This study explained the effects of radiation, magnetic field, and nanoparticle shape on the peristaltic flow of an Upper-Convected Maxwell nanofluid through a porous medium in an asymmetric channel for a better understanding of cooling and heating mechanisms in the presence of magnetic fields. These phenomena are modeled mathematically as a system of non-linear differential equations, that are solved under long-wavelength approximation and low Reynolds number conditions using the perturbation method. The results for nanofluid and temperature described the behavior of the pumping characteristics during their interaction with (the vertical position, thermal radiation, the shape of the nanoparticle, and the magnetic field) analytically and explained graphically. Also, the combined effects of thermal radiation parameters and some physical parameters on pressure rise, pressure gradient, velocity, and heat distribution are pointed out. Qualitatively, a reverse velocity appears with combined high radiation and Grashof number or combined high radiation and low volume flow rate. At high radiation, the spherical nanoparticle shape has the greatest effect on heat distribution.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.20
no.4
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pp.94-103
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2016
A regeneratively-cooled channel in a liquid rocket engine is used to effectively cool a combustion chamber inner wall from hot combustion gas, and the heat transfer/pressure loss characteristics should be predicted in advance to design cooling channels. In the present research, five cooling channels with different geometric dimensions were designed and the channels were respectively manufactured using cutter and endmill. By changing coolant velocity and downstream pressure, the effects of manufacturing method, channel shape, and flow condition on pressure losses were experimentally investigated and the results were compared with the analytical results. At same channel shape and flow condition, the pressure loss in the channel machined by the cutter was lower than that by the endmill. It was also found that the pressure loss ratio between the experimental result and the analytical data changed with the channel shape and flow condition.
We deal with a sensitivity analysis of an optimal shape control problem for the stationary Navier-Stokes system. A two-dimensional channel flow of an incompressible, viscous fluid is examined to determine the shape of a bump on a part of the boundary that minimizes the viscous drag. By using the material derivative method and adjoint variables for a shape sensitivity analysis, we derive the shape gradient of the design functional for the model problem.
Sohn, Sangho;Shin, Jeong-Heon;Kim, Jungchul;Yoon, Seok Ho;Lee, Kong Hoon
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.30
no.4
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pp.175-185
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2018
This research investigates the internal flow and heat transfer in a plate heat exchanger with chevron shape by utilizing the computational fluid dynamics (CFD) software. The basic unit of the plate heat exchanger is generally composed of a hot channel, an intermediate chevron plate, and a cold channel. Several studies have reported experimental and numerical simulation of heat transfer and pressure drop. This study focused on the detailed numerical simulation of flow and heat transfer in the complicated chevron shape channel. The long chevron plate was designed to include 16 chevron patterns. For proper mesh resolution, the number of cells was determined after the grid sensitivity test. The working fluid is water, and its properties are defined as a function of temperature. The Reynolds number ranges from 900 to 9,000 in the simulation. A realizable $k-{\varepsilon}$ model and non-equilibrium wall function are properly considered for the turbulent flow. The friction factors and heat transfer coefficient are validated by comparing them with existing empirical correlations, and other patterned flow phenomena are also investigated.
Journal of information and communication convergence engineering
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v.10
no.2
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pp.200-204
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2012
This study has presented the analysis of breakdown voltage for a double-gate metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) based on the doping distribution of the Gaussian function. The double-gate MOSFET is a next generation transistor that shrinks the short channel effects of the nano-scaled CMOSFET. The degradation of breakdown voltage is a highly important short channel effect with threshold voltage roll-off and an increase in subthreshold swings. The analytical potential distribution derived from Poisson's equation and the Fulop's avalanche breakdown condition have been used to calculate the breakdown voltage of a double-gate MOSFET for the shape of the Gaussian doping distribution. This analytical potential model is in good agreement with the numerical model. Using this model, the breakdown voltage has been analyzed for channel length and doping concentration with parameters such as projected range and standard projected deviation of Gaussian function. As a result, since the breakdown voltage is greatly changed for the shape of the Gaussian function, the channel doping distribution of a double-gate MOSFET has to be carefully designed.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.33
no.11
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pp.65-73
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2005
The compressible flow of reactive fluid is investigated by using the transonic small-disturbance (TSD) model and the one-step first-order Arrhenuis chemical reaction. The fluid flow is restricted to dilute premixed reactions with small heat release. The effects of channel shape and Mach number on transonic combustion are studied by numerical analysis. The results show that the channel divergence increases the chemical reaction within the given channel length whereas the channel convergence inhibits the chemical reaction near the outlet and that increasing the inlet flow Mach number at a fixed reaction rate causes the flow acceleration in a diverging channel and the appearance of weak shock waves which do not show in the inert flow case. It also helps to increase the pressure and temperature near the diverging channel outlet and to consume the reactant within the given channel length.
This study focuses on part quality and cycle times under gas-assisted injection molding (GIM) of box shape molded parts. The position of the gas channel was established near to parting line at the end of last locations to fill. Applied hot runner and valve gates, the gas was introduced directly into the mold cavity via gas pin. As GIM was applied, the conclusion reached as follows. I) The quality of appearance was improved by reducing sink marks and scratches of texture. ii) The reliability was improved by preventing warpages and reinforcing rigidity through optimum gas channel layout. iii) It is enable to use small size of injection molding machine step by step as GIM was accomplished low pressure and reduced clamp forces against CIM. iv) The productivity were improved by reducing cycle times.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.28
no.9
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pp.1051-1057
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2004
A numerical optimization procedure for the shape of three-dimensional channel with angled ribs mounted on one of the walls to enhance turbulent heat transfer is presented. The response surface method is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Wavier-Stokes analyses of flow and heat transfer. SST turbulence model is used as a turbulence closure. Computational results for local heat transfer rate show reasonable agreements with experimental data. The pitch-to-height ratio of the rib and rib height-to-channel height ratio are set to be 9.0 and 0.1, respectively, and width-to-rib height ratio and attack angle of the rib are chosen as design variables. The objective function is defined as a linear combination of heat-transfer and friction-loss related terms with weighting factor. Full-factorial experimental design method is used to determine the data points. Optimum shapes of the channel have been obtained in the range from 0.0 to 0.1 of weighting factor.
The present analysis deals with a numerical procedure for optimizing the shape of elliptical dimples in a cooling channel. The three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) analysis is employed in conjunction with the SST model for predictions of the turbulent flow and the heat transfer. Three non-dimensional geometric design variables, such as the ellipse dimple diameter ratio, ratio of the dimple depth to the average diameter, and ratio of the distance between dimples to the pitch are considered in the optimization. Twenty-one experimental points within design space are selected by Latin Hypercube Sampling. Each objective function values at these points are evaluated by RANS analysis and producing optimal point using surrogate model. The linear combination of heat transfer coefficient and friction loss related terms with a weighting factor is defined as the objective function. The results show that the optimized elliptical dimple shape improves considerably the heat transfer performance than the circular dimple shape.
This paper presents an in-depth study of a UWB indoor radio channel between 1 and 9 GHz, which was used for the subsequent development of a new statistical UWB multipath channel model, focusing on short range indoor scenarios. The channel sounding process was carried out covering different indoor environments, such as laboratories, halls or corridors. A combination of new and traditional parameters has been used to accurately model the channel impulse response in order to perform a precise temporal estimation of the received pulse shape. This model is designed specifically for UWB digital systems, where the received pulse is correlated with an estimated replica of itself. The precision of the model has been verified through the comparison with measured data from equivalent scenarios and cases, and highly satisfactory results were obtained.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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