• Title/Summary/Keyword: 분리 와류

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CHARACTERISTICS OF MATRICES IN THE P2P1 FINITE ELEMENT METHODS FOR SOLVING THE INCOMPRESSIBLE NAVIER-STOKES EQUATION (P2P1 유한요소를 이용한 비압축성 Navier-Stokes 방정식 해법들의 행렬 특성)

  • Cho, Myung-H.;Choi, Hyoung-G.;Yoo, Jung-Y.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2009.04a
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    • pp.245-251
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    • 2009
  • Numerical algorithms for solving the incompressible Navier-Stokes equations using P2P1 finite element are compared regarding the eigenvalues of matrices. P2P1 element allocates pressure at vertex nodes and velocity at both vertex and mid nodes. Therefore, compared to the P1P1 element, the number of pressure variables in the P2P1 element decreases to 1/4 in the case of two-dimensional problems and to 1/8 in the three-dimensional problems. Fully-implicit-integrated, semi-implicit- integrated and semi-segregated finite element formulations using P2P1 element are compared in terms of elapsed time, accuracy and eigenvlue distribution (condition number). For the comparison,they have been applied to the well-known benchmark problems. That is, the two-dimensional unsteady flows around a fixed circular cylinder and decaying vortex flow are adopted to check spatial accuracy.

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Microparticle Separator based on Dean Vortex in Spiral Microchannel (나선형 미세채널 내부에 형성되는 딘와류 이용한 미세입자 분리소자)

  • Byun, Kang Il;Kim, Hyung Jin;Kim, Byeong Hee;Seo, Young Ho
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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    • v.23 no.6
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    • pp.555-560
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    • 2014
  • This paper presents a microparticle separator using a spiral microchannel. A particle separator based on the dean vortex was designed, fabricated, and characterized. Two different spiral microchannels were fabricated. Width and initial radius of rotation in the spiral microchannel were fixed to $300{\mu}m$ and 1.75 mm, respectively. Two different depths of the microchannels were designed at $50{\mu}m$ and $80{\mu}m$. In this experimental study, the equilibrium position of microparticles was monitored by using fluorescent microbeads. In the case of a low dean number (<1.0), lift force and dean drag force were similar, indicating that microbeads were distributed to almost all areas across microchannels. However, in the case of a high dean number (>1.0), dean drag force rather than lift force was dominant, indicating that microbeads moved toward the inner wall of the spiral microchannel.

Numerical Simulation of Laminar Flows for a Circular Cylinder Vertically Piercing Free Surface (수직원통 주위의 자유표면 층류운동의 수치해석)

  • Bum-Sang Yoon;Yoon-Ho Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.30 no.1
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    • pp.104-114
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    • 1993
  • In this paper, effects of free surface on viscous flow is investigated. Continuity equation coupled with Navier-Stokes equations are solved numerically by using an artificial compressibility method[1, 2]. The body-fitted generalized curvilinear coordinate system is employed to deal with arbitrary body shape. The IAF scheme with finite difference method is used to solve the equations, and a diagonal algorithm is applied to time-varying Jacobian matrices for the computational economics. Free surface shape is obtained by applying zero pressure condition to still water surface at each time step. A numerical test is made for larminar flow around a circular cylinder vertically piercing the free surface. Computed flow patterns are largely affected by the existance of free surface in low Reynolds number flows treated in this paper. Free surface causes viscous pressure drag to vary much in depth direction in accordance with the variations of flow pattern.

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Development of High Pressure Sub-scale Regeneratively Cooled Combustion Chambers (고압 축소형 재생냉각형 연소기 개발)

  • Kim, Jong-Gyu;Lee, Kwang-Jin;Seo, Seong-Hyeon;Han, Yeoung-Min;Choi, Hwan-Seok
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.13 no.6
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    • pp.8-16
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    • 2009
  • The development of high-pressure sub-scale combustion chambers is described. A total of four high-pressure sub-scale combustion chambers having either a detachable structure of the mixing head and the chamber or a single welded regenerative cooling structure have been developed. The sub-scale combustion chambers have a chamber pressure of 70 bar and propellant mass flow rate of 5.1~9.1 kg/s. The propellant mass flow rate and the recess number of the injector were changed for the improvement of combustion performance and they were validated through hot firing tests. The design and manufacturing techniques of regenerative cooling channel and film cooling to be applied to the full-scale combustion chamber were adopted through the present development and verified.

An Analysis of Flow in Meandering River by Using CCHE2D Model (CCHE2D 모형을 이용한 사행하천에서의 흐름해석)

  • Kim, Je-Kuk;Ahn, Jeong-Hwan;Cho, Won-Cheol
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.694-698
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    • 2010
  • 하천의 만곡부에서는 유량에 따라 흐름특성이 달라지고, 하도의 변화가 끊임없이 일어난다. 만곡부의 흐름변화 현상을 파악하기위해 정형화된 하도를 가정하여 개수로 실험을 하거나 수치모형을 이용하여 연구하고 있다. 하지만 실제 자연 하천에 적용한 사례는 많지 않은 실정이다. 본 연구에서는 만곡 자연하천에 대한 흐름특성을 분석하기위해 2차원 수치모의 모형인 CCHE2D 모형을 이용하여 평창강 본류 청령포 만곡부를 모의하였다. 평창강의 계획빈도인 50년, 100년 및 200년 빈도별 확률 홍수량을 적용하여 대상하천을 분석하였다. 모의 결과 유속분포는 만곡부 외측보다 내측에서 유속이 빠르게 나타나며, 최대 유속선은 최단거리에 근접하는 것을 볼 수 있었다. 만곡부 외측에서는 흐름분리가 발생하였으며 와류의 발생을 볼 수 있었다. 또한 홍수시 청령포의 요곡사주부분이 침수되어 침식을 예상할 수 있었다. 본 연구에서는 기존의 개수로 실험 연구와 비교하여 만곡부에 적용 시 불안정한 해석과 계산 결과를 산정하는 2차원 수치모형의 실제 하천에 적용성을 검증하였고, 평창강의 빈도별 홍수량을 모의하여 비교 분석함으로써 홍수시 사행하천의 흐름특성과 침식에 대한 기초자료를 제시하였다.

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램제트 엔진에서의 화염 전파와 비정상 연소 현상에 관한 수치해석

  • ;Vigor Yang
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.10-10
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    • 2000
  • 램제트 엔진은 비추력이 높고 추력 레벨은 낮으므로, 2단 추진기관에 적합한 추진 시스템이다. 1단-추진기관의 작동이 끝나고, 2단 램제트 엔진이 점화 후 안정된 연소에 도달되기까지 비행체의 속도는 항력에 의하여, 초당 약 마하수 0.1 정도씩 감소된다. 1단 연소 후 2단 램제트로 전환되는 지연시간이 길수록 1단에서 요구되는 종말 가속도는 증가되므로, 1단이 차지하게되는 부피는 증가되고 비행체의 크기 또한 늘어나게 된다. 따라서 1단에서 2단 램제트로 천이되는데 소요되는 시간을 가능한 짧게 하는 것이 효과적이다. 그러나 램제트 엔진의 특성상 선결되어야할 다음과 같은 여러 문제들이 있다. 첫째, 1단 작동 시 공기 흡입구와 연소실은 차단벽으로 분리되어 있다가, 1단 연소후 차단막이 제거되어 외부공기가 램제트 연소실로 흡입된다. 흡입되는 공기는 흡입구의 형상에 의하여 램 압축되지만 초음속으로 연소실을 통과하게된다. 연료 주입 구에서 공급되는 연료는 연소실에서 유동의 흐름방향(streamline)에 따라서 연소실로 확산되는데, 연소되기 전에는 유속이 빠르게 노즐로 빠져 나가므로 램제트 연료가 재순환 구역(recirculation zone)으로 침투하는데 쉽지가 않다. 둘째, 연소실 입구에서 발생되는 와류 (ring vortex)는 1단 연료의 고온 연소 가스를 연소실로 확산시키는데, 비 균일한 온도 분포를 유발하여 램제트 연료의 점화에너지가 공급되는 시간이 적당하지 않을 경우 균일한 화염 전파에 악영향을 준다. 셋째, 연소실에서의 빠른 유동 조건은 연료가 연소실에 머무를 수 있는 시간을 감소시키며, 연소실 입구에서 강한 전단 응력이 발생되어 화염이 안정화되는데 악 영향을 미치게된다. 본 논문은 공기 흡입구, 연소실 및 노즐을 통합하여 수치해석을 하였으며 열유동/점화/연소등의 미케니즘을 이해하고, 주요 인자들 중 와류의 영향에 초점을 맞추었다.다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14) 식도경 시행회수는 1회가 17례(54.8%), 2회가 9례(29.0%), 3회 이상이 5례(16.1%)였다.EX>$IC_{50}$/ 값이 210 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$로서 효과적

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Physical Treatment for Recycling Commercialization of Spent Household Batteries (가정용(家庭用) 폐건전지(廢乾電池)의 재활용(再活用) 상용화(商用化)를 위한 물리적(物理的) 처리(處理))

  • Park, Jin-Tae;Kang, Jin-Gu;Sohn, Jeong-Soo;Yang, Dong-Hyo;Shin, Shun-Myung
    • Resources Recycling
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    • v.15 no.6 s.74
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    • pp.48-55
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    • 2006
  • This study was carried out for establishing the physical recycling technique for commercializing process on household batteries. The procedure involves shape separator, crushing, magnetic separation, classification and eddy current separation in sequence. The separation capacity was 400-600 unit cell/hr with shape separation system. The impurities such as manganese and zinc in the magnetic product were below 0.1% respectively, the concentration of iron was above 99% in spent carbon zinc battery. Also non-magnetic products are composed of 22-30% En, 16-22% Mn, 1-3% Fe in the case oi spent zinc carbon battery. The amounts of other components such as carbon rod, plastics and separator were about 37-50%. From the eddy current separation of nonferrous products, the plate-type zinc components were separated up to 96% with 2,250-2,750 meter/min of the conveyor speed.

Permeation Characteristics of the Plate & Frame Membrane Module with Protuberances (돌기형 평판 분리막 모듈의 투과특성)

  • Chung, Kun-Yong;Jeon, Sung-Il
    • Membrane Journal
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    • v.18 no.2
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    • pp.168-175
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    • 2008
  • This study was carried out for the plate and frame membrane modules equipped with and without plastic protuberances on the support frame in order to determine the effect of eddy flow induced by the protuberances on permeate flux. The initial time for rapidly declined permeate flux on the module with protuberances was delayed twice or more than that on the module without protuberances when kaolin solution was permeated at the operating pressures from 0.4 to 1.6 bar. Also decreasing ratio of the kaolin solution to pure water flux for module with protuberances was 1 to 5% lower than that for module without protuberances. The flux improvement due to protuberances at laminar flow corresponding Reynolds number 1,750 was about double as compared with that in the transition flow region. In general, the kaolin fouling reduction for the plate module with protuberances during initial filtration process was very effective, even though the permeate flux after 60 minutes filtration did not increase significantly.

Development of Wind Noise Analysis Procedure and Its Verification Using CFD Tool around an OSRVM (CFD를 이용한 OSRVM 주변의 공력소음 해석과정 개발 및 검증)

  • Park, Hyun-Ho;Han, Hyun-Wook;Kim, Moon-Sang;Ha, Jong-Paek;Kim, Yong-Nyun
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.20 no.4
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    • pp.92-102
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    • 2012
  • The process of the wind noise analysis around an OSRVM is developed and is verified by simulating unsteady flow field past a generic OSRVM mounted on the flat plate at the Reynolds number of $Re_D=5.2{\times}10^5$ based on the mirror diameter. The transient flow field past a generic OSRVM is simulated with various turbulence models, namely DES-SA, LES Constant SGS, and LES Dynamic SGS. The sound radiation is predicted using the Ffowcs- Williams and Hawkings analogy. For the present simulation, the 6.35million cells are generated. Time averaged pressure coefficients at 34 locations on the surface of the generic OSRVM are compared with the available experimental data. Also, 12 Sound Pressure Levels located on the surrounding mirror are compared with the available experimental data. Both of them show good agreements with experimental data.

Effect of Chamber Configuration on Combustion Characteristic Velocity of Full-scale Combustion Chamber (실물형 연소기의 형상에 따른 연소특성속도 비교)

  • Kim, Jong-Gyu;Han, Yeoung-Min;Ahn, Kyu-Bok;Kim, Mun-Ki;Seo, Seong-Hyeon;Choi, Hwan-Seok
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.149-152
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    • 2008
  • Effects of chamber configuration on combustion characteristic velocity of full-scale combustion chamber for 30-tonf-class liquid rocket engine were studied. The configurations of combustion chamber are ablative and channel cooling chamber (${\varepsilon}$=3.2) which have detachable mixing head, and single body regenerative cooling chamber which has nozzle expansion ratio of 3.5 and 12, respectively. The combustion chambers have chamber pressure of 53${\sim}$60 bar and propellant mass flow rate of 89 kg/s, and the injectors of all combustion chamber have recess number 1.0 and double-swirl characteristics. The hot firing test results at design point show that the combustion characteristic velocity of the regenerative cooling chamber which has nozzle expansion ratio of 12 is higher than that of other combustion chambers. The reasons for the above result are the increases of combustion pressure and enthalpy of kerosene which is heated due to cooling of the chamber wall before injection into the combustion field.

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