• 동력기계공학회지
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• 제4권2호
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• pp.17-24
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• 2000

직경비가 0.26, 0.39, 그리고 0.56인 경우 거칠기를 내벽면에, 외벽면에, 그리고 양벽면에 각각 설치한 동심환형관에서 완전히 발달된 난류유동에 대한 거칠기 효과를 실험과 이론으로 해석하였다. 그리고 거칠기 효과를 정량적으로 파악하기 위해 양벽면 모두 매끈한 환형관의 경우도 포함하였다. 실험에서 마찰계수를 구하는데 필요한 속도분포와 전단응력들은 피토튜브와 X-형 열선풍속계를 사용하였다. 이론 해석은 수정대수 난류모델을 사용하였고 그 결과를 이론값과 비교하여 아래의 결론을 얻었다. 1) 무디다이어그램 (Moody diagram)은 거칠기가 설치된 이중관에는 적용할 수 없음을 보였다. 2) 경우(c) 와 (d)에서는 반경비가 클수록 반드시 마찰계수가 증가하지 않았다. 3) 4개의 경우중 거칠기로 인해 마찰계수가 증가하는 크기의 순서는 경우(d)가 가장 컸고 경우(a)가 가장 작았다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.888-893
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• 1995

맨봉 배열에 의해 형성되는 부수로를 흐르는 난류 유동장의 구조는 피치 대 봉직경의 비에 따라 변하게 된다. 피치 대 봉직경 비가 큰 경우에는 난류 응력 분포가 관 유동의 분포와 유사하다 그러나 피치 대 봉직경 비가 작은 경우에는 특히 간극 영역에서 난류 특성이 관 유동의 분포와는 달라진다. 완전히 발달된 맨봉 주위의 난류 유동장에서 난류응력과 난류운동에너지 사이의 선형 관계가 개발되었다. 개발된 상관 관계식은 난류 연구에 응용되는 여러 이론적 분석에 연관지어 사용될 수 있다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.253-258
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• 2000

유량을 정밀하게 측정하기 위해서는 유량계의 위치 선정이 매우 중요하다. 일반적으로 유량계가 설치되는 배관에는 확대관, 축소관, 엘보우, T자관, 밸브 등이 설치된다. 이러한 배관 연결기구는 매우 복잡한 유동현상을 야기하기 때문에 유량 측정에 지대한 영향을 미친다. 따라서 이러한 배관 연결기구가 설치되었을 때 관 내부의 유동현상을 이해하는 것이 유량을 정밀하게 측정할 수 있는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 배관에 엘보우 T자관 밸브 등이 설치된 경우에 관내의 유동 특성을 상용코드인 FLUENT를 사용하여 전산해석 하였다. 축방향 속도 2차유동, 압력장 등을 계산하여 고찰하였으며, 또한 완전히 발달된 형태의 유동이 얻어질 때까지의 유동장의 변화를 검토하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제20권5호
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• pp.22-29
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• 1996

Flow characteristics of two-dimensional closed square cavities near unsteady critical Reynolds numbers were studied numerically at four Reynolds numbers : $8{\times}10^3,\;8.5{\times}10^3,\;9{\times}10^3\;and\;9.5{\times}10^3.$ A convection conservative difference scheme based upon SOLA to maintain the nearly 2nd-order spatial accuracy is adopted on irregular grid formation. Irregular grid number is $80{\times}80$ and its minimum size is about 1/400 of the cavity height(H) and its maximum is about 1/53 H. The result shows that the critical Reynolds number indicating the emergence of flow wnsteadiness is ranging from Re=$8{\times}10^3\;to\;8.5{\times}10^3$ and their flow patterns reveal periodic fluctuation during transient and fully developed stages. But macroscopic flow behavior in terms of instantaneous and time-mean characteristics represent remarkable difference.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1541-1546
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• 1993

본 연구에서는 새로운 유형의 저레이놀즈수 레이놀즈응력모델을 개발하기 위해 Launder등과 Gibson과 Launder에 의해 제시된 레이놀즈응력모델을 벽근처의 저 레이놀즈수 영역까지 확장하였다. 개발된 모델의 성능을 시험하기 위해 두 평판사이 에서 완전히 발달된 2차원 유동을 계산하여 그 결과를 Kimm등에 의해 수행된Navier- Stokes방정식의 직접계산결과와 비교하였으며, 아울러 Launder와 Shima가 제시한 모델로도 계산을 수행하여 그 결과를 비교 검토하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1282-1289
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• 1990

본 연구에서는 원관내에서 동적으로 완전히 발달한 난류맥동유동에서 관벽에 서 균일한 열유속이 주어지는 경우에 대하여 난류모델로서 K-.epsilon. 2방정식 모델을 적용 하여 수학적인 모델을 세운 후 이를 수치적으로 해석하였다. 그 결과 시간평균 레이 놀즈수가 10000인 경우에 대하여 Strouhal수가 0.0005에서 0.05 그리고 맥동속도진폭 이 0.8이하인 맥동류에 대한 열전달 특성을 제시하였다.

• 태양에너지
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• 제15권3호
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• pp.91-103
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• 1995

튜브 내의 입구영역에서 대류와 비회복사(mon-gray radiation)가 동시에 일어날 때의 열전달 특성을 수치해석적으로 연구하였다. 작동유체는 이산화탄소, 수증기, 질소의 혼합가스라 하였고, 유동은 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 층류 유동으로 가정하였다. 복사전달방정식을 풀기 편하게 하기 위해 P-1 근사법이 사용되었고 혼합가스의 비회흡수계수(non-gray sbsorption coefficient)는 지수광폭밴드모형(exponential wide band model)을 이용해서 구하였다. 열전달 특성에 대한 온도조건의 영향을 조사하기 위해 튜브의 축방향에 대한 평균온도와 뉴셀트수(Nusselt number)의 변화를 몇 가지 다른 온도조건에 대해 나타내었다. 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 경우의 뉴셀트수를 속도장은 완전히 발달되어 있고 온도장만 발달하는 경우의 뉴셀트 수와 비교하였다. 또한, 가스의 성분조성이 대류와 비회복사 뉴셀트수에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.1-9
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• 1999

층류 유동을 기준으로 형성된 압력구배기법의 적용성을 난류유동에 대하여 검증하였다. 압력구배기법은 압력 자체보다는 연속방정식을 이용하여 구한 압력의 구배를 활용하므로서 유동장의 해석에 질량보존의 물리적 법칙을 용이하게 반영할 수 있는 특징이 있다. 압력구배기법은 모든 유동변수를 한 점에 위치시키고 압력구배는 그 사이에 위치시키는 준 엇갈림 좌표계를 기준으로 형성되었다. 이러한 격자계는 프로그램하기가 용이하며 유동의 물리적 특성을 올바로 반영할 수 있는 장점이 있다. 난류유동에 대한 검증은 저 레이놀즈수 $\kappa$-$\varepsilon$ 모델을 이용하여 완전히 발달한 채널유동, 후향계단유동, 원추형 디퓨저유동 등에 대하여 수행하였다. 이러한 해석결과로부터 압력구배기법은 난류유동의 해석에 적용이 가능한 것으로 판단된다. 그러나 압력구배기법은 계산시간이 다소 길게 요구되며 압력구배식의 적정 $\gamma$를 구하는 방법이 용이하지 않아 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.891-896
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• 2011

본 연구에서는 사각 마이크로 채널의 열전달 특성을 연구하기 위한 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 시료의 채널 수력직경은 $700{\mu}m$이며, 채널의 개수는 20개이다. 작동유체는 물이며, 작동유체의 입구 온도는 $20^{\circ}C$ 이다. 실험 변수는 Reynolds 수 400 ~ 800 및 열 유속 35 ~ 85 kW/$m^2$ 이다. 결과로, Reynolds 수가 큰 경우일수록 대류 열전달 계수가 증가하는 것으로 나타났으며, 열적으로 완전히 발달 된 영역에 대하여 대류 열전달 계수는 약 4.6 ~ 6.4 kW/$m^2^{\circ}C$로 나타났다. 또한, 사각 마이크로 채널에서의 열적 입구길이는 Reynolds 수가 커지는 경우일수록 길어지는 것을 알 수 있었으나, 열 유속의 변화는 입구길이에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과로 완전히 발달된 유동영역에 대하여 사각 마이크로 채널의 열적 특성을 나타내기 위한 Nusselt 수 상관식을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제17권1호
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• pp.45-54
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• 1993

동심 이중관내에서 사각돌출형 조도요소에 의한 비대칭 난류유동과 열 전달특성을, 열전달과 마찰계수에 미치는 조도의 합성효과를 조사하기 위해, 연구하였다. 이론해석에서는 한쪽면에 거칠기가 있는 평행평판의 유동에 대한 수정 플란틀 혼합길이(mixing length)이론의 난류모델을 속도분포와 마찰계수를 구하는데 사용하였다. 최대속도지점에서 안쪽과 바깥쪽의 두 속도형상들은 힘의 평형에 의해 매치(match) 시켰다. 그리고나서, 온도 분포와 열전달 계수를 계산하였다. 속도형상과 마찰계수들의 해석결과는 실험과 매우 잘 일치하였다. 마찰계수와 Nusselt number에 미치는 조도비, 조도에 대한 피치비, 그리고 반경비등과 같은 여러 변수들의 효과들을 조사하였다. 본 연구는 일정 임의의 조도 요소들이 전체적 효율 측면에서 볼 때 유리하게 열전달을 향상시킨다는 것을 증명하였다.