Characteristics of flow and heat transfer have been studied numerically in a square duct with a periodic pressure gradient. The flow in a duct was assumed to be fully developed and constant heat flux was imposed at the surfaces of a square duct. The distributions of axial velocity and time-space averaged temperature are investigated with angular velocity and amplitude ratio at a given Reynolds number 1000. When the periodic pressure gradient was imposed axially in a duct, the reverse flow may be occurred near the duct wall. The magnitude of this reverse flow increases as the amplitude ratio increases or as the angular frequency decreases. In the ranges of the amplitude ratio and the angular velocity in present investigation, the ratio of the periodic time space averaged temperature to the nonperiodic space averaged temperature has been found to be greater than one. This means that the cooling effect at the duct walls deteriorates with a periodic situation compared with nonperiodic one.
입자강화 알루미늄 복합재의 강도를 계산하기 위하여 압밀 후 냉각할 때 일어나는 전위 펀칭을 유한요소로 모델링 하였다. 다양한 입자의 체적비에서 입자의 크기가 강도에 미치는 영향을 고려하기 위하여 강화 입자 주위에 변형률 구배 소성과 테일러 전위 모델을 적용하였다. 변형률 구배는, 구형 단위 셀이 냉각하는 동안 입자와 기지재의 열팽창계수 차이에 의한 전위 펀칭이 일어날 때 형성되는 등가소성변형률로부터 구하였다. 펀칭된 영역에 걸쳐 평균적으로 변형률 구배를 고려함으로써 항복 응력이 증가하는 것을 관찰하였다. 유한요소 해석을 활용하여 다양한 입자 크기와 체적비에 대하여 SiC 강화 알루미늄 356-T6 복합재의 축대칭 단위 셀의 인장시 강도의 변화를 예측하였다. 예측된 강도는 실험 데이터와 잘 일치하며, 입자 크기 의존 효과를 분명히 보인다.
BaTiO3 단결정을 용액의 서냉속도를 달리하면서 TSSG법으로 육성하였으며, 성장된 단결정의 결정외형, 결정 결함, 분역구조 등을 관찰하였다. 0.5℃/hr이 하의 속도로 서 냉함으로써 비교적 등차원적인 큰 단 결정을 육성할 수 있었으며, 성장된 BaTiO3 단결정 은 |111|면이 가장 잘 발달된 외형을 나타내었다. 용 액 냉각속도가 너무 빠르거나 용액내의 수직 온도구 배가 너무 크면 용액이 불안정해지므로, 침상의 Ba6 TiL7040 결정상이 석출된다. 성장된 결정내에 평행 한 쐐기모양의 lamella 분역 집단이 이와 수직하게 진행하는 lamella 분역 집단과 불규칙한 경계를 이루 고 있으며, 이들은 x-ray topography에서 현저한 회 절 명암 차이를 나타낸다. 단결정을 127℃ 이상으로 가열하면 입 방정으로 상전이 된다. 상전이 전단이 이 동할 때 정방정 영역에서는 연속적 분역 재배열이 이루어 지고 입방정 영역에서는 규칙적인 음력변형이 나타나며, BaTiO의 PTF정벽면은 |110|에 대해 약 9°기울어진 면으로 이루어진다.
The objective of this study was to obtain a better understanding of the delayed hydride cracking (DHC) of Zr-2.5Nb alloy. The DHC model has some defects: first, it cannot explain why the DHC velocity (DHCV) becomes constant regardless of an applied stress intensity factor, even though the stress gradient is affected by the applied stress intensity factor at the notch tip. Second, it cannot explain why the DHCV has a strong dependence on the method of approaching the test temperature by a cool-down or a heating-up, even under the same stress gradient, and third, it cannot predict any hydride size effect on the DHC velocity. The DHC tests were conducted on Zr-2.5Nb compact tension specimens with the test temperatures reached by a heating-up method and a cool-down method. Crack velocities were measured in hydrided specimens, which were cooled from solution-treatment temperatures at different rates by being furnace-cooled, water-quenched, and liquid nitrogen-quenched. The resulting hydride size, morphology, and distributions were examined by optical metallography. It was found that fast cooling rates, which produce very finely dispersed hydrides, result in higher crack growth rates. This different DHC behavior of the Zr-2.5Nb tube with the cooling rate after a homogenization treatment is due to the precipitation of the $\gamma$-hydrides only in the water-quenched Zr-2.5Nb tube. This experiment will provide supporting evidence that the terminal solid solubility of a dissolution (TSSD) of $\gamma$-hydrides is higher than that of $\delta$-hydrides.
A specimen of Cu-35%Sn alloy has been subjected to the unidirectional heat treatment in an attempt to examine the evolution of microstructures under varying thermal conditions. The specimen was cast in the form of a cylinder 10 mm in diameter and 200 mm in length, which was then installed in the temperature gradient field established inside a vertical tube furnace. The furnace temperature was adjusted to make the upper part at $750^{\circ}C$ and bottom end part at $300^{\circ}C$ of the specimen. The experiment was terminated by dropping it into water after the 30 minutes holding at given temperature. By the rapid cooling, the high temperature phases, ${\gamma}$ and ${\zeta}$, were retained at ambient temperature with some of ${\gamma}$ phase transformed to ${\varepsilon}$ phase, especially at the grain boundaries of ${\gamma}$ phase. The presence of ${\varepsilon}$ phase was found to determine the nature of phase transformations of the ${\zeta}$ phase undergoes upon cooling. In the close area of the ${\varepsilon}$ phase, ${\varepsilon}$ phase grew separately out of ${\zeta}$, and adds to the preexisting ${\varepsilon}$ whereas in areas away from ${\varepsilon}$, both ${\delta}$ and ${\varepsilon}$ grew simultaneously out of ${\zeta}$, and formed a lamella eutectoid structure. The transformation to ${\delta}$ was found to occur only in slow cooling. The hardness on each phase showed that the retained phases, ${\gamma}$ and ${\zeta}$, could be plastically deformed without brittle fracture while the phases, ${\varepsilon}$ and ${\delta}$, were too brittle to be deformed.
회전반 유체실험을 이용하여 국지적 외력에 의한 순환특성을 모의하는 방법을 고찰하였다. 기존의 실험들은 균일한 외력에 의한 순환특성을 고려하였으나 한국 동해를 고려할 때 바람응력 컬의 남북 방향으로의 분포특성 및 해수면 열 손실의 북부해역에서의 존재를 근거로 공간적인 국지성 및 계절 변화를 염두에 둔 주기성을 복합적으로 모의할 수 있는 방법과 실험을 실시하였다. 바람응력 컬의 국지성은 에크만 층내 압력 경도력을 발생시켜 내부에도 같은 압력 경도력이 전달되어 지형류가 발생되게 하였으며 해수면 냉각을 위해서는 용기의 측면을 국지적으로 냉각시켜 자유표면을 유지할 수 있는 방법을 제시하였다. 남북에 위치한 두 개의 서로 다른 방향을 갖는 폐쇄순환과 서안경계류의 크기 및 이안 위치 변화등을 냉각효과 첨부시 및 응력 컬의 주기성을 갖는 경우를 택하여 실험적으로 관찰하였다.
We investigated the possibility of industrial application and economit process of high temperature fermentation by thermotolerant alcohol producing yeasts as previously reported. From the 20% glucose media, the RA-74-2 produced 11.8% (v/v) ethanol at $32^{\circ}C$ (0.5% inoculum) and 10.6% (v/v) ethanol at $40^{\circ}C$ (3% inoculum), respectively. Also, 11.3% (v/v) ethanol was produced for 96 hours in the temperature-gradient fermentation. These results suggest that the RA-74-2 could isuccessfully be applied to save the cooling water and energy in industrial scale without re-investment or modification of established fermentation systems. When potato starch was used as the substrate for the RA-74-2, high temperature fermentation above $40^{\circ}C$ was more appropriate for industrial utilization because organic nitrogen was not necessary to economical fermentation. As the naked barley media just prior to industrial inoculation, taken from the Poongkuk alcohol industry Co., were used, 9.6% (v/v) ethanol was produced at $40^{\circ}C$ for 48 hours in jar-fermentor scale (actually, 9.5-9.8% (v/v) ethanol was produced at 30~$32^{\circ}C$ for 100 hours in industrial scale). The ethanol productivity was increased by the high glucoamylase activity as well as the high metabolic ratio at $40^{\circ}C$ Therefore, if the thermotolerant yeast RA-74-2 would be used in industrial scale, we could obtain a high productivity and saving of the cooling water and energy. Meanwhile, the RA-912 produced 6%(v/v) ethanol in 10% glucose media at $45^{\circ}C$ and showed the less ethanol-tolerance compared with industrial strains. As the produced alcohol was recovered by the vacuum evaporator at $45^{\circ}C$ in 15% glucose media, the final fermentation ratio was enhanced (76% of theoretical yields). This suggest that a hyperproductive process could be achieved by a continuous input of the substrate and continuous recovery of the product under vacuum in high cell-density culture.
스크램제트 연소기용 파일런 분사기를 공력가열로부터 보호하기 위한 새로운 냉각 방법을 제안하고, 이를 수치적으로 검증하였다. 비행 마하수가 8인 경우를 고려하였으며, 공기를 냉각 유체로 고려하였다. 수치연구를 위하여 3차원 Navier-Stokes 방정식과$k-{\omega}$ SST 난류 모델을 이용하였다. 냉각류를 파일런 위쪽에서 하향 분사하는 방법은, 냉각류를 파일런 바닥 쪽에서 상향 분사하는 방법에 비해 적은 유량으로 더 나은 냉각효과를 나타내었다. 또한, 순압력 구배 상황에서 냉각류를 분사함으로써 분사유동의 박리가 줄어들고 파일런 분사기 앞쪽에 유동장 교란이 줄어들어, 압력손실 저감 효과가 있음을 확인하였다.
VAR process is required to control its various operating parameters. Heat transfer simulation has been accomplished to understand development of solidification micro and macro-structures during VAR process in Ti alloys. Optimum VAR process parameters could be also estimated in this study. It was found that macro-structures were closely related to the shape and depth of liquid pool, and solidification parameters, such as temperature gradient, heat flux, solid fraction. The cooling rates were higher at bottom, top, and center part respectively. As cooling rates increased, the $\alpha$ phase decreased in length, width and fraction. In order to evaluate which parameter affects the result of heat transfer calculation most sensitively, the sensitivities of input parameters to the simulation result were examined. The pool depth and cooling rate showed more sensitive to the temperature of the molten metal, heat transfer coefficient, and liquidus respectively. Also, these thermal properties became more sensitive at higher temperatures.
본 연구에서는 태양광소자와 열전소자로 이루어진 에너지 융합 발전소자에 쿨링패치를 적용하고 에너지 융합 발전소자의 성능을 조사하였다. 쿨링패치를 열전소자의 뒷면에 부착하였을 때, 에너지 융합 발전소자의 상층에 위치한 태양광소자의 온도가 저하되고 열전소자 양단의 온도차는 증가되었다. 태양광 복사 조도를 200 W/m2부터 1000 W/m2까지 증가시키면서 에너지 융합 발전소자의 성능을 측정해본 결과, 쿨링패치는 태양광의 조도가 증가할수록 에너지 융합 발전소자의 성능 향상에 효과적이었고 1000 W/m2에서는 42.1 mW까지 융합소자의 최대 출력 전력이 증가하였다. 본 연구에서는 쿨링패치를 에너지 융합 발전소자에 부착함으로써 에너지 융합 발전소자의 출력 전력이 27% 이상으로 증가하는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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