Finite-difference analysis was conducted to study the natural convection of a stably stratified salt-water solution in an annulus due to lateral heating. The main purpose of this study is to examine in detail the multi-layered flow structure. Calculation was thus made for R $a_{\eta}$=2*10$^{5}$ and 6.5*10$^{5}$ . Formation of layered flow structure, merging process of layers, the corresponding temperature and concentration distributions, Nusselt number variations with time are examined. Numerical results show that in each layer, the temperature profile looks 'S`-shaped and the concentration profile is uniform due to the convective mixing. The formation of the roll and the layer is governed by natural convection due to the temperature gradient and the merging process of the layer by diffusion of the concentration.ation.
The primary objective of the paper is to obtain the basic information of the natural convection of a stratified with various parametric conditions related to rotating speed, temperature and concentration gradient. For the purpose of it, experiments are performed in a stably stratified salt-water solution with lateral heating in a stationary or rotating annulus. The experiment covers the ranges of Ar=2, Le=100, R $a_{\ta}$=2 10$^{5}$ and Ta=0, 10$^{5}$ - 2.5*10$^{8}$ . Many interesting flow phenomena are observed and rotation effects are examined. Particularly as Taylor number increases (rotation increases) at a given R $a_{\ta}$, the generation of rolls at hot wall is inhibited and the formation and merging process of layers are delayed.
Numerical investigation is made to study the effects of thermosolutal convection on the formation of macrosegregation in a Pb-Sn alloy solidification process in a two dimensional confined rectangluar mold. The basic equations are sovled using the Contrinum Model theory with the SIMPE algorithm during the solidification process. In addition, to track the liquid-solid interface with time variations, the moving boundary condition was adopted and moving irregular interface shapes were treated with the time-dependent, boundary-fitted coordinate system. As the temperature reduces from the liquidus to the solidus, the liquid concentration of Sn, the lighter constituent, increases. Then the buoyancy-driven flow due to temperature and liquid composition gradients occurs in the mushy region and forms the complicated macrosegregation maps. belated to this phenomena, effects on the macrosegregation formation depending on the cooling condition and gravity values are examined.
고분자전해질막 연료전지의 반응물인 수소와 산소는 기체 상태이므로, 반응물이 원활히 전달될수록 작동 전압의 손실을 줄일 수 있다. 높은 전류밀도 영역에서 산소 물질 전달이 전압 손실을 좌우하므로, 환원극 유로의 형상 변경에 대한 연구들이 진행되어 왔다. 환원극 유로 형상 중에서 유로를 막는 블록은 반응물을 다공성 매질인 기체확산층으로 강제 대류 하도록 사용되었다. 본 연구에서는 간단한 단 채널의 연료전지 모델에 블록을 배치하였다. 전산 유체역학을 사용하였고, 공기 공급 유량을 달리하였을 때 블록으로 인한 강제 대류 효과가 전압-전류 곡선과 국부 전류 밀도에 대한 영향을 연구하였다. 기체확산층으로의 강제 대류 현상을 통하여 적은 공기 공급 유량으로도 높은 전류 밀도를 얻을 수 있었다. 다수의 블록을 직렬로 배치한 경우에 1개의 블록만 배치한 것보다 강제 대류 효과를 증가시켜 높은 전류밀도를 얻을 수 있었다.
저수지에서 잠재적 대규모 조류발생을 감소시키기 위하여 인공적 성층파괴 장치가 2006년 용담댐에 설치되었다. 본 연구는 저수지에서 여름철 발생하는 성층파괴에 대한 대류순환식 폭기장치의 효과를 검토하기 위해 수행되었다. 성층파괴 장치의 성능을 분석하기 위하여 반경 25m, 높이 45m의 실린더 용기에 34.6만개의 격자로 구성된 CFD모형을 적용하였다. 적용결과, 사면체 격자는 온도와 유속에서 실측자료와 밀접하게 일치하였다. 이와 같은 결과는 난류확산항이 제거되었을때 보다 태양광 열전도를 고려한 경우가 보다 좋은 결과를 보였다. 결과적으로 성층파괴 장치의 지속적인 운영은 인공적 외부력을 통하여 성층화된 수체를 혼합시키는데 유용할 것으로 나타났으나 현재 설치되어 있는 장비로는 크기나 숫자에서 충분하지 못해 원래 목적을 달성하기에는 부족한 것으로 나타났다.
Bicarbonate 완충용액에서 Co-RDE를 이용하여 RDE 회전속도와 완충용액 속의 염화이온이 Co의 부식과 부동화에 미치는 영향을 연구하였다. Co-RDE의 회전속도가 부식에 미치는 영향은 Levich 식과 일치하였으며 부동화 막을 파괴하는데 염화이온의 효과가 큼을 알 수 있었다. 혼합 전위 이론을 사용하여 대류확산 조건에서 회전속도의 증가에 따라 부식전위가 양의 방향으로 증가하는 모형을 발견하였다. Tafel 영역에서 Co의 용해반응과 수소가 발생하는 환원반응은 전하이동과 물질이동을 이용하여 설명할 수 있었다.
화염스트레치와 확산선호도가 예혼합화염에 미치는 영향을 몇가지 모델에 대해 현상적으로 고 찰하였다. 즉, 정상상태의 구형화염, 구형으로 전파되는 화염, 균일유동장내의 곡면화염, 일차원 평면화염, 그리고 확대유동장내에서 스트레치된 평면화염등을 고찰하였으며, 이 해석의 결과는 화염면의 면적 변화율로 정의된 화염스트레치의 제인자들 즉, 비균일 접선속도장과 전파화염의 곡률에 의한 영향들이 공통적 특성을 나타냄을 보여주고 있다. 화염스트레치와 확산선호도가 화염전파속도에 미치는 복합효과는 세가지로 나타나는데 이는 화염온도의 변화에 따른 화학반 응강도의 변동, 열 및 물질확산의 강도차이, 그리고 대류 및 확산전달의 방향의 상이함에 기인 한다.
점착성 부유사 농도분포는 해수유동과 물질 확산에 의해서 결정되며 지배방정식으로는 2차원 수심적분된 Reynolds운동방정식, 연속방정식과 Fick의 확산법칙에 근거를 둔 대류-확산방정식이 사용되었다. 해수유동과 점성퇴적물 확산인 두개의 모형은 유한차분법을 이용하였고 유동모형은 양해법, 확산모형은 다증법을 사용하여 부유사 이동의 현상을 파악하였다. 해수유동방정식의 적용시 이송항의 포함여부에 대해서 조사하였으며 물질확산 방정식에 대해서는 한계전단응력값의 변화가 부유사농도에 영향을 주는가에 대해서 비교하였다.
브로민화 수은(I)(Hg2Br2) 자체 확산 물리적 증착법 공정에서 자체 확산 전달현상 연구에서 얻어진 결론은 10-3g0 ≤ g ≤ 1g0 영역에서는 열 대류현상이 지배적이며, g = 10-4g0 영역에서는 대류에서 확산영역으로 전이되는 영역이며, 10-6g0 ≤ g ≤ 10-5g0 영역에서는 확산모드가 지배적이다. Hg2Br2의 총 몰플럭스는 중력가속도의 레벌(level)이 1/10 크기로 감소함에 따라 기하급수적으로 감소함을 나타내고 있다는 것이다. 10℃ ≤ ΔT ≤ 50℃의 온도차 범위에서는 온도차(ΔT)와 Hg2Br2의 총 몰플럭스에 대한 관계식은 선형적으로 직선적 비례관계성을 보여주고 있다.
전기장이 충전층내 거대 이온성분자체의 분리를 위한 이론적 인 모델이 수행되었다 충전층내 여과재에서 전기적인 대류속도의 효과는 분자량이 큰 이온성 물질을 분리하기 위해서는 효과적이다. 이유는 전기장하에 거대이온성 분자체는 전기의 방향으로 빠르게 이온성분자체가 곧게 뻗는 현상때문이다. 이러한 분자체의 거동현상은 여과재내에 대류속도가 전기힘과 분자크기에 따라 대류속도가 다르기 나타나기 때문에 이들에 대한 연구는 충전층내에서 분자체를 분리하는데 도움이 된다 본 논문에서 여과재시스템내에서 이론분리는 확산에 대한 대류속도의 비$(Pe_t/Pe_g)$를 이용하여 예측하였으며 본 논문에서 얻어진 결과는 여과시스템을 설계하고 응용하는데 유효하게 적용될 것이며 이론적인 근거는 연산자 이론과 Reptation이론이 적용되였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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