• 전기화학회지
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• 제9권4호
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• pp.170-177
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• 2006

고분자 전해질 연료전지의 분리판의 유동채널 설계는 고전류밀도에서 발생하는 농도분극에 직접적인 영향을 줄 뿐 아니라 생성되는 물의 효과적인 전달을 위하여 매우 중요하다. 평행류 유로와 interdigitated 유로의 성능비교를 위하여 연료극과 공기극이 포함된 완전한 형태의 고분자 전해질 연료전지의 3차원 수치해석모델을 개발하였다. 수치해석모델을 사용하여 평행류 유동장과 interdigitated 유동장의 압력강하, 채널간의 물질전달, $H_2O$와 $O_2$의 농도 분포 그리고 i-V 성능을 비교하였다. 그 결과 물질전달에서 채널간의 대류에 의한 물질전할이 더욱 우수한 interdigitated 유동채널에서 성능이 더 높게 나타났으며 압력강하는 보다 크게 나타나 설계시 두가지 성능에 대한 상호보완이 필요함을 알 수 있었다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 1999년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.248-250
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• 1999

• 동력기계공학회지
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• 제10권1호
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• pp.25-33
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• 2006

거칠기가 한 벽면과 두 벽면에 설치된 사각채널에서 비압축성 유체유동과 열전달을 조사하기위해 3차원 수치모사를 행하였다. CFX (version 5) software package 를 사용하여 계산하였다. 거친 벽은 $45^{\circ}$경사진 거칠기가 설치되어 있다. 채널의 4 벽면은 일정한 열 유속으로 가열하였다. 수치계산 결과는 실험값과 잘 일치 하였다. 연구의 조건은 거칠기 피치와 높이의 비가 8이고, 거칠기 높이와 채널 수력직경의 비가 0.067이며, 레이놀즈수의 범위는 7,600에서 24,900이었다. 연구의 결과는 열전달계수와 마찰계수는 사각채널에서 거친 벽면의 수가 클수록 증가 함을 보였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제7권3호
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• pp.53-59
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• 2002

A two-dimensional laminar flow through a channel with a pair of symmetric vertical fins is investigated. At far up- and down-stream from the fins, the plane Poiseuille flow exists in the channel. The Stokes flow for this channel is first investigated analytically and then the other laminar flows by numerical method. For analytic method, the method of eigen function expansion and collocation method are employed. In numerical solution for laminar flows, finite difference method(FDM) is used to obtain vorticity and stream function. From the results, the streamline patterns are shown and the additional pressure drop due to the attached fins and the force exerted on the fin are calculated. It is clear that the force depends on the length of fins and Reynolds number. When the Reynolds number exceeds a critical value, the flow becomes asymmetric. This critical Reynolds number Re/sub c/ depends on the length of the fins.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.545-550
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• 2001

A two-dimensional laminar flow through a channel, on which a couple of symmetric vertical fins are attached, is investigated. The stokes flow for this channel flow is investigated analytically and laminar flow numerically. For analytic solution, the method of eigen function expansion and collocation method are employed. For numerical solution, finite difference method(FDM) is used to obtain vorticity and stream function. From the results, streamline patterns are shown and the pressure drop due to the attached fins is calculated, which depends on the length of fins and Reynolds number. While $Re, streamline pattern is symmetric, a pair of additional asymmetric solutions appear for $Re>Re_c$, where the critical Reynolds number $Re_c$ depends on the length of the fin.

• 기계저널
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• 제42권4호
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• pp.42-45
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• 2002

이 글에서는 카오스의 이론적인 관점에서 성공적이라 할 수 있는 3차원 유동의 적용 예 중에서 산업적으로 관심의 대상이 될 수 있는 파이프 유동에서의 혼합증진, 혼합탱크 내의 혼합증진, 단축압출기에서의 혼합증진, 그리고 마이크로 채널 유동에서의 혼합증진 등 네 가지 유동에 대해 소개하도록 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.185-189
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• 2010

본 연구에서는 진동자를 이용하여 채널 내 공기 중 산소의 확산을 증대시키는 방법을 고안하였다. 왕복 유동 시 물질 전달을 지배하는 두 가지 요소인 왕복 유동 주파수와 왕복 유동 거리가 채널 내의 길이방향 확산에 어떤 영향을 미치는지에 대해 선행연구 결과를 이용한 이론적 해석을 통하여 보여주었으며, 이러한 채널내의 길이방향 확산 량의 증가가 스택 성능에 미치는 영향에 대해 알 수 있었다. 스택의 채널 내의 길이방향 확산량은 연료전지가 반응하는 반응량에 비례하게 되며, 따라서 스택내의 길이방향 확산 량을 늘려주는 만큼 연료전지의 최고 파워 밀도가 늘어나게 된다. 이러한 길이방향 확산 량을 증가시키기 위해서는 왕복 유동이 좋은 방법이 되며, 연료전지 운전 시 왕복 유동의 주파수를 증가시키게 되거나 왕복 유동의 거리를 증가시킬수록 채널 내의 길이방향으로 확산 량이 증대되게 된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권8호
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• pp.72-81
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• 2004

초고속 지상 운행체에 대한 풍동실험을 통하여 단단한 채널과 운행체 사이에 발생하는 공력 상호작용을 연구하였다. 풍동실험시 유속은 30m/see에서, 단위길이당 레이놀즈수는 $3.1{\times}10^5/m$였다. 가변지면과 안내로와 같은 실험장치들이 이 실험을 위해 사용되었다. 운행체는 지면과 운행체 사이의 거리가 가까워질수록, 안내로 사이의 간격이 좁아질수록 양력은 급격히 증가하였고, 항력은 미세하게 감소하였으며, 키놀이 모멘트는 억제되어 정안 정성을 증대시켰다. 연선을 사용한 유동가시화를 통하여 운행체가 채널 내를 운행할 때의 유동 특성을 채널이 없는 경우와 비교하였고 공력측정 결과를 뒷받침하였다. 채널 지연과 안내로의 영향으로, 운행체 하부에서의 유동은 날개의 익단판 외부로 흐르지 못하며, 이것이 운행체 양력증가의 주요 원인이 되었다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.69-76
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• 2018

본 연구에서는 가스터빈 블레이드의 필름 냉각에서 45도 리브가 있는 냉각채널의 필름 홀 위치가 블레이드의 표면냉각 성능에 미치는 영향을 전산유체해석 기법을 통하여 분석하였다. 또한 냉각채널의 리브 유무의 영향을 동일 분사율에 대해서 고찰하였다. 수치해석 도메인은 3차원으로 구성하였고 상용코드(Fluent ver. 17.0)를 사용하여 정상상태 조건 하에서 수치해석을 진행하였다. 그 결과를 바탕으로 블레이드 표면에서의 냉각효율, 유속, 유선, 압력 계수를 비교 분석하였고 홀 위치의 변화가 리브 구조에 의해 유발되는 이차 유동의 토출에 미치는 영향을 고찰하였다. 수치해석 결과로부터 리브가 설치되어 있는 경우 냉각채널의 내부유동은 상부에서 반시계 방향 및 하부에서 시계 방향의 와류쌍을 형성하는 것을 확인할 수 있었다. 리브가 있는 채널의 경우 리브에 의하여 발생한 와류유동이 홀 출구 부근에서 더 높은 압력 차이를 유발하여 리브가 없는 경우보다 최소 12% 이상의 높은 냉각 효율을 나타냈다. 또한 리브가 있는 채널 중에서 홀이 좌측에 위치한 경우(Rib-Left) 리브에 의하여 발생한 이차 유동이 홀 부근의 벽면에 부딪혀 홀 경사각 방향으로의 유동이 형성되는 것을 확인하였다. 블레이드 표면으로 토출된 냉각기체가 주 유동 경계층 내부에서 머무는 영역이 다른 케이스에 비하여 넓기 때문인 것으로 사료된다. 또한 이 경우 홀 출구 부근에서 가장 큰 압력 계수 차이를 나타내었고 이로 인하여 냉각기체의 토출이 촉진되어 냉각효율이 다소 증가하였다.