• 한국기계기술학회지
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• 제13권4호
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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.

• 유변학
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• 제6권1호
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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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.3808-3814
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• 2011

본 연구는 열교환기의 효율적인 설계를 위하여 열교환기 내의 삼각형 단면 덕트의 비뉴톤 유체의 압력강하 및 대류 열전달률 수치해석적으로 수행하였다. 비뉴톤 유체의 구성방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 수정 멱법칙 모델을 채택하였다. 덕트 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 수정 레이놀즈 수의 곱은 기존 연구의 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 비뉴톤 멱법칙 영역에서 각각 0.13% 및 2.85% 내에서 일치함을 보였고 비뉴톤 수정멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 Shear-Thinning 유체를 열교환기 내의 삼각형 단면 덕트 내에서 사용하면 뉴톤 유체보다 62%의 압력강하를 감소시켰고 12%의 대류 열전달 향상을 발생시킬 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권7호
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• pp.1770-1779
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• 1995

A combined convective heat transfer study for non-Newtonian fluids was experimentally performed in uniformly heated horizontal tubes with laminar flow in the thermal entry region. Velocity profiles were fully developed at the entrance of the heated sections in the tubes. Aqueous solutions of sodium carboxymethylcellulose(CMC ) were used; their behavior showed a reasonably good fit into the power-law model, .tau.=K.gamma.$^{n}$ . The test sections were made of copper with inside diameters of 3.23 cm and 5.042 cm and lengths of approximately 300 cm. Most experimental runs displayed noticeable secondary flows caused by buoyancy ; when present, secondary flows caused significant increase in the rate of heat transfer over the purely forced-convection case. A correlation, which relates the rate of heat transfer for flows with temperature-dependent properties, free convection effects, and non-newtonian effects, was suggested.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.125-132
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• 1997

토석류는 다양한 크기의 흙 입자와 물이 고루 섞여 점성을 가진 유체처럼 하방향으로 이동한다는 사실이 관찰되었다. 이 관찰로부터 토석류를 비선행적인 점도를 가진 비뉴톤 유체처럼 거동하는 것으로 간주할 수 있다. 이 논문에서는 토석류의 레올로지적 특성을 규명하기 위해 산사태 현장에서 채취한 시료를 가지고 점도계를 사용하여 일련의 점도시험을 수행하였다. 그 결과, 토석류는 비뉴톤 유체 중 빙함 소성 모델로 거동한다는 사실이 밝혀졌다. 이 모델을 이용하면 토 석류의 이동을 예측할 수 있다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1996년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.1-3
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• 1996

The numerical simulation techniques developed for the flows of non-Newtonian fluids including the viscoelastic fluids and the short fiber suspensions are introduced. And the causes of the numerical breakdown and the recent efforts to resolve them are presented in particular.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.670-680
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• 1994

The thermophysical properties of Non-Newtonian fluid as the function of the temperature and the concentration are needed in many rheological heat transfer and fluid mechanics problems. The present work investigated the effects of the concentration and the temperature on the thermophysical properties of purely-viscous Non-Newtonian fluids such as the isobaric thermal expansion coefficient, density, zero-shear-rate viscosity, and zero-shear-rate dynamic viscosity within the experimental temperature range from $25^{\circ}C$ to $55^{\circ}C$. The densities of the test fluids were determined as the function of the temperature by utilizing a reference density and the least square equation for the measured isobaric thermal expansion coefficient. As the concentration of purely-viscous Non-Newtonian fluid was increased up to 10,000 wppm, the densities were proportionally increased up to 0.4%. The zero-shear-rate viscosities of test fluids were measured before and after the measurements of the first thermal expansion coefficients and the densities of Non-Newtonian fluid. Even though they were changed up to approximately 22% due to thermal aging and cycling, they had no effects on the thermal expansion coefficients and the densities of Non-Newtonian fluid. The zero-shear-rate dynamic viscosities for purely-viscous Non-Newtonian fluids were compared with the values for distilled water. They showed the similar trend with the zero-shear-rate viscosities due to small differences in the densities for both distilled water and purely-viscous Non-Newtonian fluid.

• 동력기계공학회지
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• 제16권1호
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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.

• 유변학
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• 제2권2호
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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.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.133-144
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• 1997

기존에 발생된 토석류 퇴적물에 대한 점도실험으로북터 세립질의 성질이 빙함 소성(Bingham plastic) 모델로 표현될 수 있다는 사실이 판명되었다. 이러한 사실과 비뉴톤유체의 흐름을 해석 할 수 있도록 개발된 수치해석 프로그램 Polyflow를 이용하여 토석류의 이동을 해석하였다. 그 결과 실제와 유사한 이동결과가 얻어졌으므로 토석류의 이동은 이와 같은 기법으로 해석할 수 있다는 것을 알게 되었다.