• 대한기계학회논문집B
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• 제26권11호
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• pp.1570-1577
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• 2002

In order to investigate the characteristics of two-phase slug flow, an electromagnetic flowmeter with 240Hz triangular AC excitation was designed and manufactured. The signals and noise from the flowmeter were obtained, and analyzed in comparison with the observations with a high speed CCD camera. The uncertainty of the flowmeter under single-phase flow was $\pm$ 2.24% in real-time. For two-phase slug flow, electromagnetic flowmeter provided real-time simultaneous measurements of the mean film velocity around Taylor bubble and the relative location and the length of the bubble. Besides, it is an easier and cheaper method for measuring mean film velocity than others such as photochromic dye activation method or particle image velocimetry.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.373-380
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• 2001

In this study, a single Taylor bubble and a train of Taylor bubbles rising in a vertical tube were simulated numerically. A finite difference method was used to solve the mass and momentum equations for the liquid-gas region. The liquid-gas interface was captured by a level set function which is defined a signed distance from the interface. For a train of Taylor bubbles repeated periodically in space, the periodic conditions were imposed at the boundaries normal to the gravitational direction and the pressure boundary conditions were iteratively determined so that the computed flow rate should be equal to a given flow rate. Based on the numerical simulation, the calculated shape and rise velocity of a Taylor bubble were found to be in good agreement with the experimental data reported in the literature.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.810-818
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• 1987

본 연구에서는 이러한 개념을 바탕으로 오리피스 내의 국소 압력강하치의 통 계적 해석을 통한 유동양식의 판별을 시도하였다. 수평관내 물과 공기를 매질로 2상 유동을 형성하여 각 유동양식에 따른 압력강하치의 확률밀도함수를 구하였으며 순간압 력강하의 통계치를 분석하였다.본 연구에서 다룬 유동양식은 기포유동, 플러그(pl- ug)유동, 슬러그(slug)유동, 성층(stratified)유동 등이며 천이영역에 대한 실험자료 도 포함하였다. 끝으로 이러한 유동양식 판별법을 사용하여 유동선도를 완성하였으 며 다른 선도와 비교분석하였다.

• 기계저널
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• 제28권3호
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• pp.270-280
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• 1988

증기폭발현상에 대한 기존의 연구내용들이 개괄적으로 소개되었다. 지난 30여년간 대규모 및 소규모 증기폭발에 대해 수많은 이론 및 실험적 연구가 진행되어 왔으나 아직 많은 과제들이 미해결의 상태로 남아 있다. 이들은 (1) 연료-냉각수 접촉양식의 영향 (2) 초기 혼합과정에 대한 에너지 전달 및 유동해석 (3) 연료파괴 과정에 대한 정량적 해석 (4) 폭발과정의 전파에 대한 제인자의 영향 (5) 팽창과정 중 슬러그(slug)의 영향 등이며 현상 자체의 난이성과 위 험성에 비추어 볼 때 해석에 많은 문제점을 안고 있다. 그러나 과학적인 호기심과 더불어 산 업재해 방지 및 현상의 생산적 이용이라는 최종목표에 도달하기 위해서는 체계적으로 집중적인 연구가 꾸준히 계속되어야 할 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1290-1299
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• 1990

본 연구에서는 이러한 개념을 확장하여 직경이 26nm와 38nm인 두 개의 수평관 내 기액 2상유동에서 오리피스의 차압교란치의 확률밀도함수, 자기상관함수와 파워 스 펙트럼 밀도함수를 구하여 유동양식에 따른 이 들 통계치의 특성을 구명하였다. 본 연구에서 다룬 유동양식은 기포, 플러그, 슬러그, 성층, 파상, 환상, pseudo-slug 유 동이다. 이 결과 차압교란치의 통계적 해석을 통한 유동양식 판별법이 매우 유용하 다는 사실을 밝혔으며, 또 본 판별법을 관내 압력강하치의 통계적 해석을 통하여 유동 양식을 구분한 타 연구자들의 방법과 비교 분석하였다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제18권3호
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• pp.116-121
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• 2020

In this study, a single-phase analysis of droplet slug with different contact angles was performed based on the visualization of experimental results. Droplet slug - flowing between gases in a hydrophobic mini channel - moves with a triple contact line without a gas liquid film on the wall. The results show that the rotational flow inside the droplet occurred; this was compared and verified with the results of two-phase analysis. The pressure field shows pressure rise at the front and rear ends. The effective length - the section that satisfies the laminar flow condition - became shorter as the droplet velocity increased. The Choi's correlation for the effective length agrees with this analysis results with a slight difference. This difference is judged as the difference in the contact angle of the slug model.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권6호
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• pp.671-686
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• 2005

The transient nature and complex geometries of two-phase gas-liquid flows cause fundamental difficulties when measuring flow velocity using an electromagnetic flowmeter. Recently, a current-sensing flowmeter was introduced to obtain measurements with high temporal resolution (Ahn et al.). In this study, current-sensing flowmeter theory was applied to measure the fast velocity transients in slug flows. The velocity fields of axisymmetric gas-liquid slug flow in a vertical pipe were obtained using Volume-of-Fluid (VOF) method, and the virtual potential distributions for the electrodes of finite size were also computed using the finite volume method for simulating slug flow. The output signal prediction for slug flow was carried out from the velocity and virtual potential (or weight function) fields. The flowmeter was numerically calibrated to obtain the cross-sectional liquid mean velocity at an electrode plane from the predicted output signal. Two calibration parameters are proposed for this procedure: a flow pattern coefficient and a localization parameter. The flow pattern coefficient was defined by the ratio of the liquid resistance between the electrodes for two-phase flow with respect to that for single-phase flow, and the localization parameter was introduced to avoid errors in the flowmeter readings caused by liquid acceleration or deceleration around the electrodes. These parameters were also calculated from the computed velocity and virtual potential fields. The results can be used to obtain the liquid mean velocity from the slug flow signal measured by a current-sensing flowmeter.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.224-227
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• 2011

공기흡입 엔진 부품의 고온 분출냉각 시험장치에서의 엔탈피값을 구하기 위하여, 시험부 유동에 대한 이론적 계산 및 측정을 수행하였다. 열평형 및 음속유동 방법에 의해 계산된 질량평균 엔탈피 값은 10 MJ/kg 이며, 슬러그형 구리 열량계를 사용하여 측정된 유동 중심에서의 엔탈피 값은 15 MJ/kg이었다. 일반적으로, 유동 중심 대 질량평균 엔탈피 비의 범위는 1.4에서 4이다. 본 시험장치는 고온 분출냉각 시험에 효과적인 낮은 엔탈피 구배를 갖는 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.696-701
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• 2015

본 연구에서는 깊이 0.2 mm, 폭 0.45 mm, 길이 60mm 그리고 채널의 개수는 15개인 마이크로 채널에서 이상 유동비등에 관한 실험을 수행하였다. 작동유체로는 FC-72가 사용되었으며, 실험은 질량유속과 열유속 각각 $200-400kg/m^2s$, $5-40kW/m^2$ 범위와 증기 건도 0.1-0.9 범위에서 수행되었다. 열전달 계수는 낮은 열유속에서는 급격하게 감소하였으며, 일정 열유속 이상에서는 거의 일정하게 유지되었다. 측정된 열전달 계수로부터 기존의 방법을 이용하여 기포류, 슬러그류, 천류 그리고 파형/환상류의 유동양식으로 분류하였다. 또한 분류한 유동양식의 결과를 파형/환상류 영역으로의 천이 기준과 비교하였다. 하지만 기존의 천이 기준으로는 본 연구의 실험결과를 만족스럽게 예측하지 못하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1951-1956
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• 2004

The transient nature and complex flow geometries of two-phase gas-liquid flows cause fundamental difficulties when measuring flow velocity using an electromagnetic flowmeter. Recently, a current-sensing flowmeter was introduced to obtain measurements with high temporal resolution (Ahn et $al.^{(1)}$). In this study, current-sensing flowmeter theory was applied to measure the fast velocity transients in slug flows. To do this, the velocity fields of axisymmetric gas-liquid slug flow in a vertical pipe were obtained using Volume-of-Fluid (VOF) method and the virtual potential distributions for the electrodes of finite size were also computed using the finite volume method for the simulated slug flow. The output signal prediction for slug flow was carried out from the velocity and virtual potential (or weight function) fields. The flowmeter was numerically calibrated to obtain the cross-sectional liquid mean velocity at an electrode plane from the predicted output signal. Two calibration parameters are required for this procedure: a flow pattern coefficient and a localization parameter. The flow pattern coefficient was defined by the ratio of the liquid resistance between the electrodes for two-phase flow with respect to that for single-phase flow, and the localization parameter was introduced to avoid errors in the flowmeter readings caused by liquid acceleration or deceleration around the electrodes. These parameters were also calculated from the computed velocity and virtual potential fields. The results can be used to obtain the liquid mean velocity from the slug flow signal measured by a current-sensing flowmeter.