본 논문에서는 먼저 저온에서의 초전도 결정의 비열 점프를 임계 온도의 함수로 구하였다. 다음에, 구한 비열 점프의 부호와 크기 등을 분석하여 여러 가지 실험적인 사실들을 예측하였다. 마지막으로 우리가 예측한 실험 사실과 실제의 실험이 일치하는지 비교하였다. 이론적으로 구한 비열점프는 $YNi_2B_2C$ 결정의 비열 점프 업 과 비열 점프 다운 현상을 비교적 잘 설명한다. 특히 매우 낮은 온도에서는 상전도-초전도 전이 시에 비열이 점프 다운된다는 주목할 만한 이론적 예측을 실험 결과를 통해 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 중/고고도 영역에서 운행되는 우주발사체 주위 유동에 대한 해석을 효율적으로 하기 위해 삼차원 Navier-Stokes 방정식을 해석하는 비 정렬 격자 기반의 맥스웰의 미끄럼 경계조건이 적용된 유동 해석자를 개발하였다. 유동해석자의 검증은 축대칭 형태의 blunted cone-tip 형상에 대한 해석을 통해 수행하였다. 해석 결과는 타 연구자의 실험 및 직접모사법 해석 결과와 비교를 통해 일치하는 결과를 확인하였고, 속도 슬립 및 온도 점프에 대한 예측을 통해 본 유동해석자의 신뢰성을 확보하였다. 검증된 해석자를 이용하여 고도 86km의 중/고고도 영역에서 마하수 6으로 비행하는 우주발사체에 대한 유동 해석을 수행하였으며, 중/고고도 영역에서 나타나는 유동 현상들에 대해 고찰하였다.
The slip velocity and the temperature jumps for low-speed flow in microchannels are investigated using Langmuir slip boundary condition. This slip boundary condition is suggested to simulate micro flow. The current study analyzes Langmuir slip boundary condition theoretically and it analyzed numerically micro-Couette flow, micro-Poiseuille flow and grooved microchannel flow. First, to prove validity for Langmuir slip condition, an analytical solution for micro-Couette flow is derived from Navier-Stokes equations with Langmuir slip conditions and is compared with DSMC and an analytical solution with Maxwell slip boundary condition. Second, the numerical analysis is performed for micro-Poiseuille flow and grooved microchannel flow. The slip velocity and temperature distribution are compared with results of DSMC or Maxwell slip condition and those are shown in good agreement.
공기의 제습 운전에 많은 에너지가 소요되므로 고효율과 경비절감이 가능한 새로운 기술의 연구가 필요하게 되었다. 이 글에서는 공기-공기 열점프 시스템과 흡수시스템을 새로이 제안한 MIDA 과정과 비교한다. LiCl 수용액을 사용한 흡수식 제습과 열펌프 사이클을 조합한 MIDA시스템으로 공기온도가 일정하거나 상승하게 되었다. 열펌프사이클로서 열을 흡수기에서 진공으로 작동되는 용액 재생기로 전달한다.
$Na_2Ti_6O_{13}$ (NT)가 도핑된 $BaTiO_3-(Bi_{0.5}Na_{0.5})TiO_3$ BBNT) PTCR 세라믹스를 변형된 세라믹공정을 이용하여 제조하였다. 제조된 BBNT 세라믹의 미세구조와 PTCR 특성에 미치는 NT의 효과를 조사하였다. $1300^{\circ}C$에서 합성된 BBNT 세라믹은 NT의 도핑량이 증가함에 따라 비정상적으로 성장된 입자의 수가 증가하였다. 뿐만 아니라, NT의 도핑량 증가는 상온비저항을 약간 증가시켰지만 큐리온도 (Tc) 부근의 최대비저항/최소비저항으로 정의되는 PTC 점프 특성을 크게 향상시켰다. 특히, 0.01mol%의 NT 도핑 시 상온비저항은 $425\;\Omega{\cdot}cm$, PTC 점프는 ($2.02{\times}^10^5$) 저항온도계수는 69.8% 및 Tc는 $155^{\circ}C$의 우수한 결과를 나타내었다.
초전도 결정의 임계 온도 $T_{CH}$에서의 비열 불연속 폭을, Gibbs 자유 에너지에 관한 열역학 관계식과 임계 자기장 $H_{CT}$의 선형 모델을 이용하여, 인가 자기장 H의 함수로 이론적으로 구한다. 그리고 구한 비열 불연속 폭을 J. Kacmarcik 등에 의한 MgCNi3 초전도체 결정 대상의 실험 결과와 비교 분석한다. 여기서 구한 비열 불연속 폭은 초전도체 결정의 비열 점프 업 현상을 잘 설명한다.
우리가 소비하는 가공 식품은 위생상 안전하도록 살균처리가 이루어진다. 식품 내에 존재할 수 있는 유해 세균은 일정 살균온도에서 살균에 필요한 시간 동안 노출되면 사멸하며, 일반적으로 살균온도가 높을수록 살균에 필요한 시간은 단축된다. 연속살균장치는 혼합 및 저장탱크에 담겨진 식품을 점프로 이동시키면서 가열 열교환기에서 살균온도로 가열하고 단열관을 거치는 동안 살균온도를 유지시켜 살균을 완료한다. 또한 살균된 식품은 냉각용 열교환기에서 상온으로 냉각되며 이 과정에서 회수되는 열은 저장탱크에서 유입되는 식품의 예열에 사용되어 에너지 효율을 제고하는데 사용되기도 한다. 이와 같이 관을 이동하면서 가열되는 살균장치는 기존의 배치식 살균방법에 비하여 균일하게 가열이 이루어지므로 130C의 고온으로 살균할 수 있어서 살균에 필요한 시간을 수초에서 수십초 정도로 단축시킬 수가 있고 그에 따라 열손상을 크게 줄일 수 있다. 또한, 상온으로 냉각된 식품을 포장함으로써 저렴한 가격의 포장용기를 사용할 수 있고 상온에서 저장할 수 있으므로 저장비용이 저렴한 장점이 있다. 그러나, 가공식품에 고기나 야채와 같은 고체 상태의 식품이 함유된 경우에는 액상 식품이 열 교환기에서 순간 가열되며, 고상 식품은 액상식품과의 대류에 의한 열전달로 가열된다. 이 과정에서 고상식품은 이동관 내벽이나 다른 고상식품과 부딪치거나 회전하면서 이동관 내부에서 자유롭게 운동하게 된다. 이 과정에서 액상식품과의 상대이동 속도가 발생하여 이것이 대류열전달에 영향을 미치게 된다. 이 상대이동속도에 따른 대류 열전달계수는 고상식품의 내부온도 결정에 사용되는 연속살균장치의 중요한 설계인자이다. 대류열전달계수는 연속살균장치에서 자유로이 이동하는 고상식품의 중심부의 온도를 측정하여 결정할 수 있으나 이는 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 고정된 고상식품에 액상식품을 이동시켜 상대속도를 재현하고 액상식품의 온도와 고상식품의 중심온도를 측정하는 장치를 개발하였으며, 각 상대속도와 액상식품의 점도 별 대류열전달계수를 결정하는 프로그램을 유한차분법을 이용하여 개발하였다. 이 장치를 분당 15, 30, 40 리터의 유량에서 유체의 점도를 0에서 15 centipoise 사이의 세 수준에서 정육면체 소고기를 모델 고상식품으로 내부 온도분포를 측정하였으며, 유한차분법 프로그램으로 대류열전달계수를 결정하였다. 대류열전달계수는 792에서 2,107 W/m$^2$로 분석되었다. 대류열전달 계수는 액상식품과의 상대속도가 증가함에 따라서 증가하였고, 점도가 증가함에 따라서는 감소하였다.
For rarefied gas flow regimes, physical phenomena such as velocity slip and temperature jump occur on the solid body surface. To predict these phenomena accurately, either the Navier-Stokes solver with a slip boundary condition or the direct simulation Monte Carlo method should be used. In the present study, flow simulations of a wedge were conducted in Mach-10 flow of argon gas for several different flow regimes using a two-dimensional Navier-Stokes solver with the Maxwell slip boundary condition. The results of the simulations were compared with those of the direct simulation Monte Carlo method to assess the present method. It was found that the values of the velocity slip and the temperature jump predicted increase as the Knudsen number increases. Also, the results are comparatively reasonable up to the Knudsen number of 0.05.
Induction bending is a method that allows the bending of any material that conducts electricity. This technology applies a bending force to a material that has been locally heated by an eddy current induced by a fluctuating electromagnetic field. Induction bending uses an inductor to locally heat steel through induction. This results in a narrow heat band in the shape to be bent. In general, the reduction of thickness attenuation of a large-diameter steel pipe is not allowed to exceed 12.5%. In this paper, in order to meet the standard of thickness attenuation reduction, a non-uniform heating temperature jump-bending process was investigated. As a result, the developed bending technique meets the requirements of thickness attenuation reduction for large-diameter steel pipes.
본 연구에서는 연료가 비등점 이상의 고온으로 가열된 경우 오리피스 인젝터를 통해 분사되는 특성을 실험한 결과를 정리하였다. 크기가 다른 오리피스 인젝터 3종을 이용하여 3, 5, 10 bar의 분사압력을 가할 때 온도범위 $50{\sim}270^{\circ}C$에서 유량계수(${\alpha}$)를 측정하였다. 측정된 유량계수는 연료온도가 $180^{\circ}C$ 이하 영역에서는 점진적으로 감소하였으나 비등점인 $187^{\circ}C$를 넘어가면서 급격히 감소하였다. 비등점보다 높은 연료온도에서의 유량계수 감소 기울기는 분사압력에 따라 다른데, 특히 분사압력이 낮을수록 비등의 영향이 크게 작용하므로 더 급격한 특성을 보였다. 또한, 직경이 큰 인젝터의 유량계수가 더 크고, 낮은 연료온도 영역에서 난류-층류 천이현상으로 보이는 유량계수의 점프현상이 관찰되었다. 유량계수를 캐비테이션 수($K_c$)에 대하여 도시한 결과 인젝터의 크기가 작을 때는 연료 비등으로 인한 분사특성이 분사압력과 무관한 일정한 값을 가지는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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