피가 다른 두 유체의 유동 특성을 평가하였다.