• 한국기계기술학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.23-30
• /
• 2011

본 연구는 산업용 열교환기 및 상용 파이프의 최적 설계를 위하여 열교환기 내의 사각형 단면 파이프의 shear-thickening 비뉴톤 유체의 압력강하 및 대류 열전달률을 수치해석적으로 수행하였다. shear-thickening 유체의 구성 방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 확장 멱법칙 모델을 채택하였다. 파이프 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 확장 레이놀즈 수의 곱은 기존 연구의 비교자료와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.018% 및 0.06% 내에서 일치함을 보였고, 대류 열전달률을 의미하는 뉴셀트 수는 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 멱법칙 영역에서 각각 0.025% 및 0.14% 내에서 일치함을 보였다. 비뉴톤 확장 멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 shear-thickening 유체를 열교환기 또는 상용파이프 내의 사각형 단면 파이프 내에서 사용하면 유동지수(n)에 따라서 뉴톤 유체보다 최대 160%의 압력강하를 증가시켰고 최대 14%의 대류 열전달 감소를 발생시킬 수 있었다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.51-57
• /
• 2012

본 연구는 컴팩트한 열교환기의 설계를 위하여 열교환기 내의 원형 단면 도관의 유변 유체의 압력 강하 및 대류 열전달률을 수치해석적으로 수행하였다. 유변 유체의 구성방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 수정 멱법칙 모델을 채택하였다. 도관 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 수정 레이놀즈 수의 곱은 기존 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 유변 멱법칙 영역에서 각각 0.01% 및 0.004% 내에서 일치함을 보였고 유변 수정멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 유변 유체를 열교환기 내의 원형 단면 도관 내에서 사용하면 뉴톤 유체보다 최대 58%의 압력강하를 감소시켰고 최대 9%의 대류 열전달 증가을 발생시킬 수 있었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제9권6호
• /
• pp.81-90
• /
• 1990

유체 동역학에서, 난류에 의해 수중 구조물에 가해지는 압력과 전단력의 측정은 중요한 문제이 다. 이러한 유체의 흐름에 의한 압력과 전단력, 나아가 유체의 흐름방향까지 시간과 거리의 함수로 측정 할 수 있는 새로운 탄성표면파 센서가 개발되었다. 센서는 압축 인장형 전단력을 받는 두 개의 표면파 와 흐르는 유체 속의 표면파의 속도차는 또한 유체흐름에 의해 가해지는 압력에 비례한다. 정지류 속의 표면파와 흐르는 유체 속의 표면파의 속도차는 또한 유체흐름에 의해 가해지는 압력에 비례한다. 이 센 서를 응력 로젯과 같이 배열하면 유체의 진행방향도 함께 측정할 수 있다. 표면파 센서는 넓은 주파수 대역에 걸쳐 사용이 가능하므로, 적절히 설계하면 유체의 흐름에 의한 표면력과 유체의 진행방향을 동 시에 거리와 시간의 함수로서 국부적으로, 광역적으로 측정할 수 있다.

• 공업화학
• /
• 제21권3호
• /
• pp.258-264
• /
• 2010

대형 선박과 발전소 및 화학 공장 등을 구성하는 배관 및 계통은 다양한 구성요소들로 이루어져 있다. 밴드, 티, 급격 확대, 급격축소, 오리피스와 같은 이러한 구성요소들은 시스템 전체의 압력강하를 유발한다. 집중변수모델을 사용하여 구성요소들에 의한 압력손실은 계산할 시에는 압력손실계수인 k-factor가 제공되어야 한다. 일반적으로 많은 공학 분야에서 k-factor의 계산에 Idelchik 모델이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 전산유체역학 해석을 통하여 압력손실계수를 계산하고 그 결과를 Idelchik이 제안한 압력손실계수와 비교하였다. 이는 복잡한 유동영역의 압력손실계수 계산에 전산유체역학 코드의 활용성을 검증하기 위함이다. 해석결과, 레이놀즈 응력 모델이 압력손실계수를 가장 잘 예측하고 있다. 전산유체역학을 통한 압력손실계수 평가는 사용된 난류모델에 영향을 받지만 압력손실계수를 잘 예측하고 있으므로 압력손실 계산에 전산유체역학 코드를 사용하는 것은 타당하다고 판단된다.

• 유변학
• /
• 제10권1호
• /
• pp.31-37
• /
• 1998

전기장이 인가되고 있는 유로를 유동하는 전기유변유체의 기본성질을 파악하기 위 한 실험 및 해석적 연구를 수행하여 빙햄유체로서의 유효성에 대해 알아보고 전기장과 유로 면 형상 및 진동유동으로 인한 영향에 대해 조사함으로써 ER밸브 및 ER대퍼로의 응용과 관련한 감쇄력 제어에 대해 검토하였다. 첫 번째 실험은 ER밸브의 높이가 2mm인 적극면이 평탄한것과 요철로 된 것을 사용하여 압력손실을 압력변환기로 측정함으로써 전기장 및 유 로형상에 대한 영향을 알아보았다. 압력손실 및 전단응력이 전기자세기와 함수관계를 가짐 을 알수 있었고 전기장세기와 유속의 변화시 손실계수에 의한 ER효과의 상이함이 확인되었 으며 레이놀즈수가 커지면 항복전단응력의 영향은 나타나지 않았다. 두 번째 실험은 실린더 를 정현파로 진동시켜 ER밸브에서 감쇠력제어가 가능한가를 알아보고 빙햄유체모델로 설계 된 ER댐퍼의 모델과 비교하였다. ER배르와 ER댐퍼의 수학적 모델을 시뮬레이션한 결과는 약간 벗어남이 보이기는 하나 실험결과와 일치하요 있다. 이것은 ER유체를 단순히 빙행유 체로 취급할수없으나 거시적으로는 빙햄유체로 취급할수 있음을 시사한다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제2회(2013년)
• /
• pp.393-397
• /
• 2013

관내의 유량을 제어하는 볼 밸브(ball valve)는 개폐각도(opening degree)가 커짐에 따라 출구에서 유속이 증가하고 밸브(valve)의 입 출구 간 압력강하(pressure drop)가 증가한다. 출구에서의 압력이 작동유체의 포화증기압보다 낮아질 때 공동현상(cavitation)이 발생한다. 관내에서의 공동현상은 배관시스템의 진동 및 소음, 부식 등에 있어서 악영향을 미칠 수 있으므로 설계에 매우 중요한 요소이다. 버터플라이 밸브를 비롯한 다른 밸브에서는 공동현상감소에 대한 연구가 많이 이루어졌다. 이에 본 연구에서는 볼 밸브 내 유동 특성(characteristic of flow)과 볼 밸브의 입출구간 압력강하를 줄이는 연구를 수행하였다. 개폐 각도와 그에 따른 압력강하와의 관계를 Edison_전산열유체를 사용하여 분석하고 공동현상을 감소시킨 볼 밸브의 설계를 제시 하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
• /
• pp.163-166
• /
• 2002

21세기에 가장 시급하게 확보되어야 하는 기술은 BT (Biotechnology)와 NT(Nano technology)를 접목시키는 기술이다. 특히, 이들을 종합한 MEMS에 관한 연구는 가장 광범위한 분야에서 활발하게 이루어지고 있어 그 기술적 가치가 점차 중요시되고 있다 본 연구는 Simulation을 통하여 Bio-MEMS기술에서 사용되는 미세Pump 내에서의 유체흐름을 Fluent 프로그램을 사용하여 알아보고자 하였다. 즉, 미세Pump 내로 유체가 흐를 경우, 유체의 압력변화나 온도 변화 및 Model에 따른 유동의 흐름을 관찰하여 미세pump 내에서의 최적의 외부조건과 최적의 Pump모델을 알아보고자 실험하였다. 유동의 흐름을 조사해 본 결과 Chamber의 유무에 따라 압력과 온도의 변화를 관찰할 수 있었다. Chamber가 있는 경우 압력의 변화가 적었고 온도의 변화 또한 적었다. 따라서 Chamber가 있는 Pump가 유체의 흐름에 영향을 적게 줌을 알 수 있었으며 이는 Chamber가 있는 Pump를 설계하는 것이 필요하다고 할 수 있다.

• 유변학
• /
• 제6권2호
• /
• pp.129-138
• /
• 1994

공압출되는 sheet die에서 고분자 물질의 비등온 유동유동을 수치모사하였다. 유변학 적 식으로 power-law model을 사용하였고, 격자생성법을 이용한 유한차분법을 사용하였다. 수치계산을 통해 수축채널에서의 온도 분포를 구해보고 점도가 채널에서의 온도 분포를 구 해 보고 점도가 채널에서의 압력강하 및 신장속도에 미치는 영향을 알아보았다. 압력강하는 외부 유체의 점도 및 heat dissipation의 영향을 크게 받았다. 신장속도는 외부 유체의 점도 가 증가함에 따라 커진 반면 내부 유체의 점도가 증가함에 따라 커진반면, 내부 유체의 점 도증가에 따라 감소하였고, heat dissipation에 의해 증가하였다.

• 에너지공학
• /
• 제7권1호
• /
• pp.44-56
• /
• 1998

분리형 히트파이프식 열교환기는 증발기와 응축기를 폐열원과 열풍이 필요한 곳에 분리설치하고 증기 및 액체의 연락관으로 두 열교환기를 연결하여 하나의 폐루프를 구성하고 증발기와 응축기의 설치 높이차에 의해 작동이 이루어지는 것이다. 따라서 고온 및 저온유체의 병류 및 향류의 혼합배치가 용이하다는 장점이 있으나, 고온유체의 온도가 높을 경우에는 포화증기의 압력이 높아져 파이프가 견딜 수 있는 사용한계를 초과하게 될 수 있다. 또한 너무 낮으면 증기의 비체적증가와 함께 유속의 증가로 압력손실이 커져 설치높이차를 크게 하던지 증기연락관의 직경을 크게 하여야 하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 설계과정에서 고온유체 및 저온유체의 온도, 유량 등이 정하여진 상태에서 병류 및 향류로 배치하는 경우에 분리형 히트파이프식 열교환기를 Lmtd방법으로 설계하고, 고온 및 저온유체의 온도 및 유량이 실제 운전과정에서 변화가능한 범위에 대해 Ntu 방법으로 열교환량,포화증기압력 및 압력손실에 따른 증발기와 응축기의 설치높이차 등에 대한 가동특성을 고찰하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2014년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.216-216
• /
• 2014

과거 유체 유발 진동(FIV : Fluid Induced Vibration)은 배관계 설계 하중에 고려되지 않은 설계 하중이었다. 하지만, 원자력 발전소 또는 화력 발전소의 배관형상이 복잡하고 고온수가 배관 내부에서 유동하는 배관계에서 육안으로 관측이 가능한 배관진동이 발생하였다. 이에 배관 진동에 대하여 원인 분석과 배관 구조 건전성 평가에 관심을 가지게 되었다. 배관 진동은 배관 형상에 따라 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동이 하나의 원인이며, 고온수가 유동하는 배관일수록 압력 변동에 대한 배관 진동이 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동을 불규칙 수력하중이라고 한다. 본 연구에서는 배관 내부에서 난류 유동으로 발생하는 불규칙 수력하중을 유동해석을 이용하여 PSD(Power Spectral Density)로 산출하고, PSD 하중을 이용하여 불규칙 구조 응답 해석을 수행하여 배관계 응력 분포에 대하여 연구하였다. 배관 내부 난류 유동에 대한 불규칙 수력하중은 DES 난류 모델을 사용하여 시간에 대한 배관 내부 표면의 유체 속도를 유동 해석으로 산출하였으며, 유체 속도를 동압으로 계산한 후 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 PSD 하중으로 산출하였다. 그리고 불규칙 구조 응답 해석에서 배관 내부 유체 영향에 대한 진동 감쇠를 표현하기 위하여 유체 질량을 산출하고, 배관 구조 해석 모델 표면에 질량을 입력하는 방법으로 배관 고유진동수 및 불규칙 구조 응답 해석을 수행하였다.