• Title/Summary/Keyword: 전단 유동

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Examples of One-Dimensional Dissipative Instabilities in Simple Shear Flow as Predicted by Differential Constitutive Equations (단순전단유동에서 미분 구성방정식의 일차원적 불안정거동예)

  • 권영돈
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.7 no.3
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    • pp.192-202
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    • 1995
  • 이연구에서는 유변학 구성방정식이 나타내는 일차원 불안정성의 몇가지 예를 보였 다. 안정성 해석을 위하여 맥스웰형 미분구성방정식 Giesekus, Leonov, Larson 모델을 선택 하였다. 나타난 불안정성은 단순전단유동에서의 정상유동곡석이 무제한적 단수증가성을 위 배할 때 발생한다. 단순전단유동에 부과된 섭동하에서 Giesekus와 Larson 모델이 일정영역 의 무델계수와 전단율속도값에서 불안정 거동은 관성력을 고려하지 않은 경우에도 발생함이 증명되었다. 끝으로 이러한 불안정 거동을 개선하는 몇가지 방법을 Leonv와 Giesekus 모델 에 대하여 제시하였다.

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Hysteresis Loops of cement Paste Measured by Oscillatory Shear Experiments (동적전단유동하에서 측정된 시멘트 페이스트의 히스테리시스곡선)

  • L. Erwin
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.5 no.2
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    • pp.99-108
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    • 1993
  • 시멘트 페이스트의 비선형적 점탄성 거동을 연구하기 위해 동적인 전단 유동 시험 이 수행되었다. 전단응력과 전단변형 또는 전단변형율간의 관계를 보여주는 히스테리시스 곡선을 얻기 위하여 전단응력이 연속적으로 측정되었다. 이는 기존의 주파수 혹은 변형의 증가에 의한 실험(frequency or strain sweep experiment)과는 달리 저자에 의해 수정된 점 성계(HAAKE Model RV20/RC20/CV20N)의 조정프로그램을 이용하여 수행되었다. 동적 전 단유동시험에서 얻어진 히스테리시스곡선은 시멘트 페이스트가 전단변형을 받는 동안 선형 탄성, 입자간 연결고리의 파괴 및 점성유체 거동을 보여준다. 측정된 항복전단응력은 전단변 형율의 증가에 따라 파우어함수(Power low equation)에 의해 증가함을 보여준다.

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A Study on the Measurement of Wall Shear Rate in the Abdominal Aortic Aneurysm (복부대동맥류 벽 전단변형률 측정에 관한 연구)

  • 오성은;이계한
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.21 no.2
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    • pp.181-187
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    • 2000
  • 동맥의 일부분이 팽창하는 동맥류는 파열로 인한 높은 사망률을 야기한다. 동맥류의 발생 및 파열에는 혈관벽의 구조적 약화와 혈류에 의한 응력이 중요한 역할을 하며, 혈류에 의해 혈관벽에 가해지는 전단응력은 간접적으로 혈관벽 구조를 변화시키고, 직접적으로 혈관벽에 응력을 가하므로 동맥류 파열에 영향을 미치는 중요한 혈류역학적 인자이다. 동맥류가 자주 발생하는 복부대동맥류 모델을 제작하여 정상류와 맥동류 유동에서 광색성 염료를 이용한 유동가시화 방법으로 벽 전단변형률을 측정하였다. 벽전단변형률은 동맥류 내부에서 감소하여 음의 값을 가지며, 동맥류 최대확장부 후부에서 다시 증가하여 확장부가 끝나는 위치에서 동맥 벽에 비해 약 1.5배 정도의 큰 전단변형률 값을 가졌다. 동맥류 최대확장부 후부에서는 벽전단변형률의 방향의 바뀌며, 위치에 따른 전단변형률의 변화가 크게 나타났다. 맥동류 유동에서는 동맥류의 위치에 따라 시간에 따른 벽전단형률 파형이 측정되었다. 동맥류 내부에서는 전단변형률의 크기가 작고 그 방향이 시간에 따라 변화가 심하였으므로 혈관벽의 구조변화가 발생하기 쉬운 지역으로 지목된다. 동맥류 최대 확장부 후부는 위치 및 시간에 따른 전단변형률의 변화가 심하며, 혈관벽 응력이 최대값을 갖는 지역이므로 동맥류의 파열이 발생하기 쉬운 지역으로 예측된다.

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The Non Newtonian Flow Mechanism and Rheological Properties of Polyurethane Melts (용융 폴리우레탄의 비 뉴톤 유동 메카니즘과 유변학적인 성질)

  • Kim, Nam-Jeong
    • Elastomers and Composites
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    • v.44 no.4
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    • pp.423-428
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    • 2009
  • The non-Newtonian flow curves of polyurethane melts were obtained by using a Physica cone-plate rheometer at various temperatures. The rheological parameters were obtained by applying non-Newtonian flow equation to the flow curves for polyurethane samples. When the polyurethane samples are under increasing-decreasing shear rate modes, the hysteresis loop and thixotropic behavior were shown. Polyurethane melts behave as strong gels when they are subjected to shear flow, but when the applied stress surpasses the yield stress, they exhibit non-linear viscoelasticity. Upon decreasing shear rate, its shear stress remains smaller than the values measured in the increasing shear rate mode, because of broken of its structure.

The Effects of Blood Flow on the Formation of Cerebral Aneurysms (혈류 유동이 뇌동맥류 형성에 미치는 영향)

  • 오지순;이계한;변홍식
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.21 no.6
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    • pp.567-573
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    • 2000
  • 뇌동맥류는 뇌혈관의 일부가 풍선처럼 부풀어나는 혈관계 질환이며 뇌동맥류의 파열은 사망이나 심각한 후유 장애를 야기한다. 뇌동맥류의 다양한 발생 원인 중 혈관 내부의 혈류의 유동이 중요한 인자로 의심된다. 뇌동맥류의 형성에 미치는 혈류역학적 인자를 규명하기 위해 내경동맥에서 발생한 환자의 내경 동맥류 CT 사진을 이용하여 내경동맥류 모델을 제작하고, 모델 내부의 혈류유동장을 입자영상속도계를 이용하여 측정하였다. 동맥류가 발생한 내경동맥류 모델에서는 동맥류 원위부 목(distal neck)쪽과 반대쪽 내경동맥 벽에서 전단응력이 높게 나타났다. 동맥류 발생에 미치는 혈류역학적 인자를 규명하기 위해 동맥류를 제거한 내경모델을 제작하여 맥동유동에서 내부 유동장을 측정하였다. 심실수축기 동안 휘어진 내경동맥의 바깥쪽 벽에서 혈류의 혈관벽 부딪힘이 관찰되었으며 심실이완기 초반에도 이는 계속 유지되었다. 내경 동맥 내부의 부차적 유동특성을 연구하기 위해 동맥류 발생 위치에서 혈관 축과 수직인 평면의 유동장이 측정되었다. 혈관 단면에서는 휘어진 혈관의 바깥쪽에서 안쪽으로 시계방향의 와류가 형성되었으며, 이로 인해 혈관벽 바깥쪽과 시계방향으로 90도 정도 지역에서 전단응력이 높게 나타났다. 혈류 유동 특성과 동맥류 발생위치를 비교해 보면, 혈류의 혈관벽 부딪힘이 관찰되는 위치와 부차적 유동에 의해 전단응력이 크게 나타난 지역은 동맥류의 발생위치와 일치하였다. 따라서 혈류의 혈관벽 부딪힘과 부차적 유동에 의한 전단력이 동맥류 발생의 혈류역학적 요인으로 의심된다.

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Numerical Study of Unsteady Supersonic Flow over Tandem Cavities (초음속 비정상 직열배치공동 유동에 관한 수치적 연구)

  • Song, Byeong Ho;Park, Nam Eun;Kim, Jae Su
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.2
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    • pp.10-16
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    • 2003
  • The unsteady supersonic flow over tandem cavities has been analyzed by the integration of Navier-Stokes equations with the k-$\varepsilon$ turbulence model. The unsteady flow is characterized by the periodicity due to the mutual relation between the shear layer and the internal flow in cavities. The upwind TVD scheme based on the flux vector split with the van Leer limiters is used. The results show the principal frequency is very reasonable. The principal frequency of the rear cavity due to the front cavity has been analyzed by the combination of the several aspect ratios of cavities. In the case of the front cavity of low aspect ratio, the frequencies of tandem cavities are almost same, because two shear layers developed from each cavity are mixed and developed to one shear layer. However, in the case of the front cavity of high aspect ratio, the characteristis of frequency are very different, because the second shear layer is developed in the diffused first shear layer.

Variation of Fiber Orientation with Shear Flow of Fiber-Reinforced Cement Mortar considering 3-D Fiber Distribution (3차원 섬유분포를 고려한 섬유보강 시멘트 모르타르의 전단흐름에 따른 섬유방향성 변화)

  • Kang, Su-Tae;Kim, Jin-Keun
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.648-651
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    • 2011
  • 본 논문에서는 3차원 섬유분포를 가정하여 고유동 섬유보강 시멘트 모르타르의 유동에 따른 섬유방향성변화를 해석적으로 파악해 보았다. 유동흐름은 평면상의 2차원 완전발달 전단흐름을 고려하였다. 유동에 따른 섬유의 회전운동은 섬유간의 상호 간섭효과를 무시한 Jeffery의 기본식에 근거하였다. 굳지 않은 섬유혼입 모르타르의 유동에 따른 섬유방향성 분포 변화를 흐름선과 동일 유동거리 상의 단면에 대해 파악하였다. 그 결과, 단면 내 위치에 따라서 섬유방향성 분포 변화가 크게 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 유동거리에 따른 단면상의 섬유방향성 분포는 초기 유동거리에서 분포 형상에 큰 변화가 발생하였고, 유동에 따라 섬유가 유동방향과 나란하게 놓이는 경향이 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 섬유방향성 변화의 예측은 섬유보강 시멘트 복합체의 인장특성에 예측하는데 유용하게 사용될 것이다.

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Non-Newtonian Rheological Properties of Poly(vinyl alcohol) hydrogel (Poly(vinyl alcohol) hydrogel의 비 뉴톤 유변학적인 성질)

  • Kim, Nam-Jeong
    • Elastomers and Composites
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    • v.44 no.3
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    • pp.323-328
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    • 2009
  • The rheological properties of complex materials such as polymer melts show complicated non-Newtonian flow phenomena when they are subjected to shear flow. These flow properties are controlled by the characteristics of flow units and the interactions among the flow segments. The non-Newtonian flow curves of poly(vinyl alcohol) hydrogel were obtained in various concentrations and temperatures by using a cone-plate rheometer. By applying non-Newtonian flow equation to the flow curves for PVA hydrogel samples, the rheological parameters were obtained. The PVA hydrogel samples are shear thinning under increasing shear rate modes which result in thixotropic behavior.

Velocities Induced by Stator Arrays in a Class of Shear Flows (전단 유동중에 놓인 스테이터에 의한 유기속도)

  • E.D.,Park
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.27 no.2
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    • pp.13-20
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    • 1990
  • The interaction of the flows induced by stator blades with a ship-like wake is discussed to obtain the flow components of each with and without radial shear. The flow induced by stator blades is modeled by lifting line theory and the shear is taken to be provided by the radial gradient of the peripheral mean axial flow approximated by a logarithmic function of radius for a class of vessels. And the theory is based on the linearized Euler equations in the absence of viscosity. The results show that shear effects are relatively large at inner radii and the distribution of blade pitch angles is most effective in reducing non-uniformity.

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Analysis for the Flow and Wall Shear Stress with the Diameter Ratios of an Abdominal Aortic Aneurysm in a Pulsatile Flow (맥동 유동에서 복부 대동맥류의 직경비에 따른 유동 및 벽면전단응력 해석)

  • 모정하
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.23 no.3
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    • pp.181-187
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    • 2002
  • The objective of the present study was to two-dimensionally investigate the characteristics of flow and wall shear stress under pulsatile flow in the aneurysm which is a local dilatation of the blood vessel for pulsatile flow. The numerical simulation using the commercial software were carried out for the diameter ratios(ratio of maximum diameter of aneurysm to the diameter of blood vessel) ranging from 1.5 to 2.5 and Womersley number, 15.47. It was shown that a recirculating flow at the bulge was developed and disappeared for one Period and the strength of vortex increased with the diameter ratio Especially. at time of 3.19s. the very weak recirculating flow was developed at the left upper sites of the aneurysm. The maximum values of the wall shear stress increased in Proportion to the diameter ratio. However. the Position of a maximum wall shear stress was the distal end of the aneurysm(z = 35mm) regardless of the diameter ratios.