• 제목/요약/키워드: 와(渦)

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원주 보염기에 의해 안정화된 난류 예혼합 화염의 구조 (Structure of Premixed Turbulent Flames Stabilized by a Cylinderical Flame Holder)

  • 최병륜
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.497-508
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    • 1985
  • 본 논문에서는 일양한 예혼합 기류중에 놓여진 원주 후류의 고온 순환류에 의 해 보지되는 난류 예혼합 화염을 대상으로 해서 유동의 가시화 및 온도와 이온전류의 변동의 측정에 의해서 화염의 구조를 조사한 결과, 원주 보염기 후류의 재순환 영역부 근에 형성된 전단층에 있어서는 코히렌트(Coherent)구조의 화염이 되고 하류부에서는 불규칙한 3차원 와(渦)에 지배되는 전파성 화염이 형성 되었다. 온도변동에 대한 쌍 봉성의 확율밀도분포와 이온전류변동에 대한 3개의 피이크의 확율밀도분포는 엷은 반 응면을 사이에 두고 미연혼합기괴와 기연가스괴가 서로 접하는 주름 상층류화염 또는 층류화염편의 구조에 대응하며, 코히렌트 와(渦)에 지배되는 화염에 있어서는 거시적 혼합은 코히렌트 와의 거동에 지배되나 그 구조는 주름상층류 화염과 일부 강한 전단 력을 받는 부분에는 분산 반응영역의 구조임이 밝혀졌다.

반응 및 비반응 제트 유동장에서 단일 와동의 전개 및 구조에 대한 수치모사 (Numerical Simulation of the Evolution and Structure of a Single Vortex in Reacting and Non-reacting Jet Flow Fields)

  • 황철홍;오창보;이창언
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권10호
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    • pp.28-37
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    • 2004
  • 반응 및 비반응 유동장에서 단일와동의 전개 및 와(渦) 구조 검토를 위해 2 차원 직접 수치모사를 수행하였다. 수치기법으로는 낮은 마하수 근사법이 적용된 예측-교정자법이 적용되었으며, 연소모텔로는 2단계 총괄 반응식이 사용되었다. 반응 및 비반응 유동장에서 단일와동의 거동 비교를 통해, 와동의 전개특성 및 구조는 화학반응으로부터 생성된 열 뿐만 아니라 부력에 의해 생성된 외부 와동에 크게 영향을 받음을 확인하였다. 또한 반응장의 경우에 부피 팽창항, Baroclinic torque항 및 부력항에 의해 와동의 구조가 크게 변화될 수 있음을 알았다.

k-ε 모형을 이용한 불연속 유입 밀도류의 수치모의 (Numerical Simulations of Discontinuous Density Currents using k-ε Model)

  • 이혜은;최성욱
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권3B호
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    • pp.231-237
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    • 2009
  • 본 연구에서는 2-방정식 난류모형인 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모형을 이용하여 2차원적으로 발달하는 하층 밀도류를 모의하기 위한 수치모형을 제시하였다. 타원형 편미분 방정식으로 흐름에 대한 지배방정식을 구성하였으며, 수치기법으로는 유한체적법을 사용하였다. 연구를 통해 개발된 수치모형을 기존의 실험결과와 비교하여 적용성을 검토하였다. 불연속 유입조건 밀도류의 시간별 진행에서 흐름의 불안정에 의한 와(渦)의 발생을 확인하였으며, 진행중인 불연속 유입 밀도류의 진행단계 변화와 선단부 속도의 관계를 살펴보았다. 또한, 무거운 유체 위로 이동하던 주변수체가 벽면을 접하면서 발생된 단파가 밀도류의 진행에 미치는 영향을 수직구조를 통해 살펴보았다. 한편, 개발된 모형을 이용한 수치모의에서 선단부의 진행 속도가 실험보다 느리게 모의되었다. 이는 3차원 현상인 난류의 불안정성을 모의하는 2차원 모형의 한계인 것으로 판단된다.

침수식생 개수로의 이차흐름에 대한 실험연구 (An Experimental Study for Secondary Currents in Open-channel Flows over Submerged Vegetation)

  • 양원준;최성욱;최병웅
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.400-404
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    • 2009
  • 본 연구에서는 곧은 식생과 유연한 식생 및 다양한 수심비를 갖는 개수로 흐름 조건에 대한 수리실험을 실시하였다. 레이저 도플러 유속계를 이용하여 수로 전체 단면의 유속을 측정함으로써, 이차흐름이 평균유속 및 난류량에 미치는 영향을 분석할 수 있도록 하였다. 평균유속의 경우, 수치모의결과와 동일하게 측벽근처에서 최대 유속이 발생하였다. 유속측정자료를 이용하여 침수식생 개수로 흐름의 벡터도를 살펴본 결과, 침수식생 개수로의 경우 일반 개수로 흐름과는 달리 바닥 와 (bottom vortex)가 측벽 근처에서 매우 활발한 것으로 나타났으며, 이로 인해 수로 중앙의 높은 운동량을 가진 유체가 측벽방향으로 이동하고 있음을 확인하였다. 또한 측벽에서 이차흐름으로 인해 발생하는 강한 하강류가 레이놀즈응력 및 난류 강도의 수직방향 분포 형태에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

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평면전단층의 난류예혼합 화염의 구조에 관한 실험적 연구 (A study of turbulent premixed flame structure in a plane shear layer)

  • 이재득;최병륜
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제13권4호
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    • pp.33-39
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    • 1989
  • A turbulent premixed flames of layer formed between burned hot gas and unburned mixture were investigated by means of schlieren photograph with fluctuations of temperature and ion current. The combustion intensity between burned hot gas and shear layer was higher than the intensity between unburned mixture and shear layer. A wrinkled laminar flame and flamelet were appeared at downstream to exist and distributed reaction zone was at upstream as a result of analyzed probability density functions of temperature fluctuation. The initial combustion intensity of reaction zone of eddy between burned hot gas and shear layer was higher than that of final, flowing downstream, and vice versa between unburned mixture and shear layer.

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k-$\varepsilon$ 난류모형을 이용한 하층밀도류의 시간에 따른 이동현상 수치모의 (Numerical Simulation of Time Evolution of Dense Underflows using k-$\varepsilon$ Model)

  • 이혜은;최성욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.159-163
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    • 2008
  • 본 연구에서는 2-방정식 난류모형을 이용하여 사면을 따라 발달하는 하층밀도류의 시간에 따른 이동현상에 대해 살펴보았다. 이를 위해 타원형의 편미분 방정식을 지배방정식으로 구성하고, 난류 완결을 위해 k-$\varepsilon$ 난류모형을 이용하였다. 개발된 모형을 이용하여 경사의 사면을 따라 진행하는 연속 유입 밀도류를 수치모의 하였다. 완전 발달된 하층밀도류의 거리에 따른 주흐름방향 유속 분포, 체적 농도를 계산하였고, 이를 기존의 실험결과와 비교하였다. 실험과 수치모의 결과가 잘 일치함을 확인하였다. 또한, 불연속 유입 밀도류의 시간에 따른 진행 상황을 수치모의하여 밀도류와 주변수체의 경계부에서 Kelvin-Helmholtz 불안정에 의한 와(渦)가 형성되는 것을 확인하였으며, 밀도류 선단부의 진행 속도와 주변수체의 유입에 대해 고찰하였다.

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유선형 스텝에 의해 안정화된 예혼합화염의 구조와 연소특성에 관한 연구 ($\Pi$) (A Study on the Flame Structure and Combustion Charactexistics of a Premixed Flame Stabilized by a Streamline Step( $\Pi$))

  • 이재득;최병륜
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1661-1668
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    • 1990
  • 본 연구에서는 코히런트 와(渦)에 지배되는 난류 예혼합화염의 미세구조를 밝 히기 위해 슐리이렌사진과 온도, 이온전류의 3가지를 동시에 측정하고, 그 변동량을 통계처리, 분석하여, 미시적인 화염구조 모델을 제시하고자 한다.

수평정지수역(水平靜止水域)으로 유입(流入)되는 음부력(陰浮力)흐름 (Negative Buoyant Flow into Rectangular Ponds)

  • 윤태훈;전시영
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.51-60
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    • 1987
  • 음부력(陰浮力)을 갖는 유체가 수평정지수역(水平靜止水域)으로 유입(流入)되어 일어나는 밀도류(密度流)의 거동이 유한차분기법에 의하여 수치적(數値的)으로 해석된다. 정지수역에서 plunge 흐름의 모양은 유입밀도(流入密度) Froude수(數) $Fr_e$에 크게 영향을 받으며 밀도류전면속도(密度流前面速度)는 음부력(陰浮力)의 증가 즉 $Fr_e$의 감소에 따라 증가한다. plunge point의 최대여행거리(最大旅行距離)와 안정(安定) plunge point는 뚜렷하게 무차원시간 T와 $Fr_e$의 함수로 나타난다. 음부력흐름(또는 plunge point)의 좌우에 와(渦)가 큰 규모로 발달된다.

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횡분류(流)(橫噴流)에서 난류 비예흔합 화염의 화염날림에 대한 거대 와(渦)구조 혼합 모텔 적용 (A Large-scale Structural Mixing Model applied to Blowout of Turbulent Nonpremixed Jet Flames in a Cross Jet Flow)

  • 이기만;박정
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권1호
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    • pp.133-140
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    • 2002
  • This article presents an application of a large-scale structural mixing model(Broadwell et at. 1984) to the blowout of turbulent reacting cross flow jets. Experimental observations, therefore, aim to identify the existence of large-scale vortical structure exerting an important effect upon the flame stabilization. In the analysis of common stability curve, it is seen that the phenomenon of blowout are only related to the mixing time scale of the two flows. The most notable observation is that the blowout distance is traced at a fixed positions according to the velocity ratio at all times. Measurements of the lower blowout limits in the liftable flame are qualitatively in agreement with the blowout parameter $\xi$, proposed by Broadwell et al. Good agrement between the results calculated by a modified blowout parameter $\xi$'and the present experimental results confirms the important effect of large-scale structure in the stabilization feature of blowout.