• Title/Summary/Keyword: 유동 불균일

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Development of New Model(Dome Type) Cold Storage Facility Using 3-D CFD Simulation (3차원 CFD 시뮬레이션을 이용한 신모델(돔형) 저온저장고 개발)

  • 양길모;고학균;홍지향
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.182-187
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    • 2002
  • 국내 저온저장고의 주류를 이루고 있는 컨테이너 박스형 저온저장고의 문제점은 재래식 제어방식으로 인한 성능저하 외에도 자체 구조적인 설계상의 문제점을 가지고 있다 이러한 구조적인 문제점을 열거하면 다음과 같다. 첫째, 한 축 방향에 설치되어있는 유니트 쿨러에서 토출되는 냉기에 의해 저장고 내의 공기를 냉각하는 형태이기 때문에 냉기의 분포가 고르지 못하여 균일한 온도 분포를 이루기 어렵다는 단점을 가지고있다. 둘째, 한 축 방향에서 토출되는 냉기가 맞은 편 벽면까지 도달해야 하기 때문에 풍속이 강해야 하며 이로 인해 저장 청과물이 냉해를 쉽게 입고 심한 증산작용에 의해 쉽게 표면건조나 중량감소를 가져온다. 셋째, 천장부와 측벽부가 90$^{\circ}$의 경사각을 가지고 있어 공기의 유동이 원활하지 못하여 에디현상으로 인한 온도나 풍속의 불균일 구간을 피해서 청과물을 저장해야 하기 때문에 그만큼 버려지는 공간이 많아 비경제적이다. 넷째, 위와 같은 문제점들 때문에 중ㆍ대형의 저온저장고를 컨테이너 박스형으로 설비 할 경우 보다 심한 온도 불균일과 냉기유동 분포를 보여 경제적인 손실이 더 커지게 되는 악순환을 낳게된다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 저온저장고의 구조적인 설계상의 문제점을 인식하고 이를 해결하고자 3차원 CFD 시뮬레이션을 이용하여 저온저장고의 새로운 모델을 설계하였다. 이론 바탕으로 직접 저온저장고의 시작기를 개발하여 저장고 내부의 역 유동과 난류유통을 해석하였다. (중략)

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Performance Characteristics Due to the Inflow Distortion near Hub in an Axial Flow Fan (축류 송풍기 허브측 불균일 유입유동 현상 및 성능 특성)

  • Jang, Choon-Man;Choi, Seung-Man;Kim, Kwang-Yong
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 2005.12a
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    • pp.663-669
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    • 2005
  • Performance characteristics of an axial flow fan having distorted inlet flow have been investigated using numerical analysis as well as experiment. Two kinds of hub-cap, round shape and right-angled front shape, are tested to investigate the effect of inlet flow distortion on the fan performance. In case of right-angled front shape, axisymmetric distorted inflow is induced by flow separation at the sharp edge of hub-cap, and the characteristics of the inflow depends on the distance between hub-cap and blade leading edge. Flow analysis of the blade passage is peformed by solving the three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. numerical solutions are validated in comparison with experimental data measured by a five-hole probe downstream of the fan rotor. It is found from the numerical results that non-uniform axial inlet velocity profile near the hub results in the change of inlet flowangle. The changed inlet flow angle near the hub invokesa flow separation on the blade surfaces, thus deteriorating the fan efficiency. The effect of the distance between hub-cap and blade leading edge on the efficiency is also discussed.

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New Constitutive Equations for Asphalt Binder Fluids (아스팔트바인더 유체를 위한 새로운 특성방정식)

  • Huh, Jung-Do
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.7 no.2 s.24
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    • pp.57-67
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    • 2005
  • Almost most of literatures treat behaviors of asphalt binders as a homogeneous single-phase fluid, but this generalization turns out to be a serious mistake. This study introduces all the characteristic equations for asphalt binders, which are modified or unmodified. Especially, characteristic equations for a unhomogeneous multi-phase fluid for modified asphalts is first time proposed. Characteristics of each equations introduced are explained by employing dynamic shear testing data actually measured for specific asphalt binders. Differences of moving behaviors and characteristic equations between a homogeneous single-phase and a unhomogeneous multi-phase fluid are emphasized. These differences help us understand which characteristic equations must be used for a given asphalt fluid and what kinds of properties must be investigated for analysis of a specific asphalt binder. Results of this study provide how to analyse modified and unmodified asphalts, and informations necessary for binder grading.

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A NUMERICAL STUDY OF FLOWFIELD AT A SUPERSONIC INLET BY CHANGING ANGLES OF ATTACK AND CHANNEL LENGTH (초음속 흡입구의 통로길이와 받음각에 따른 유동장 변화 연구)

  • Ryu, K.J.;Lim, S.;Kim, S.D.;Song, D.J.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2010.05a
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    • pp.21-27
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    • 2010
  • The flow characteristics on a supersonic inlet with bleeding system by changing angles of attack and channel length conditions are studied by computational 3D turbulent flow analysis. A compressible upwind flux difference splitting Navier-Stokes method with $k-{\omega}$ turbulence model is used to analysis the inlet flowfield. More non-uniform flowfields are shown at the AIP when angle of attack becomes bigger and bigger. These non-uniform flowfield works the performance aggravating factors of the supersonic engine. Non-uniform flowfield by changing channel length at the various angle of attack are investigated.

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Study of the Internal Flow and Evaporation Characteristic Inside a Water Droplet on a Vertical Vibrating Hydrophobic Surface (수직 진동을 이용한 가열된 고체표면 위 증발하는 액적의 내부유동 제어연구)

  • Park, Chang-Seok;Lim, Hee-Chang
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.41 no.1
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    • pp.37-46
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    • 2017
  • Thermal Marangoni flow has been observed inside droplets on heated surfaces, finally resulting in a coffee stain effect. This study aims to visualize and control the thermal Marangoni flow by employing periodic vertical vibration. The variations in the contact angle and internal volume of the droplet as it evaporates is observed by using a combination of continuous light and a still camera. With regard to the internal velocity, the particle image velocimetry system is applied to visualize the internal thermal Marangoni flow. In order to estimate the internal temperature gradient and surface tension on the surface of a droplet, the theoretical model based on the conduction and convection theory of heat transfer is applied. Thus, the internal velocity increases with an increase in plate temperature. The flow directions of the Marangoni and gravitational flows are opposite, and hence, it may be possible to control the coffee stain effect.

MULTIPLE SOLUTIONS IN NATURAL CONVECTION BETWEEN TWO HORIZONTAL PLATES WITH SMALL MAGNITUDE NON-UNIFORM TEMPERATURE IN THE UPPER PLATE (위 평판이 작은 불균일 온도를 갖는 두 수평 평판 사이의 자연 대류에서의 다중해)

  • Yoo, Joo-Sik
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.21 no.3
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    • pp.64-70
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    • 2016
  • Multiple solutions in natural convection of water with Pr=7 between two horizontal plates with small magnitude non-uniform temperature distribution in the upper plate is numerically investigated. The dimensionless temperature of upper plate is ${\theta}={\epsilon}sinkx$. Two upright cells are formed over one wave length in the conduction-dominated regime of small Rayleigh number. However, multicellular convection occurs above a critical Rayleigh number for small wave number. When k = 1.5, dual solutions are found and a transition of $6{\rightarrow}4$ eddy flow occurs with decrease of Rayleigh number. When k = 0.75, two, three, four and five multiple solutions are observed. Transitions of $14{\rightarrow}12$, $12{\rightarrow}10$, $10{\rightarrow}8$ and $6{\rightarrow}8$ eddy flow occur with decrease of Rayleigh number.

다상 나노 복합 구조를 가지는 Cu계 벌크 비정질 합금에서 불균일성 제어에 의한 특성 조절

  • Kim, Jin-U;Park, Eun-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.502-502
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    • 2011
  • 기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.

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Numerical Investigation of the Performance of a Heat Exchanger for the Inlet-outlet Area Ratio of Counter Flow Manifold (대향류 매니폴드 입-출구 면적비에 따른 열교환기의 성능특성에 관한 수치적 연구)

  • Kim, Sang-Jo;Chio, Byoung-Ik;Kim, Kui-Soon;Son, Chang-Min;Ha, Man-Young;Jeong, Ji-Hwan;Go, Jeong-Sang
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.269-273
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    • 2011
  • In present paper focused on the influence of the inlet-outlet area ratio of counter flow manifold on the flow distribution and pressure drop characteristics of a tubular heat exchanger. The characteristics of flow distribution and pressure loss can be obtained depending on the inlet-outlet area ratio. In this paper, a tubular heat exchanger can be designed with minimum flow mal-distribution and better characteristic of pressure loss by choosing the optimum inlet-outlet area ratio.

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In-line sputtering system에서 Al:ZnO 막의 대면적 증착시 가스 유동의 영향

  • Yang, Won-Gyun;Ju, Jeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.194-194
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    • 2010
  • 태양전지용 투명전도막에 사용되는 Al-doped ZnO (AZO) 막은 저가이면서도 가시광역 영역에서 갖는 우수한 투과율과 낮은 비저항을 갖는 특성 때문에 ITO의 대체 재료로서 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 양산 현장에서는 in-line type의 대형 sputtering system에서 증착하고 있으며 높은 증착 속도와 박막 특성의 균일도가 중요한 과제다. 본 연구에서는 $2\;m\;{\times}\;1\;m\;{\times}\;0.2\;m$의 sputtering system에서 기판 캐리어를 이용해서 커다란 기판을 좁고 긴 타겟의 양쪽으로 왕복 운동을 하는 swing dynamic deposition 방법으로 $272\;mm\;{\times}\;500\;mm$ 크기의 AZO target (Al 2 wt%)을 이용하여 bipolar pulsed dc로 증착하였다. 이 시스템의 배기는 TMP와 cryo pump를 이용해서 $5\;{\times}\;10^{-7}\;Torr$의 기본 진공도를 얻으며, 공정 중에는 TMP만 사용하였다. 하지만, 본 시스템의 TMP는 비대칭 적으로 한쪽에 치우쳐 설치되어 있는데, 이것이 챔버 내에서 공정 가스인 Ar의 유동의 불균일도를 초래하게 되며, 그것이 증착되는 박막의 두께 균일도 및 특성 균일도에 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 다른 기본 진공도에서 증착된 AZO 박막의 특성 차이를 알아보고 비대칭 배기 구조가 in-line type 시스템에서 어떠한 두께 및 특성 불균일도를 가져오는지, 그리고 시스템 내부에 발생시키는 압력 불균일도를 상용 3차원 전산 유체해석 프로그램인 CFD-ACE+를 이용하여 분석하였다.

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