• Title/Summary/Keyword: 열 경계층

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Natural Convection about a Vertical Flat Plate Immersed in a Thermal Plume (자유 열상승류 중앙에 놓인 수직평판에 관한 자연대류)

  • Chang, K. S.
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.10 no.5
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    • pp.798-805
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    • 1986
  • 단열 혹은 등온 경계조건 하의 수직평판과, 선열원으로부터 형성되는 열상승류 간의 열적 상호작용을 조사형ㅆ다. 경계층 방정식은 Patankar-Spalding의 유한차분법을 사용하여 계산하였다. 단열평판의 경우에 자유 열상승류로부터 벽 경계층으로 부터의 점진적인 발달 단계를 설명하였다. 등온평판의 경우에는 평판주위에 새롭게 형성되는 열경계층에서의 열전달현상을 자세히 고찰하였다.

직사각형 전도성 장애물을 갖는 밀폐공간내에서의 자연대류

  • 추홍록
    • Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.229-234
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    • 1997
  • 밀폐공간내에서 일어나는 자연대류 열전달은 태양열 집열판, 연료탱크, 원자로의 핵반응로, 초전도 자성체의 냉각 및 건물이나 방의 효율적인 열설계, 화재시의 안전대책등 공업적으로 그 응용성이 매우 광범위하고 다양하게 생활주변에서 흔히 볼 수 있다. 밀폐공간내에 경계층 유동이 존재할 경우, 이 경계층 흐름은 일반적으로 외부유동에서의 경계층 유동과는 달리 코어영역(Core region)에서의 흐름과 서로 밀접한 관계가 있다. (중략)

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Flow Characteristics of the Boundary Layer Developing over a Turbine Blade Suction Surface (터빈 동익 흡입면에서 발달하는 경계층의 유동특성)

  • Chang, Sung Il;Lee, Sang Woo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.39 no.10
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    • pp.795-803
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    • 2015
  • The boundary layer developing over the suction surface of a first-stage turbine blade for power generation has been investigated in this study. For three locations selected in the region where local thermal load changes dramatically, mean velocity, turbulence intensity, and one-dimensional energy spectrum are measured with a hot-wire anemometer. The results show that the suction-surface boundary layer suffers a transition from a laminar flow to a turbulent one. This transition is confirmed to be a "separated-flow transition", which usually occurs in the shear layer over a separation bubble. The local minimum thermal load on the suction surface is found at the initiation point of the transition, whereas the local maximum thermal load is observed at the location of very high near-wall turbulence intensity after the transition process. Frequency characteristics of turbulent kinetic energy before and after the transition are understood clearly from the energy spectrum data.

Improvement of the Aerothermal Environment for a 90° Turning Duct by an Endwall Boundary Layer Fence (90° 곡관에서의 경계층 판을 이용한 열유동 환경 개선)

  • Cho, Jong-Jae;Kim, Kui-Soon
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.16 no.1
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    • pp.25-35
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    • 2012
  • An endwall boundary layer fence technique was adapted to improve the aerothermal environment of a gas turbine passage. The shape optimization of the fence was performed to maximize the improvement. The turbine passage was simulated by a $90^{\circ}$ turning duct (ReD=360,000). The main purpose of the present investigation was to focus on finding a endwall boundary layer fence with minimum total pressure loss in the passage and heat transfer coefficient on the endwall of the duct. Anothor objective function was to minimize the area on the endwall of the duct. An approximate optimization method was used for the investigation to secure the computational efficiency. Results indicated that a significant improvement in aerodynamic environment can be achieved through the application of the fence. Improvement of the thermal environment was smaller than that of the aerodynamic enviroment.

Improvement of the flow characteristics for a $90^{\circ}$ turning duct by the nonaxisymmetric endwall and endwall boundary layer fence ($90^{\circ}$ 곡관에서의 비축대칭 끝벽과 끝벽 경계층 판을 이용한 유동특성 향상)

  • Cho, Jong-Jae;Kim, Sang-Jo;Seo, Jong-Chul;Kim, Kui-Soon;Jeong, Eun-Hwan
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.406-413
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    • 2011
  • This paper presents the shape optimization of a nonaxisymmetric endwall and endwall boundary layer fence which improve the aerothermal environment of a gas turbine passage. The endwall and fence methods were used simultaneously. The turbine passage was simulated by a $90^{\circ}$ turning duct ($Re_D$=360,000). The main purpose of the present investigation was to focus on finding a nonaxisymmetric endwall and boundary layer fence with minimum total pressure loss in the passage and heat transfer coefficient on the endwall of the duct. An approximate optimization method was used for the investigation to secure the computational efficiency. Results indicated that a significant improvement in aerothermal environment can be achieved through the application of a nonaxisymmetric endwall and boundary layer fence.

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Natural Convection in a Rectangular Cavity Washed Externally by a Turbulent Boundary Layer (외부 난류 경계층과 결합된 직사각형 공동에서의 자연대류)

  • 최철진;장근식
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.4
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    • pp.518-527
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    • 1985
  • 대류-대류의 복합 열전달 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 아래로부터 가열되는 직사각형 공동 내에서의 자연 대류와 공동 위쪽의 외부 난류 경계층 유동이 복합된 경우의 열전당 현상을 고려하였다. 두개의 서로 다른 모우드의 대류가 온도 분포가 미리 알려져 있지 않은 얇은 수평평판에 의해 분리되어져 있다는 점이 본 논문의 특이점이다. 수치적 해석은 Reynolds 수와 Grashof 수 및 공동의 기하학적 종횡비의 매개 변수적 효과가 발견되도록 행하여 졌다. 외부 난류 경계층 유동의 강도에 따라 공동 내에서의 유동 형태가 변할 수 있음을 알았다. 즉 내부 부력 세포의 회전 방향은 외부 유동의 존재에 의해 특성적으로 정해지며 공동 내의 유동 세포의 수는 Grashof 수가 증가 할수록 많아진다.

Boundary Layer Flow Under a Sluice Gate (수직수문하의 경계층흐름)

  • 이정열
    • Water for future
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    • v.27 no.3
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    • pp.95-105
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    • 1994
  • The boundary layer flow under a sluice gate is numerically solved by the random vortex sheet method combined with the vortex-in-cell method in a boundary-fitted coordinate system. The numerical solution shows that the boundary layer developed along the vertical sluice gate wall is the primary cause for the discrepancy in the contraction ratio between the laboratory experiments and inviscid theory; the bottom boundary layer plays much a smaller role in the discrepancy. By dimensional analysis it is concluded that the discrepancy is inversely proportional to the 3/4th power of the gate opening, as analyzed by Benjamin(1956). The results of the numerical simulation and dimensional analysis show a good agreement with experimental results obtained by Benjamin(1956).

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Characteristics of a Turbulent Boundary Layer on the Flat Plate with Sudden Change in Surface Roughness (급격한 조도 변화가 있는 평판 위에서 난류경계층의 특성에 관한 실험적 연구)

  • 강신형;유정열;이정민;전우평
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.12
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    • pp.2349-2357
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    • 1992
  • Experimental were performed to investigate the turbulent boundary layer over the flat plate when the surface roughness undergoes a step change from rough to smooth under zeoro pressure gradient. well sthear stress was measured by the Computational Preston Tube Method(CPM). The inner layer near the wall adapts rapidly to a new surface condition but the outer flow far from the wall rather slowly. After a sudden change of roughness, the values of wall shear stress discontinuously reduces and then slowly approaches to the value in the equilibrium boundary layer at the down stream. The variation of the von Karman constant indirectly measured by CPM method shows that the flow near the wall at the downstream is highly non-equilibrium state.

Effects of Roughness and Blowing on Skin-Friction and Heat-Transfer in the Convergent-Divergent Nozzle (벽면조도와 분출이 수축 확대 노즐의 마찰계수와 열전달에 미치는 영향)

  • 강신형;김성훈
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.6
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    • pp.1282-1291
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    • 1989
  • 본 연구에서는 이러한 연구의 시작단계로 노즐내의 열 경계층 방정식을 정리하고 압축성 와점도모델을 도입하여 유한 차분법을 이용한 전산프로그램을 작성 하였다. 한편 실제로 추진모테에서는 고온 고속의 열기류가 분출되기 때문에 추진 하고 있는 동안 노즐벽을 형성하고 있는 내열재가 심하게 손상되어 표면의 상태가 매우 거칠게 된다. 더구나 경우에 따라서는 내열재가 용발(ablation)하게 된다. 이러한 상태를 감안하여 마찰계수와 열전달 계수를 합리적으로 추정해야만 노즐의 설계와 주변장치를 합리적으로 수행할 수 있다. 따라서 본 연구에는 주로 경계층 내의 압력구배, 압축성의 효과, 물성치의 변화를 고려한 기존 난류모델에 근거하여 프로그램을 작성하고, 이것을 토대로 노즐표면 조도의 영향 및 분출(blowing)의 영 향을 중점적으로 고려하여 그 특성을 연구하였다. 노즐벽에서 분출을 고려한 이유는 표면이 용발할 때 표면의 온도가 거의 일정하게 유지된 상태로 노즐표면이 화학작용을 수반하면서 가스화됨을 초보적으로 고려해보기 위함이다.

Intake Flow Characteristics of HyShot Scramjet Engine (HyShot 스크램제트 엔진의 흡입구 유동특성 연구)

  • Won Su-Hee;Choi Jeong-Yeol;Jeung In-Seuck
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.47-52
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    • 2004
  • In the design of scramjet intake for hypersonic flight, a variety of aerothermodynamics phenomena are encountered. These phenomena include blunt leading - edge effects, boundary layer development issues, transition, inviscid / viscous coupling, shock - shock interactions, shock / boundary - layer interactions, and flow profile effects. For intakes that are designed to operate within a narrow Mach number / altitude envelope, an understanding of a few of these phenomena might be required. In this work several predominant flowfield phenomena (viscous phenomena, boundary - layer separation, and combustor entrance profile) are discussed to investigate the performance of the intake at the altitude and angle of attack extremes of the HyShot flight experiment.

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