• 한국가시화정보학회지
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• 제10권3호
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• pp.25-29
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• 2012

This paper introduces a new parameter to design the $2{\times}2$ microfluidic centrifuge with single flow rotation positioned at the center of microchamber. The dimensional centrifugal acceleration momentum flux which is defined as the interfacial momentum flux divided by distance from the center of the chamber explains the flow rotation and its threshold provides a reference to expect single flow rotation. Through the numerical and experimental visualization of the flow rotation, the number and position of flow rotation in the $2{\times}2$ microfluidic centrifuge were examined. At a channel width of $50{\mu}m$ and chamber width of $250{\mu}m$, single flow rotation was obtained over at a Reynolds number of 300, while at a channel width of $100{\mu}m$ and chamber width of $500{\mu}m$, single flow rotation did not appear. The numerical analysis showed that the threshold centrifugal acceleration momentum flux to obtain single flow rotation was $3500kg/m{\cdot}s^2$.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.55.2-55.2
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• 2010

기존의 thermal spray coating은 분사시 가스와 입자가 높은 열을 동반하여 상대적으로 차가운 기판과의 충돌되는 과정에서 기판과 입자 사이에 열응력이 발생하게 되고, 이것은 코팅 특성을 저하시킨다. 또한 고온의 가연성 가스등의 사용으로 작업 시 안전문제 등의 단점이 있었다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 분사 시 운동에너지를 주로 이용하는 cold spray coating 공정이 개발되었다. 이 공정은 코팅 입자를 임계속도 이상으로 가속시켜 입자와 기판이 충돌시 소성 변형을 통해 적층되는 코팅기술이다. Cold spray coating공정은 상온 코팅이 가능하기 때문에 주입입자의 물성이 비교적 그대로 유지되고, 고온의 열로 인한 기판의 변질을 막을 수 있다. Cold Spray coating에서 주로 원형 노즐을 사용하나 본 연구에서는 분사 효율 향상을 위한 광폭노즐을 사용하여 코팅 시간 단축을 기대하고 있다. 임계속도 이상의 입자 확보를 위하여 노즐의 expansion ratio와 노즐 shape의 변화를 주어 그에 따른 노즐내의 유동장을 수치해석을 통해 계산하였다. 분사되는 출구면과 기판 사이의 입자 속도 분포를 해석하였고, 이를 통해 임계속도 이상의 속도를 갖는 유효 입자들의 분포 및 유효 분사 면적을 예측하였다. 또한, 기존의 원형 노즐과 광폭 노즐과의 유동장 비교 및 각 노즐 분사면을 분석하여 cold spray coating공정에서의 효율적인 노즐 형상을 디자인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권4호
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• pp.1-8
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• 2009

킥모터의 정확한 성능 예측을 위해서 슬래그 적층량을 구하였다. 수치해석의 타당성을 확인하기 위해 KM 4호기의 질유량 시험값을 비교하였다. 비행 중 KM 슬래그 적층해석을 위해 각 시점별 내부유동 현상을 분석하였다. 알루미나 액적의 궤적을 통해 슬래그가 모터 내부에 적층되는 현상을 나타내었다. Fluent 6.3을 사용해서 유동현상 및 액적의 적층현상에 대한 수치해석을 수행하였다. 슬래그 적층량을 예측하기 위해 비행중의 가속도, 액적 출발점 위치, 액적의 크기 등에 대한 영향을 분석하였고 이를 고려하여 총 슬래그 양을 예측하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권11호
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• pp.1289-1301
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• 2004

Direct numerical simulation (DNS) of strongly-heated air flows moving upward in a vertical tube has been conducted to investigate the effect of gas property variations on turbulence modification. Three heating conditions(q$_1$$^{+}$=0.0045, 0.0035 and 0.0018) are selected to reflect the experiment of Shehata and McEligot (1998) at the inlet bulk Reynolds numbers of 4300 and 6000. At these conditions, the flow inside the heated tube remains turbululent or undergoes a transition to subturbulent or laminarizing flow. Consequently, a significant impairment of heat transfer occurs due to the reduction of flow turbulence. The predictions of integral parameters and mean profiles such as velocity and temperature distributions are in excellent agreement with the experiment. The computed turbulence data indicate that a reduction of flow turbulence occurs mainly due to strong flow acceleration effects for strongly-heated internal gas flows. Thus, buoyancy influences are secondary but not negligible especially for turbulent flow at low heating condition. Digital flow visualization also shows that vortical structures rapidly decay as the heating increases.s.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2536-2539
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• 2008

A study has been made on how to occur inertial oscillations in a rotating flow. The flow is considered to be induced by differentially-rotating top and bottom disks with infinite radius. The top and bottom disks are assumed to be set in motion over a finite initial start-up time duration from initial solid body rotation ($\Omega$) to each finial state, i.e., the top disk is rotating at the angular velocity (${\Omega}+{\Delta}{\Omega}$) and the bottom disk (${\Omega}-{\Delta}{\Omega}$). The system Reynolds number, which is a reciprocal of conventional Ekman number in rotating flows, is very high so that a boundary layer flow near disks is pronounced. From a strict theoretical analysis, it is clearly found the fact that inertial oscillation in a rotating flow is caused by excessive input of torque during start-up phase. Above finding comes from the following physics of theoretical result: in the case of abrupt start-up within very shorter time-duration than spin-up time scale, the inertial oscillation is magnified but it could be completely depressed in the case of mildly accelerated start-up, i.e., start-up process being established over diffusion time scale.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.881-888
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• 2017

일반적으로 다단 축류 터빈은 높은 압력비에서 유동 가속으로 인하여 특정 단에서 초킹 현상이 발생하게 된다. 초킹의 경우 유량 변화 없이 압력비만 증가하게 되며, 이러한 특성을 입구 유량 경계조건을 사용하는 일반적인 평균반경해석법을 이용하여 예측하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 초킹 영역에서의 성능을 예측하는 알고리즘을 재안하였다. 초킹 지점 이후에는 초킹이 발생하는 노즐 혹은 로터 출구 유동이 팽창하는 특성을 반영하여 고정된 유량 조건에서 압력비가 변할 수 있도록 알고리즘을 구성하였다. 이러한 결과를 다단 축류 터빈 전산해석 결과 및 실험결과와 비교하여 신뢰성을 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제22권6호
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• pp.763-772
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• 2019

There is a need to use sheath flow nozzle to detect bioaerosol such as virus and bacteria due to their characteristics. In order to enhance the detection performance depending on nozzle parameters, numerical analysis was carried out using a commercial code, ANSYS CFX. Eulerian-lagrangian approach method is used in this simulation. Multiphase flow characteristics between primary fluid and solid were considered. The detection performance was evaluated based on the results of flow field in nozzle chamber such as focusing efficiency and swirl strength. In addition, Latin hypercube sampling(LHS) of design of experiment(DOE) was used for generating a near-random sampling. Then, the acceleration section is optimized using response surface method(RSM). Results show that the optimized model achieved a 6.13 % in a focusing efficiency and 11.47 % increase in swirl strength over the reference model.

• 한국추진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.20-28
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• 2018

일반적으로 다단 축류 터빈은 높은 팽창비에서 유동 가속으로 인하여 특정 단에서 초킹 현상이 발생하게 된다. 입구 유량 경계조건을 사용하는 일반적인 평균반경해석법을 사용하는 경우 유량 변화없이 팽창비만 증가하게 되는 초킹 현상을 예측하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 초킹 영역에서의 성능을 예측하는 알고리즘을 제안하였다. 초킹 지점 이후에는 초킹이 발생하는 노즐 혹은 로터 출구 유동이 팽창하는 특성을 반영하여 고정된 유량 조건에서 팽창비가 변할 수 있도록 알고리즘을 구성하였다. 계산된 결과를 다단 축류 터빈 전산해석 결과 및 실험결과와 비교하여 신뢰성을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.41-50
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• 1994

프로펠러 주위의 비압축성 점성유동을 해석하기 위해 멀티그리드 방법을 이용한 Iterative time marching 방법이 적용되었다. 이 방법은 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 움직이는 비직교 일반 좌표계상에서 풀고 있으며, 시간에 대해서는 1차의 정확도 그리고 공간에 대해서는 2차 또는 3차의 정확도를 가지고 있으며 반복계산의 수렴속도를 가속시키기 위해서 멀티그리드방법을 사용하였다. 또한 본 방법은 Vector나 Parallel컴퓨터에 적용이 매우 간편하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구 결과와 실험치 혹은 다른 연구자의 계산 결과와 일반적으로 잘 일치하고 있으며, 멀티그리드 방법은 수렴에 필요한 CPU시간을 단축시키고 해의 정확도도 개선함을 보여주었다.

• 공업화학
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• 제27권3호
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• pp.335-341
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• 2016

본 연구에서는 지상 및 미소중력환경하에서 물리적 승화법 공정에서의 확산-대류유동에 미치는 불순물의 영향을 이론적으로 $Hg_2Cl_2-I_2$ 시스템에 적용하여 규명하는 것이다. 이론적 해석은 증기상에서 확산-대류 흐름, 열 및 물질전달을 속도 벡터 흐름, 유선, 온도, 농도 분포를 통하여 제시된다. 결정 영역에서의 전체 몰플럭스는 중력가속도와 성분 $I_2$, 불순물에 상당히 민감하게 반응한다. 성분 $I_2$을 증가시켰을 때, 농도 대류효과는 확산-대류 유동흐름을 안정화시키는 경향이 있다. 지상중력가속도의 0.001환경에서는 유동흐름은 1차원포물선의 흐름 구조를 나타내며, 확산지배형태를 보여주고 있다. $10^{-3}$지상중력가속도 이하에서는 대류 영향은 무시할 수 있다.