• 대한기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.644-653
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• 1991

A wave instability problem is formulated for natural convection flows adjacent to a inclined isothermal surface in pure water near the density extremum. It accounts for the nonparallelism of the basic flow and temperature fields. Numerical solutions of the hydrodynamic stability equations constitute a two-point boundary value problem which are accurately solved using a computer code COLSYS. Neutral stability results for Prandtl number of 11.6 are obtained for various angles of inclination of a surface in the range from-10 to 30 deg. The neutral stability curves are systematically shifted toward modified Grashof number G=0 as one proceeds from downward-facing inclined plate(.gamma.<0.deg.) to upward-facing inclined plate (.gamma.>0.deg.). Namely, an increase in the positive angle of inclination always cause the flows to be significantly more unstable. The present results are compared with the results for the parallel flow model. The nonparallel flow model has, in general, a higher critical Grashof number than does the parallel flow model. But the neutral stability curves retain their characteristic shapes.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.108-116
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• 2005

1계 미분항이 포함되는 미분방정식의 수치해를 구하고자 할 때 중앙차분을 사용한 유한차분법이나 Galerkin법을 사용한 유한요소법은 그 해가 매우 불안하여 요소분할을 세밀하게 하여야만 해를 얻을 수 있다. 이러한 해의 불안 정성이 일어나는 이유는 대류항의 크기가 커질수록 후류에서의 경계조건이 해의 급격한 변화를 요구하는데 수치해가 급격한 변화에 적응하지 못하기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 1970년대부터 upwind법이 개발되어 왔다. 본 논문은 1계 미분항이 표현되는 속도기전력이 발생하는 전자계 문제를 유한요소법을 이용하여 해석할 때 발생하는 해의 진동 문제를 해결하기 위해 Heinrich에 의해 제안된 upwind법을 적용하였다.

• 설비공학논문집
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• 제17권3호
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• pp.256-261
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• 2005

The objective of the present study is to study the Soret effect of both nanoparticles and solute on the convective instabilities in binary nanofluids. A new stability criterion is obtained based on the linear stability theory. The results show that the Soret effect of solute(${\psi}_{bf}$) makes the binary nanofluids unstable significantly and the convective motion in a binary nanofluid sets in easily as the ratio of Soret coefficient of nanofluid to that of binary basefluid ${\delta}_4$ increases for ${\delta}_4$ > -1. It is also found that as an increase of the volume fraction of nanoparticles, nanofluid becomes stable but at a separation ratio of ${\psi}=-0.3$ the state of fluid changes from stable to unstable.

• 한국추진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.33-45
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• 1997

자유제트를 제어하는 방법중 하나는 분사제트 주위에 형성되는 와류를 조절하는 것이다. 이를 위하여 제트노즐 주위에 환형관을 설치하여 환형관으로부터 2차제트를 분사 또는 흡입함으로써 제트주위에 형성되는 전단류를 변화시켰다. 2차제트를 분사하는 경우(R<1.0) 주제트 주위에 형성되는 와류의 발달을 억제함으로써 제트포텐셜코어의 길이가 아주 길어지는 제트유동을 얻을 수 있었고 흡입하는 경우에는(R>1.0) 제트주위의 전단류가 흡입비 R=1.3～l.65에서 대류불안정성에서 절대불안정성으로 바뀜으로써 형성된 와류가 하류에서 제트중심부까지 발전, 결합되는 것을 방지하여 더 긴 포텐셜코어와 중심에서 낮은 난류강도를 얻었다. 위의 결과는 환형관 주위에 부착한 깃의 높이 변화에 따라서 변화하였는데, 이것은 깃이 환형관을 통한 흡입유동의 유로역할을 함으로써 출구 주위의 유체가 직접흡입되는 것을 방지하기 때문이다. 분사제트 벡터링을 위하여 제트노즐 주위의 환형관을 이등분하여 한쪽으로만 흡입함으로써 제트주위에 다른 전단류를 형성함과 동시에 코안다(Goanda)효과를 이용하여 분사제트를 편향시켰다. 편향되는 정도 및 난류성분은 흡입속도비에 따라서 크게 바뀌었다. 실험은 속도분포와 난류강도 측정이 수행되었으며 가시화를 이용하여 유동특성을 관찰하였다.

• 설비공학논문집
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• 제8권3호
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• pp.437-450
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• 1996

A set of stability equations is formulated for natural convection flows adjacent to a vertical isothermal surface melting in cold pure water. It takes account of the nonparallelism of the base flows. The melting rate is regarded as a blowing velocity at the ice surface. The numerical solutions of the linear stability equations which constitute a two-point boundary value problem are accurately obtained for various values of the density extremum parameter $R=(T_m-T_{\infty})/(T_0-T_{\infty})$ in the range $0.3{\leq}R{\leq}0.6$, by using a computer code COLNEW. The blowing effects on the base flow becomes more significant as ambient temperature ($T_{\infty}$) increases to $T_{\infty}=10^{\circ}C$. The maximum decrease of heat transfer rate is about 6.4 percent. The stability results show that the melting at surface causes the critical Grashof number $G^*$ and the maximum frequency of disturbances to decrease. In comparision with the results for the conventional parallel flow model, the nonparallel flow model has a higher critical Grashof number but has lower amplification rates of disturbances than does the parallel flow model. The spatial amplification contours exhibit that the selective frequency $B_0$ of the nonparallel flow model is higher than that of the parallel flow model and that the effects of melting are rather small. The present study also indicates that the selective frequency $B_0$ can be easily predicted by the value of the frequency parameter $B^*$ at $G^*$, which comes from the neutral stability results of the nonparallel flow model.