We have studied the nonlinear evolution of a magnetized disk of isothermal gas, which is sustained by its self-gravity. Our objective is to investigate how the Jeans, Parker, and convective instabilities compete with each other in structuring/de-structuring large scale condensations in such disk. The Poisson equation for the self-gravity has been solved with a fourth-order accurate Fourier method along with the Green function, and the MHD part has been handled by an isothermal TVD code. When large wavelength perturbations are applied, the combined action of the Jeans and Parker instabilities suppresses the development of the convection and forms a dense core of prolate shape in the mid-plane. Peripheral structures around it are filamentary. The low density filaments connect the dense core to the diffuse upper region. On the other hand, when small wavelength perturbations are applied, the disk develops into an equilibrium state which is reminiscent of the Mouschovias's 2-D non-linear equilibrium of the classical Parker instability under an externally given gravity.
튜브 내의 입구영역에서 대류와 비회복사(mon-gray radiation)가 동시에 일어날 때의 열전달 특성을 수치해석적으로 연구하였다. 작동유체는 이산화탄소, 수증기, 질소의 혼합가스라 하였고, 유동은 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 층류 유동으로 가정하였다. 복사전달방정식을 풀기 편하게 하기 위해 P-1 근사법이 사용되었고 혼합가스의 비회흡수계수(non-gray sbsorption coefficient)는 지수광폭밴드모형(exponential wide band model)을 이용해서 구하였다. 열전달 특성에 대한 온도조건의 영향을 조사하기 위해 튜브의 축방향에 대한 평균온도와 뉴셀트수(Nusselt number)의 변화를 몇 가지 다른 온도조건에 대해 나타내었다. 속도장과 온도장이 동시에 발달하는 경우의 뉴셀트수를 속도장은 완전히 발달되어 있고 온도장만 발달하는 경우의 뉴셀트 수와 비교하였다. 또한, 가스의 성분조성이 대류와 비회복사 뉴셀트수에 미치는 영향을 조사하였다.
Characteristics of flow boiling heat transfer in microchannels were investigated experimentally. The microchannels consisted of 9 parallel trapezoidal channels with each channel having 205 ${\mu}m$ of bottom width, 800 ${\mu}m$ of depth, $3.6^{\circ}$ of sidewall angle, and 7 cm of length. Tests were performed with R113 over a mass velocity range of 150~920 $kg/m^2s$, heat flux of 10~100 $kW/m^2$ and inlet pressures of 105~195 kPa. Flow boiling heat transfer coefficient in microchannels was found to be dominated by heat-flux. However the effect of mass velocity was not significant. Contrary to macrochannel trends, the heat transfer coefficient was shown to decrease with increasing thermodynamic equilibrium quality. A new correlation suitable for predicting flow boiling heat transfer coefficient was developed based on the laminar single-phase heat transfer coefficient and the nucleate boiling dominant equation. Comparison with the experimental data showed good agreement.
이온 또는 착화된 상태의 방사성핵종의 이동에 대한 착화제의 영향을 조사하기 위하여 새로운 모델이 제시되었다. 착화된 방사성핵종의 이동거동은 착화제와 착화된 방사성핵종의 열화를 포함하는 대류-확산 이동방정식에 의해 해석되었다. 이 수학적 모델은 해석적인 방법 에 의해 구해졌으며 지연요소를 조사함으로써 분석되었다. 계산결과들은 감소된 지연요소에 의해 착화된 방사성핵종의 이동속도가 이온형태의 방사성핵종보다 매우 빠름을 보여주었다. 따라서 원자력발전소로부터의 착화제의 발생과 환경으로의 유출을 감소시킬 수 있는 새로운 구제책이 필요하다고 하겠다.
본 논문에서는 고체 로켓 추진기관에서 내열재 및 단열재로 사용되는 실리카/페놀릭 복합재료의 열 반응을 고려한 열전도 수치해석을 수행하였다. 고체 로켓 추진기관의 연소 중 실리카/페놀릭의 삭마와 열분해 과정을 고려한 열전도 해석을 위해 1차원 유한차분법을 이용하여 계산을 수행하였다. 노즐벽에서의 경계조건은 대류열전달계수를 고려하였으며, 이는 적분방정식을 이용하여 계산하였다. 삭마두께 및 숯깊이 해석결과는 목삽입재 평가 모터인 TPEM-10을 이용한 시험결과와 비교분석하였으며, 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
This paper represents the numerical analysis in unsteady state on the variation of diameter and environmental velocity of carbon heating source. In general heating system, the oil and sheath heater is widely used, but these systems have many problems. So, the heating source with carbon ingredient has been researched in many country about manufacture, thermal and electrical properties. In this research, the carbon heating source was studied through numerical analysis on several conditions of unsteady state, heat generation, diameter and environmental velocity. The temperature distributions at steady state are appeared as a non-proportional linear pattern with variations of environmental velocity due to the Nesselt number with convective heat flux is proportioned to 0.805 of Reynolds number. As the radius is increasing, the temperature distributions is appeared the minus tilt because of the environmental condition is cooling by constant temperature. So, the correlation equation between temperature at steady state and environmental velocity was obtained.
본 연구에서는 일차원 St. Venat 방정식을 이용하여 한강 하류부(고안-인도교 구간)의 홍수류 특성을 분석하였다. 유한차분 모형인 NETWORK모형을 이용하여 운동량 방정식의 각항(국부가속도항, 대류가속도항, 압력항, 중력항, 마찰항)의 절대적 크기와 상대적 크기를 비교 분석하였다. 분석결과 국부가속도항과 대류가속도항이 작게 나타나고 중력항, 압력항, 마찰항 등이 대부분의 구간에서 크게 나타나서 이 세 항이 흐름을 결정하는 주요 항임을 확인할 수 있었으며 수문곡선의 상태와 하도구간에 따라서는 국부가속도항과 대류가속도항의 상대적인 비율이 무시할 수 없을 정도로 크게 나타나서 이 구간에서는 동역학적 모형이 적절한 것으로 나타났다.
Endothermic fuels are known as a probable fuel for hypersonic atmospheric flight vehicles and advanced propulsion systems, as well as cryogenic fuels. Especially, from the standpoint of the advanced regenerative cooling use, they are quite useful as a coolant fuel because of their large heat sink due to their chemical decompositions; so-called endothermic cooling effect. However, no heat transfer equations have been proposed taking into account such endothermic reactive behaviors concretely. This paper describes an analytical method for evaluation of the heat transfer rates between endothermic reacting coolant fuel and coolant-side wall in the regenerative cooling passages. Heat transfer mechanism is indicated based on a classical transport-phenomenological approach. A new relational expression of Nusselt number ratio for forcedconvective heat transfer with such endothermic reactions is also proposed by theoretical approaches using some classical hypotheses. Its applicability is assessed provisionally by comparison with confirmed results of heated tube tests for supercritical JP-7 fuel carried out at NASA Lewis Research Center, using its heat sink characteristics evaluated by United Technologies Research Center(UTRC). As a result, it has been suggested that the proposed relational equation is applicable to the evaluation of enhancement of Nusselt numbers due to such reactions in developed turbulent flows such as in the regenerative cooling passages.
'Ionic wind' is phenomenon induced by corona discharge which occurs when large electric potential is applied to electrodes with high curvature. The ionic wind has advantage that it could generate forced convective flow without any external energy like separate pump. In this study, 'pin-mesh' arrangement is utilized for experiments. First, optimization of configuration is conducted with local momentum of ionic wind behind the mesh. Empirical equation for prediction about velocity profile was derived using the measured results. Secondly, the enhancement of mass transfer rate of acetone with ionic wind was analyzed. Also, the drying efficiency using a fan which has same flow rate was compared with ionic wind for identification of additional chemical reaction. At last, the drying process of organic solvent was visualized with image processing. As a result, it was shown that the use of ionic wind could dry organic matter four times faster than the natural condition.
하천 흐름해석에서 단순화된 운동방정식을 사용한 kinematic 모델과 diffusion 모델이 full dynamic 모델에 비하여 여러 장점을 지니고 있기 때문에 수치모의에 종종 사용된다. 본 논문에서는 kinematic 모델과 diffusion 모델의 적용범위에 대하여 보다 폭넓게 사용될 수 있는 적용한계를 하천의 수로경사 $S_{02}$, 무차원의 상류측 수심증가 수 Gw 및 Froude수 Fr등 3개의 주요한 인자를 기준으로 하여 연구하였다. 이 때 적용범위는 full dynamic 방정식의 시간 가속도항, 공간 가속도항, 압력항, 중력항 및 마찰항의 상대적 크기의 비교를 통하여 도출되었다. 실험모의중에 Courant수는 0.5로 한정되었으며, 하천의 하상경사는 0.00001부터 0.05까지 변하였다. 또한, 0.1, 0.5 및 0.9의 Froude 수가 사용되었다. 본 논문에서는 kinematic 모델의 적용범위는 Froude 수가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났으나, diffusion 모델의 적용범위는 Froude 수가 증가함에 따라 감소하였다. 최종적으로 kinematic 모델과 diffusion 모델의 적용을 위한 지침으로 사용할 수 있는 9개의 그림이 제안되었으며 이 제안된 그림을 적절하게 활용할 때 하천이나 강에 흐름모의가 보다 효율적으로 이루어질 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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