• 한국기계기술학회지
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• 제13권4호
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• pp.23-30
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• 2011

본 연구는 산업용 열교환기 및 상용 파이프의 최적 설계를 위하여 열교환기 내의 사각형 단면 파이프의 shear-thickening 비뉴톤 유체의 압력강하 및 대류 열전달률을 수치해석적으로 수행하였다. shear-thickening 유체의 구성 방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 확장 멱법칙 모델을 채택하였다. 파이프 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 확장 레이놀즈 수의 곱은 기존 연구의 비교자료와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.018% 및 0.06% 내에서 일치함을 보였고, 대류 열전달률을 의미하는 뉴셀트 수는 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.025% 및 0.14% 내에서 일치함을 보였다. 비뉴톤 확장 멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 shear-thickening 유체를 열교환기 또는 상용파이프 내의 사각형 단면 파이프 내에서 사용하면 유동지수(n)에 따라서 뉴톤 유체보다 최대 160%의 압력강하를 증가시켰고 최대 14%의 대류 열전달 감소를 발생시킬 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권1호
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• pp.51-57
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• 2012

본 연구는 컴팩트한 열교환기의 설계를 위하여 열교환기 내의 원형 단면 도관의 유변 유체의 압력 강하 및 대류 열전달률을 수치해석적으로 수행하였다. 유변 유체의 구성방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 수정 멱법칙 모델을 채택하였다. 도관 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 수정 레이놀즈 수의 곱은 기존 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 유변 멱법칙 영역에서 각각 0.01% 및 0.004% 내에서 일치함을 보였고 유변 수정멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 유변 유체를 열교환기 내의 원형 단면 도관 내에서 사용하면 뉴톤 유체보다 최대 58%의 압력강하를 감소시켰고 최대 9%의 대류 열전달 증가을 발생시킬 수 있었다.

• 유변학
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• 제6권1호
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• pp.41-48
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• 1994

비뉴톤 유체내에서 이동하는 섬유들과 대분자들은 경우에 따라 일정한 길이와 직경 을 갖는 원통형 물체로 간주될 수 있으므로 유체내에서 이들의 운동을 효과적으로 제어하기 위해서는 비뉴톤 유체내에서 이동하는 원통형 물체들의 길이비와 직경비에 의한 항력계수의 영향을 조사할 필요가 있다. 이러한 사실에 근거하여 원통형 물체의 길이비와 직경비 변화 가 물체의 항력계수비와 직경비를 기준으로한 항력계수비들은 작업유체로 사용된 일반화된 뉴톤 유체와 점탄성유체내에서 이동하는 원통형 물체들의 길이비와 직경비가 증가함에 따라 감소했다. 원통형 물체의 직경비가 0.007에서 0.029까지 변하고 길이비가 10에서 130까지 변 하는 경우 점탄성용액내에서의 항력계수비의 감소율은 일반화된 뉴톤 유체내에서의 항력감 소비의 감소율 보다 10배 내지 30배까지 더컸다. 또한 모든 작업유체에서 원통형 물체들의 항력계수비들은 Reynolds수가 증가함에 따라 감소됐다.

• 유변학
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• 제2권2호
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• pp.35-44
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• 1990

자유표면 유동을 수반하여 복잡한 구조를 지나는 유동문제를 수치모사할 수 있는 삼차원 유한요소법코드를 개발하였다. 정사각관을 대상으로 하는 삼차원 압출팽창 문제를 등온 뉴톤 유동뿐만아니라 비뉴톤유동 및 비등온 유동문제의 경우까지 다룰수 있도록 확장 하여 수치모사하였다. 삼차원 유한요소법 알고리듬에 pathline approach 방법과 사상방법을 적용시켜 등온 뉴톤 유체의 미동흐름에 대하여 압출 팽창문제를 푼 결과 팽창비가 대칭면에 서 최대 21.0%관의 모서리 부분에서 최소 4.1%로 나타났다 전단박화현상이 있는 비뉴톤 유 동의 경우 뉴톤유동에 비해 팽창이 작게 일어났고 비등온 유동의 경우 관벽온도가 낮은 쪽 이 높은 쪽에 비해 팽창이 크게 일어남을 알수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.3808-3814
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• 2011

본 연구는 열교환기의 효율적인 설계를 위하여 열교환기 내의 삼각형 단면 덕트의 비뉴톤 유체의 압력강하 및 대류 열전달률 수치해석적으로 수행하였다. 비뉴톤 유체의 구성방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 수정 멱법칙 모델을 채택하였다. 덕트 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 수정 레이놀즈 수의 곱은 기존 연구의 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 비뉴톤 멱법칙 영역에서 각각 0.13% 및 2.85% 내에서 일치함을 보였고 비뉴톤 수정멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 Shear-Thinning 유체를 열교환기 내의 삼각형 단면 덕트 내에서 사용하면 뉴톤 유체보다 62%의 압력강하를 감소시켰고 12%의 대류 열전달 향상을 발생시킬 수 있었다.

• 한국유변학회:학술대회논문집
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• 한국유변학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.52-55
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• 2000

• 유변학
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• 제8권1호
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• pp.49-57
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• 1996

단섬유 강화복합재료의 가공공정에 있어서 유동 중에 일어나는 섬유 배향상태를 정 확히 예측하고 제어하는 일은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 섬유현탁액의 거동을 살펴보 기 위하여 뉴톤유체를 매질로하는 섬유현탁액을 대상으로 하여 유변학적 해석을 하였다. 이 를 위해 섬유간 상호계수는 섬유배향상태의 함수의 섬유간 평균거리를 이용하여 계산하였는 데, 섬유간 평균거리는 변형된 Doi-Edwards의 방법을 이용하였다. 축대칭 압출팽창 문제를 예로 수치모사를 하여 본 저자들이 앞서 행한 결과와 비교하였다. 유동장을 축대칭 이차원 으로 하고 섬유배향을 삼차원 모두 고려하여 구한 수치모사의 결과는 실험과 잘 일치하였 다. 진한 섬유현탁액의 경우 섬유간 상호계수는 중요한 인자로서 이것을 섬유 배향상태에 의존하는데 이섬유간 상호계수를 섬유간 거리와 섬유배향상태의 함수로 나타내는 방법을 사 용하여 보다 실제적인 해석을 할수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권11호
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• pp.3084-3090
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• 1994

A new flow model is developed for the analysis of compression molding of sheet molding compounds(SMC) and penalty finite element formulation is presented to predict flow front progressions more accurately. In this model SMC is assumed nonisothermal fluid, which has different viscosities in extension and in shear. The flow is allowed to slip at the mold and is resisted by friction force which is proportional to the relative velocity at mold surface. For the verification of the model, the press force and flow patterns are compared with those of experiments and available results by other works in this field. It is also demonstrated, using the computational procedure described and the proposed model, that optimal initial charge shapes for the filling can be effectively computed.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권10호
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• pp.2533-2542
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• 1994

This paper suggests a simple approach to determining the screw characteristics for a three0dimensional flow in a channel with a finite aspect ratio(ratio of a width to a depth, W/H) by introducing a Total Shape Factor($F_t$) to correct a two-dimensional flow analysis for a channel with an infinite aspect ratio. In the present study, the Total Shape Factor($F_t$) was defined as a ratio of a net flow rate obtained by the three-dimensional analysis to that by the two-dimensional analysis. In the proposed approach, the quantity, $ \frac{{\partial}F_t}{\partial(H/W)}$ turns out to be almost constant and to play an important role in understanding the effects of the flights. Therefore, $ \frac{{\partial}F_t}{\partial(H/W)}$ are extensively reported in this paper in terms of several dimensionless parameters. This simple approach with such database will be very useful for extruder designers to predict the screw characteristics.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.640-644
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• 1997

석탄의 종류와 농도 및 CWM의 유동성을 증가시키기 위해 첨가되는 계면활성제와 전해질이 CWM의 유동특성에 미치는 영향을 조사하였다. 탄종에 따른 CWM의 점도는 O/C 비가 높을 수록 높게 나타났다. 또한 CWM은 항복응력을 갖는 비뉴톤유체의 특성을 나타내며, 항복응력은 농도가 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. 첨가제로 사용된 계면활성제에 따른 CWM의 유동특성은 첨가되는 계면활성제의 농도에 관계없이 n<1인 pseudoplastic의 특성을 나타내었다. 또한 전해질의 투입량이 증가할수록 n은 1로 접근하여 CWM이 뉴톤유체에 접근하는 것으로 나타났으며, 전해질을 0.05wt.% 이상 첨가하였을 때는 항복응력이 나타나지 않았다.