• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.359-366
• /
• 2014

본 연구에서는 버터플라이밸브의 고유 유량 특성을 개선하기 위해 회색 관계분석을 이용한 디스크 형상 최적화 방안을 도입하였다. Class 150의 200A 버터플라이밸브에 대해 적용하여 그 유용성을 확인하였다. 부가물 형상 파라미터의 영향 분석을 위해 직교 배열을 이용한 실험계획법을 실시하였으며, 파라미터의 영향을 회색 관계 분석과 평균 분석을 이용하여 분석하였다. 최적화를 위한 목적함수는 유량 계수를 선정하였으며, 기존 디스크 모델과 부가물 부착 모델에 대해 유동 해석을 수행하였다. 회색 관계 등급을 이용하여 평균 분석을 실시하였으며, 그 결과를 토대로 최적 형상을 결정하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제26권8호
• /
• pp.1095-1101
• /
• 2002

An experimental apparatus was prepared to investigate thermal and hydrodynamic characteristics of regenerator at cryogenic temperature under pulsating pressure condition. The regenerator was pressurized and depressurized by a compressor with various operating frequencies. Cold end of the regenerator was maintained around 100 K by means of a liquid nitrogen heat exchanger. Instantaneous gas temperature and mass flow rate were measured at both ends of the regenerator during the whole pressure cycle. Pulsating pressure drop across the regenerator was also measured to see if it could be predicted by a friction factor at steady flow condition. The operating frequency of pressure cycle was varied between 3 and 60 Hz, which are typical operating frequencies of Gifford-McMahon, pulse tube, and Stilting cryocoolers. First, the measured friction factor for typical wire screen mesh regenerator was nearly same as steady flow friction factor for maximum oscillating Reynolds number up to 100 at less than 9 Hz. For 60 Hz operations, however, the discrepancy between oscillating flow friction factor and steady flow one was noticeable if Reynolds number was higher than 50. Second, the ineffectiveness of regenerator was directly calculated from experimental data when the cold-end was maintained around 100 K and the warm-end around 293 K, which simulates an actual operating condition of cryogenic regenerator. Influence of the operating frequency on ineffectiveness was discussed at low frequency range.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권3호
• /
• pp.271-278
• /
• 2015

직교류 핀-튜브 열교환기의 대류연절달에 대해 수치해석 연구가 수행되었다. 팬위치에 따른 열전달 성능변화를 조사하기 위하여 분사와 흡입형태로서 몇 가지 팬위치가 선택되었다. 열교환기의 튜브는 엇갈림 배열이며, 튜브의 온도와 유입공기의 온도는 각각 $50^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$이다. 해석결과로부터 3차원 유동구조가 검토되었으며, 팬의 다양한 설치 위치에 따른 대류 열전달계수와 열교환기 입출구 사이의 평균 온도차에 대한 분석을 통해 열교환기 성능을 논의되었다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.197-206
• /
• 1990

본 연구에서는 수평등온평면의 가장자리에 주위물의 온도와 동일한 수평등온 평판을 부착한 모델을 사용하여 수평평면 선단의 하부에서 유체가 상부로 유입되는 것 을 방지함으로서 특별한 가정없이 단열평판의 선단에서의 경계조건을 직접 구할 수 있 었다.그리고 기존 밀도식의 복잡성과 신뢰도를 개선한 Gebhart등의 밀도식을 사용 하여 수치해석결과의 신뢰도를 증진하였다. 유한착분법을 사용하여 수평등온평면 주 위에서 일어나는 자연대류에 대한 기배방정식을 수치계산하여 주위물의 온도변화가 유 선분포, 온도분포, 국소열전달계수 및 평균 Nusselt수에 미치는 영향을 구명하였고, 상향 및 하향 수평등온면 주위에서 일어나는 자연대류의 유동형태와 열전달 특성을 비 교 검토하였다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.100-107
• /
• 2010

This paper gives new conceptual descriptions of drag reduction mechanism owing to rotating wheel and moving ground condition when dealing with automotive aerodynamics. Using Computational Fluid Dynamics (CFD), flow simulation of three dimensional automobile configuration made by Vehicle Modeling Function (VMF) is performed and the influence of wheel arch, wheels, rotating wheel & moving ground condition to the automotive aerodynamic performance is analyzed. Finally, it is shown that rotating wheel & moving ground condition decreases automotive aerodynamic drag owing to the reduction of the induced drag led by the decrease of COANDA flow intensity of the rear trunk flow.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제42권2호
• /
• pp.99-107
• /
• 2014

본 연구에서는 원격 조종 소형 비행기에서 주로 사용되고 있는 Kline-Fogleman 익형의 저 레이놀즈수 공력 특성을 분석하는 연구를 수행하였다. NACA4415와 이를 기반으로 한 Kline-Fogleman 익형의 공력특성을 비교하였다. 본 연구는 ANSYS Fluent를 활용하였으며, 유동은 비압축성으로 가정하고, 난류모델 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 이를 통하여 Kline-Fogleman 익형의 공기역학적 원리를 규명하였으며 계산된 레이놀즈수 $3{\times}10^3{\sim}3{\times}10^6$ 범위에서 Kline-Fogleman 익형이 NACA4415에 비해 양력계수가 향상됨을 확인하였다. 특히 레이놀즈수 $2.4{\times}10^5$이하의 영역에서는 Kline-Fogleman 익형의 양항비가 NACA4415에 비해 26%까지 향상되었다.

• 에너지공학
• /
• 제12권1호
• /
• pp.11-16
• /
• 2003

지상 정적 상태에 있는 항공기내 연료온도의 변화가 유한차분식에 의하여 해석되었다. 수정 Dufort-Frankel 기법의 explicit 방법에 의해 수치계산이 수행되었다. 항공기는 지상 정적상태에서 1% hot day 대기조건에 따른 태양의 복사 및 바람의 속도와 함께 반복되는 일일주기의 공기온도에 노출되어 있다고 가정되었다. 항공기는 난류유동장내에 있는 것으로 가정되었다. 항공기 표면과 외부대기사이의 열전달을 계산하기 위하여 Eckert에 의해 제안된 평판위의 난류 열전달계수가 사용되었다. 본 해석에 사용된 지배방정식은 연료에 대한 에너지방정식이다. 본 해석으로부터, 주익탱크의 연료온도가 다른 탱크들 가운데 가장 높게 나타났으며 온도변화율 또한 가장 크게 나타났다. 본 온도해석에 대한 결과는 여러 비행임무에 있어서 항공기내의 연료온도 변화 해석을 위한 초기치로서 사용될 수 있다. 또한, 본 해석방법은 항공기 열에너지 관리시스템의 해석 및 설계에 사용될 수 있다.

• 한국가스학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.23-28
• /
• 2006

본 연구에서는 LPG 용기용 가스밸브의 강도 안전성과 몸체의 경량화 해석을 9개의 밸브모델에 대하여 유한요소해석 프로그램 MARC 및 다구찌의 실험적 설계법을 사용하였다. 가스밸브의 몸체에 작용하는 Von Mises 최대응력은 밸브에 작용하는 최대가스압력 $91kg/cm^2$을 적용하여 황동밸브 구조물의 안전성을 고찰하였다. 여기서 최대압력 $91kg/cm^2$은 LPG 가스용기의 안전계수를 고려한 것으로 안전성 해석이나 최적설계를 수행하는데 충분한 작동압력이다. 밸브몸체의 자중량을 줄이기 위해 수행된 해석은 LPG가스의 유동손실을 줄이고, 최적설계에 따라 소재가격을 낮출 수 있기 때문에 설계단계에서 고려해야 할 하나의 주요변수이다. 계산결과에 따르면, 최적설계 밸브모델은 9번이고, 이때의 최적설계 변수는 가스가 통과하는 밸브의 아래쪽 A의 반경 r=10mm, 위쪽 B의 반경 r=6mm, A와 B의 연결부 파이프 길이 l=2 mm로 결정되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제27권11호
• /
• pp.1618-1629
• /
• 2003

The effects of the interaction between flow field and heat transfer caused by the longitudinal vortices are experimentally investigated using a five hole probe and a transient liquid crystal technique. The test facility consists of a wind tunnel with vortex generators protruding from a bottom surface and a mesh heater. In order to control the strength of the longitudinal vortices, the angle of attack of vortex generators used in the present experiment is 20$^{\circ}$, and the spacing between the vortex generators is 25mm. The height and cord length of the vortex generator is 20mm and 50mm, respectively. Three-component mean velocity measurements are made using a f-hole probe system, and the surface temperature distribution is measured by the hue capturing method using a transient liquid crystal technique. The transient liquid crystal technique in measuring heat transfer has become one of the most effective ways in determining the full surface distributions of heat transfer coefficients. The key point of this technique is to convert the inlet flow temperature into an exponential temperature profile using the mesh heater set up in the wind tunnel. The conclusions obtained in the present experiment are as follows: The two maximum heat transfer values exist over the whole domain, and as the longitudinal vortices move to the farther downstream region, these peak values show the decreasing trends. These trends are also observed in the experimental results of other researchers to have used the uniform heat flux method.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권4호
• /
• pp.414-420
• /
• 2011

평균전류밀도 0~2000 $A/m^2$ 의 운전범위에 대한 음극 지지형 고체산화물 연료전지의 단위셀에 대한 열응력해석을 수행하였다. 평균전류밀도가 2000 $A/m^2$ 운전에서, 단위전지 열유동에 대한 수치해석적 방법으로 얻어진 온도분포를 토대로 구조해석을 수행하였다. 온도 편차가 매우 미미한 상태 에서 이러한 유체-구조 연성 해석 방법을 통하여 완전 결합된 조건에서 최대등가응력이 전해질은 262.58MPa, 캐소드는 28.55MPa, 애노드는 15.1MPa로 계산되어 전해질에서 가장 높은 응력이 발생함 을 알 수 있었다. 또한, 마찰접합조건인 경우 마찰계수가 증가함에 따라 응력이 증가함을 알 수 있었으며, 이는 셀 내부 물질간의 결합력에 의한 응력이 지배적임을 알 수 있었다.