• Journal of the Korean Society of Mechanical Technology
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• v.13 no.4
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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.

• Journal of Power System Engineering
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• v.16 no.1
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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.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.6 no.1
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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.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.2 no.2
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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.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.9
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• pp.3808-3814
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• 2011

The prediction of heat transfer and pressure drops in the exchanger passages is a clue to the problem of heat exchanger design. In order to make such predictions for non-Newtonian fluids, it is necessary to know the relation between the viscous properties of the fluid and the wall shear rate in the duct. This study deals with the limits of validity of the power law equation. The useful methodology of the present research involves a consideration of a more general equation which has power law and Newtonian behavior as asymptotes. It isconcluded that use of the power law equation outside of its applicability range can lead to serious errors inpredicting the heat transfer and pressure drops. The present computational results of the friction factors times Reynolds number for shear-thinning fluid flows in a triangular duct are compared with previous published results, showing agreement with 0.13 % in Newtonian region and 2.85 % in power law region. These shear-thinning fluid results also showed the 12% increase of convective heat transfer enhancement compared with Newtonian heat transfer.

• Proceedings of the Korean Society of Rheology Conference
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• 2000.11a
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• pp.52-55
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• 2000

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.16 no.1
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• pp.69-76
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• 2003

Low-tension cables have been increasingly used in recent years due to deep-sea developments and the advent of synthetic cables. In the case of low-tension cables, large displacements may happen due to relatively small restoring forces of tension and thus the effects of fluid and geometric non-linearities and bending stiffness. A Fortran program is developed by employing a finite difference method. In the algorithm, an implicit time integration and Newton-Raphson iteration are adopted. For the calculation of huge size of matrices, block tri-diagonal matrix method is applied, which is much faster than the well-known Gauss-Jordan method in two point boundary value problems. Some case studies are carried out and the results of numerical simulations are compared with a in-house program of WHOI Cable with good agreements.

• Membrane Journal
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• v.7 no.3
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• pp.142-149
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• 1997

The extended analysis on the diverging flow through asymmetric membrane pores has been performed in this study. Afore rigorous equations of velocity profile relevant to the divergent slit and cone shaped channels, which are widely used as a general pore model, have been obtained by employing a creeping flow approach of Newtonian fluids. As a degree of asymmetry (i.e., diverging angle) is increased, the predicted flow function shifts Toward the center region due to the incorporated wall effect, so that the overall velocity profile becomes decreased. It is true, as expected, that when the divergent channel is in the low diverging angle limit, the channel flow results in the Poiseuillean fashion by utilizing a lubrication approximation. The flow rate equation of each type of channel has been developed from the combined solution of velocity profile and pressure fields. The effect of diverging flow on the flow rate enhancement has been remarkably predicted, in which the flow rate increases with the increase of pore asymmetry. The advantage of our theoretical results lies in the analytical expression for the diverging flow behavior through pore channels as well as its ability to play a fundamental role on the related membrane filtrations such as microfiltration and ultrafiltration.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.3 no.4
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• pp.251-256
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• 2002

The average diffusion time of a polyacrylamide solution was determined by measuring the terminal velocities of the falling balls. The diffusion time increased as the polyacrylamide concentration increased. The PIV (Particle Image Velocimetry) system was employed to visualize the flow phenomena around balls. For a time interval of 30 seconds in the 2000 wppm, velocity vectors were larger than in case of 0 seconds, 40 seconds and 50 seconds in the falling ball. However, in the Newtonian fluid, flow vsualization around balls were performed at both upstream and downstream of the falling ball.

• Tribology and Lubricants
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• v.28 no.2
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• pp.81-92
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• 2012

To product multi-grade oil like engine oil, a sort of mineral base oil is mixed with a fundamental additive liquid package and a polymer liquid as viscosity index improver in order to improve the lubricating property of oil. That is, engine oil is the mixture of more than two fluids. In this paper, it will be systematically organized the governing equation describing non-Newtonian thermo-hydrodynamic lubrication related with the mixture of incompressible fluids based on the principle of continuum mechanics. Then, in order to find how the thermal analysis effect on the bearing performance lubricated with the mixture of multi-fluids, it will be compared to the performances between the mixture of each liquid to be blended and multi-grade engine oil as a single fluid in a high speed journal bearing. It is found that, in the case of lower viscosity oil, the difference of pressure distribution between the above two cases turns out to be existed, even if the load capacity is same level.