• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.275-281
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• 2007

추진기관 노즐은 고온 고압의 연소가스를 화학에너지에서 운동에너지로 변환시켜 추력을 발생시킨다. 따라서 노즐 내부 벽면은 고온 고압의 연소가스에 노출되며, 특히 노즐 목에서는 최대 열하중을 받는 구간으로서 열구조적으로 안정성을 확보한 냉각 시스템 설계가 이루어져야 한다. 본 추진기관의 노즐은 수냉 방식으로서 열전달 효율을 높이기 위해 냉각 채널 구조로 되어 있다. 본 연구에서는 추진기관 노즐을 위한 냉각 채널 구조의 설계형상에 대해 개념 설계 및 유동 해석을 수행하고 공급압력 및 유량 변화에 따른 입/출구 사이의 압력 강하량을 예측하였다. 또한 압력 손실 및 설계 유량 공급을 위한 압력 조건에 대해서도 평가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.377-380
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• 2007

스월 난류연소기에서의 혼합기 유입온도와 스월세기에 따른 연소불안정 발생 메커니즘 알아보기 위하여 Large Eddy Simulation을 수행하였다. 스월각 45도 경우 연료공기 혼합기의 온도를 600K에서 660K으로 증가시켰을 경우 화염분기(Bifurcation)현상이 관찰되었고, 스월 강도가 변할 경우 온도와 관계없이 화염분기가 일어나거나 그렇지 않음을 확인하였다. 벽면근처의 혼합가스 유동속도와 화염속도간의 상관관계는 화염분기현상의 발생에 주요한 인자임을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제12권2호
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• pp.131-138
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• 2003

본 연구에서는 평판 경계층의 천이 영역에서 평균속도, 표면마찰계수, 간헐도 분포, 에너지 스펙트럼 등의 신뢰성 있는 실험 자료를 획득하였다. 실험 결과 천이가 진행됨에 따라 난류반점이 지배하는 영역이 벽면 근처에서 전 경계층으로 확산되었으며 이러한 현상의 결과로 속도 섭동량에서 비등방성이 크게 나타난다. 천이 이전영역에서는 에너지가 주로 저주파에 집중되어 있다가 천이를 거치면서 에너지가 고주파 성분으로 이동하였다 이는 두 가지 이상의 에너지 발생과 소멸 메커니즘이 천이영역에서 공존하고 있음을 의미한다. 따라서 천이영역에서의 유동장을 예측하기 위한 난류 계산 모형에서 비등방성과 서로 다른 메커니즘을 표현할 수 있기 위해서는 반드시 두 가지 이상의 척도를 표현할 수 있어야 한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.117-120
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• 2008

Numerical simulations and experiment of a hydrodynamic and thermally developed turbulent flow through square ducts (3.0 ${\times}$ 3.0 cm) with twisted tape inserts and with twisted tape inserts plus interrupted ribs are conducted to investigate regionally averaged heat transfer and friction factors. Turbulent swirl flows having Reynolds numbers ranging from 8,900 to 29,000, a rib height-to-channel hydraulic diameter(e/D$_h$) of 0.067, and a length-to-hydraulic diameter(L/D$_h$) of 30, are considered. The square ribs are arranged to follow the trace of the twisted tape and along the flow direction defined as axial interrupted ribs. The twisted tape has 0.1 mm thick carbon steel sheet with diameter of 2.8 cm, length of 90 cm, and 2.5 turns. Each wall is composed of isolated aluminum sections, and two cases of surface heating are set. The results show that uneven surface heating enhances the heat transfer coefficient over uniform heating conditions, and square ducts with twisted tape inserts plus interrupted ribs produces the best overall transfer performance.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권4호
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• pp.509-517
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• 1997

Results of flat plate compressible boundary layer calculation, based on discrete formulation of DSMC method, are presented in low Mach number and low Knudsen number range. The free stream is a uniform flow of pure nitrogen at various Mach numbers in low pressures (i.e. rarefied gas). Complete thermal accommodation and diffuse molecular reflections are used as the wall boundary condition, replacing unreal no-slip condition used in continuum calculations. In the discrete formulation of DSMC method, there is no need to use ad hoc assumptions on transport properties like viscosity and thermal conductivity, instead viscosity is calculated from values of other field variables (velocity and shear stress). Also the results are compared with existing self-similar continuum solutions. In all Mach number cases computed, velocity slip is most pronounced in regions near the leading edge where continuum formulation renders the solution singular. As the boundary layer develops further downstream, velocity slips asymptote to values that are between 10 to 20% of the magnitude of free stream velocity. When the free stream number density is reduced, so the gas more rarefied, the velocity slip increases as expected.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권1호
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• pp.70-77
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• 2009

In this study, time-dependent numerical analysis was carried out to investigate the plasma jet impingement on a flat plate, and a compressible form of two-dimensional inviscid gas dynamics equations were solved using the flux corrected transport algorithm. The mathematical modeling of Joule heating in the polycarbonate capillary bore and the mass ablation from the bore wall was incorporated in the numerical analysis and the series of computation was performed for three cases depending on the distance of the opposing plate from the capillary exit. The computational results reveal that the presence of the opposing plate does not affect the flow conditions inside the capillary when compared to the case of open-air plasma discharge. In the exterior region, the flow structure shows the typical supersonic underexpanded jet which consists of the strong Mach disk in front of the opposing plate and the barrel shock at the side of the jet. It is found that the shock evolution becomes more quasi-steady when the plate distance decreases. Also, the effects of the distance between the capillary bore exit and the opposing plate on the flow conditions along the opposing plate are investigated and the pressure variation on the plate shows more complicated interaction between the plasma discharge and the opposing plate when the location of plate becomes closer to the capillary exit.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권9호
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• pp.1272-1280
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• 2001

An experimental study has been conducted to elucidate the resonance of natural convection in a side-heated square enclosure having a mechanically oscillating bottom wall. Under consideration is the impact of the imposed oscillating frequency, amplitude and the system Rayleigh number on the fluctuation of air temperatures. The experimental results show that the magnitude of the fluctuation of air temperature is substantially augmented at a specific forcing frequency of the oscillating bottom wall. The resonant frequency is increased with the increase of the Rayleigh number and it is little affected by the amplitude of the oscillating wall. It is also found that the resonant frequency is relevant to the Brunt- V$\"{a}$iS$\"{a}$l$\"{a}$ frequency which represents the stratification degree of the system.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.747-752
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• 2003

Many clinical studies have suggested that the blood flow in ideal geometry is involved in the development of atherosclerosis. This study simulated blood flow in the abdominal artery with real geometry to investigate MWSS(mean wall shear stress), AWSS(amplitude of wall shear stress) and OSI(oscillator shear index). The calculation grid for the real geometry was constructed by extracting the surface of arterial wall from CT(Computed Tomography) or MRI(Magnetic Resonance Imaging) sheets called as DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicines). The calculated MWSS, AWSS and OSI are much different from those of ideal geometry calculation. The MWSS increased while the AWSS decreased. Many shear forces are related to shapes of gradient. This paper will give clinical datum where the MWSS, AWSS and OSI are strong or weak. The hemodynamic analysis based on real geometry can provide surgeons with more reliable information about the effect of blood flow.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.66-72
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• 2003

우주발사체의 2단용 엔진으로 10톤급 케로신 액체로켓엔진에 대한 냉각 기구로서, 재생냉각과 막냉각을 고려한 냉각특성에 대한 해석전 연구를 수행하였다. 연소기 내에서 연소 가스의 유동이 축방향으로 층류화되어 있다는 개념하에, 엔진 단면을 서로 독립적인 중심부와 외곽부로 나누며, 외곽부에는 여분의 연료를 분무시킴으로써 연소가스 온도를 낮추어 냉각채널로 전달되는 열유속량과 벽면 온도를 감소시킬 수 있었으며, 엔진의 열적 안정성을 향상시킬 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.75.2-75.2
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• 2011

고온고압에서 운전되는 IGCC용 분류층 석탄가스화기는 석탄에 포함된 회 성분을 대부분 용융 슬래그 형태로 가스화기 벽을 타고 흘러내리게 하여 가스화기 하부로 배출시킨다. 이러한 용융 슬래그를 원활하게 배출시키는 것은 가스화기의 안정적인 운전에 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 슬래그 층 내의 물질수지, 운동량 및 에너지 보존을 고려하여 석탄가스화기내의 슬래그 거동을 해석할 수 있는 모델 식을 유도하였다. 유도된 슬래그 거동 모델 식들을 적용하고 가스화기의 형상을 고려하여 가스화기 내부에서의 슬래그 거동을 해석하였다. 또한 슬래그 물성치들인 슬래그 점도, 슬래그 비열, 슬래그 밀도, 슬래그 열전달 계수 등을 슬래그의 조성 변화에 따라 별도로 산정하여 슬래그 해석의 입력 데이터로 사용하였다. 슬래그에 첨가되는 석회석의 비율을 해석의 주요 변수로 사용하여 가스화기 하부에서 용융 슬래그 및 고체 슬래그 두께, 용융 슬래그 층 내부에서의 슬래그 점도분포 및 슬래그 속도분포 등 슬래그 거동의 주요 특성들을 예측하였다. 해석결과로 석탄에 석회석의 첨가량을 증가시키면 슬래그의 임계점도온도(temperature of critical viscosity)와 점도가 낮아지므로 가스화기 벽면에서의 용융 슬래그의 유동속도는 빨라지며, 고체 슬래그와 용융 슬래그의 두께가 감소하는 것을 정량적으로 확인할 수 있었다.