Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.38
no.3
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pp.211-217
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2014
This study analyzes the nonlinear interaction between two different vortex shedding frequencies from a cylinder with two diameters. In particular, two different vortex shedding frequencies are generated by preparing a cylinder having two diameters artificially. Flow velocity fluctuations behind the cylinder are measured three-dimensionally. Additionally, we fabricated a hole and placed a pressure transducer for measuring the pressure on the cylinder surface. The pressure signal from the pressure transducer is used as basic signal. A TSC(Trans Spectrum Coherence) is used for checking the strength of the nonlinear interaction between two different vortex shedding frequencies. As a result, the following are clarified: i) frequency distribution behind the cylinder, ii) three-dimensional flow state behind the cylinder through calculation of ensemble average, and iii) close relationship between the vertical vortex and change of low frequency by nonlinear interaction between two different vortex shedding frequencies from the cylinder with two diameters.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2008.11a
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pp.449-452
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2008
Flow difference between reacting and non-reacting case in a swirl stabilized annular combustor is investigated using 3D Large Eddy Simulation with flamelet turbulent combustion model. The combustor of concern is the LM6000, lean premixed dry low-NOx annular combustor, developed by GEAE. Boundary conditions are based on experimental data. Heat release as a result of combustion put the dilatation of density in primary combustion zone highly increased so that the main swirl stream behind of a swirl cup stretched further downstream than that of non-reacting case. The oval shape of core flow in cross-section to flow direction, which clearly observed in non-reacting case, tends to be circle, and small vorticities in wide range in non-reacting case disappears, but the size of iso-vorticity increase in reacting case.
분류층 가스화기 설계를 위한 일차연구로서 가스화기 종횡비, 주입方法, 선회강도 및 주입속도 등에 따른 비반응 난류장 특성을 수치해석적 방법에 의해 파악하였다. 수치해석은 검사체적에 기초한 Patankar의 유한차분방법을 이용하였으며 압력과 속도의 연계문제는 SIMPLEC 알고리즘을, 레이놀즈 전단력은 K- 난류모델을 사용하였다. 입자궤적 계산은 공기역학적 향력만을 고려하였으며 비선형적인 공기저항력에 의한 난류변동상관모델은 고려치 않았다. 이차공기 주입방법(parallell injection과 nonparallel 3$0^{\circ}C$ imjection)에 따른 수치해석을 수행하여 Ar tracer의 질량분율 및 기타 속도에 대한 實驗資料와 비교하여 만족할 만한 結果를 얻었다. 나아가서 假想的인 가스화기 모델을 대상으로 가스화기의 종횡비, 선회강도, 주입속도 및 주입각 등에 따른 와류 形成 위치 등을 포함한 유동장 특성 및 입도에 따른 궤적분석을 시도하였다.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.34
no.12
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pp.35-40
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2006
The combustion instability in a model dump combustor with an exhaust nozzle and the possibility of combustion control using a loudspeaker to these instabilities were studied. By changing inlet velocity, combustor length and equivalence ratio, dynamic pressure signals and flame structures were simultaneously taken. Because inlet velocity and combustor length affect the life time of vortex in the dump combustor, the results showed that as the combustor length increased and the inlet velocity decreased, the instability frequency decreased and the maximum power spectral density of the dynamic pressure generally decreased. Also, instability frequency and maximum power spectral density of the dynamic pressure increased with the increment of equivalence ratio. From the data of close-loop control, the optimum time-delay control using a loudspeaker was confirmed to be able to reduce the vortex shedding induced from the mixed acoustic-convective mode combustion instability.
A change of filtrate flux in Taylor vortex flow filtration was investigated experimentally by rotating speed of inner cellulose ester membrane cylinder (average pore size: 1.2 ${\mu}m$), slurry concentration, and particle size. The filtrate flux was a direct proportion relation with TMP, but an inverse relation with resistances. A change of cake resistance with time was examined by rotating speed, slurry concentration, and particle size. Initial resistance increased dramatically as raising slurry concentration, and the pseudo-steady state was maintained at high resistance value. However, times to reach the pseudo-steady state did not depend on slurry concentration. The resistance was larger as smaller particle size, because possibility of pore blocking inside membrane could be higher and shear effect should be lower as smaller particle size. A model equation suggested in this study was composed of particle deposition and removal terms, and could confirm well experimental data using average values of experimental coefficients.
In this study a channel cavity flow was performed. The channel has small size in the upper cavity region. At the gap is supplied by driven flow for Reynolds number. The experimental study was carried out in a channel cavity with square heat surface by visualization equipment with Mach-Zehnder interferometer and laser apparatus. Heat source was uniform heat flux($0.4W/cm^2,\;0.8W/cm^2,\;1.2W/cm^2$). When the bottom wall is heated, the tendency of natural convection flows are vigorous increasing heat flux.
압력기반의 유한체적법과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 신생아 보육기 내의 삼차원 정상난류유동해석과 대류현상에 의한 열전달을 해석하였다. 보육기 내의 주된 공기유동은 입구에서 유입된 공기가 보육기 위쪽을 지나 출구로 이동하며 각진 구석에서 작은 와류들이 관찰되었다. 보육기의 입구부를 제외한 대부분에서의 유속은 0.1m/s 이하로 나타났으며, 신생아의 다리부분에서의 속도가 머리부분보다 다소 크게 관찰되었다. 입구쪽의 온도가 출구쪽의 온도보다 1~2$^{\circ}C$ 높게 나타났으며 속도 크기가 큰 다리부분에서의 온도가 머리 또는 목부분보다 다소 낮았다. 보육기 내의 온도변화는 약3~4$^{\circ}C$로 다소 크게 나타났는데 이는 입구에서 유입된 공기가 상벽과 직각으로 만나며, 보육기 외벽의 각진 구석부분에 의한 영향으로 생각된다. 따라서 입구속도를 적절히 줄이거나 유선형의 유동을 갖도록 설계하여 열손실을 최소화한다면 보다 효율적인 보육기가 될 것으로 생각된다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.37
no.4
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pp.367-375
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2013
In this study, the characteristics of the heat transfer coefficient and pressure drop were numerically analyzed according to the axis ratio (AR), pitch, location of vortex generator, and bump phase of the tube surface about an elliptical fin-tube heat exchanger. The boundary condition for CFD analysis was decided as a tube surface temperature of 348 K and inlet air velocity of 1-5 m/s. RSM 7th turbulent model was chosen as the numerical analysis for the sensitivity level. The analysis results indicated that the AR and transverse pitch decreased whereas the heat transfer coefficient increased. On the other hand, there was little difference in the longitudinal pitch. Furthermore, the heat transfer rate was more favorable when the vortex generator was located in front of the tube. Also, the bump phase of the tube surface indicated that the pressure drop and heat transfer were more favorable with the circle type than with the serrated type.
Flow characteristics of the cylinder wake controlled with a small control cylinder were experimentally investigated by the PN (Particle Image Velocimetry) technique. Flow visualization of the flow around a circular cylinder was conducted in the Circulating Water Channel. The control cylinder having diameter of d=5mm, 10mm and 20mm was installed behind a circular cylinder of D=50mm. And the Reynolds number were $Re=4.9{\times}10^3,\;Re=9.9{times}10^3$ and $Re=1.9{\times}10^4$. In this study, the frequency characteristics of the controlled wake were analyzed by using spectral analysis of the measured wake velocity signals. As a result, the controlled wake had smaller vortex shedding frequency than that of circular cylinder wake by the effect of the control cylinder. Governing parameters of the flow control were d/D, and Reynolds number and they largely influenced the frequency characteristics of the cylinder wake. And vortex shedding frequency appeared most lowly at d=0.2D
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.38
no.6
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pp.615-624
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2014
The fin-tube heat exchanger being used for industrial boiler, radiator, refrigerator has been conducted in various studies to improve it's performance. In this study, the characteristics of heat transfer and pressure drop was theoretically analyzed according to longitudinal pitch, location of vortex generator, bump phase and number of the tube surface about the plain fin-tube heat exchanger. The boundary condition for the CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis applied with the SST (Shear Stress Transport) turbulence model assumed as the tube surface temperature of 333 K, the inlet air temperature of 423-438 K and the inlet air velocity of 1.5~2.1 m/s. The analysis results indicated that the heat transfer coefficient is not affected highly by the longitudinal pitch, and the heat transfer characteristics was more favorable when the vortex generator was located in front of the tube. Also the bump phase of the tube surface indicated that circle type was more appropriate than serrated type and triangle type in the characteristics of heat transfer and pressure drop, and the sixteen's bump phase of circle type was most favorable.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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