• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.312-317
• /
• 2005

Fluid-elastic instability and turbulence excitation for an under developing steam generator are investigated numerically. The stability ratio and the amplitude of turbulence excitation are obtained by using the PIAT (Program for Integrity Assessment of Steam Generator Tube) code from the information on the thermal-hydraulic data of the steam generator. The aspect ratio, the ratio between the height of U-tube from the upper most tube support plate (h) and the width of two vertical portion of U-tube (w), is defined for geometric parameter study. Several aspect ratios with relocation of tube support plates are adopted to study the effects on the mode shapes and characteristics of flow-induced vibration. When the aspect ratio exceeds value of 1, most of the mode shapes at low frequency are generated at the top of U-tube. It makes very high value of the stability ratio and the amplitude of turbulent excitation as well. We can consider that the local mode shape at the upper side of U-tube will develop the wear phenomena between the tube and the anti-vibration bars such as vertical, horizontal, and diagonal strips. It turns out that the aspect ratio reveals very important parameter for the design stage of the steam generator. The appropriate value of the aspect ratio should be specified and applied.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권2호
• /
• pp.160-168
• /
• 2010

공명 주파수의 음파로 가진된 비예혼합 분류화염에서 가진 강도에 대한 영향을 실험적으로 조사하였다. 이를 위해 Mie 산란광 단면법, PLIF, PIV 등 광학적 가시화 방법이 사용되었다. 가진된 분류화염의 부상경로는 연료유량 및 가진 강도에 따라 크게 세 가지 영역으로 구분되는데, 비교적 큰 가진 강도에서 부상될 때 화염기저가 마치 난류화염처럼 부상되는 영역I과 작은 가진 강도에서 쉽게 부상되는 영역II 그리고 이 두 영역들 사이에서 부상된 화염기저가 부분 예혼합의 분젠화염과 같은 형태로 과도기적 영역이 존재함을 알았다. 본 연구에서는 영역I과 II로 구분되는 부상경로 차이에 대한 이해를 높이고자 가진 위상에 따른 노즐과 화염기저간의 유동 혼합과 속도 분포 특성을 아세톤 PLIF와 PIV 시스템을 사용하여 조사하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권5호
• /
• pp.477-485
• /
• 2012

수평 덕트 내 임계점부근의 유체 유동 및 열전달특성은 중력과 함께 임계영역에서의 열역학 및 전달 물성치의 많은 변화와 직접적으로 연관되어 있다. 본 연구에서는 수평 직사각 덕트 내 임계점부근의 물에 대한 대류열전달특성을 전산해석을 통하여 분석하였다. 이를 통해 국부적인 열전달계수와 유속, 온도, 그리고 물성치분포를 포함한 대류열전달특성에 대해 임계점 근접효과와 함께 비교하였다. 벽으로부터의 열전달에 따른 유체 밀도감소로 덕트 내 유동방향으로의 유속증가와 함께 유체가 액체에서 기체 같은 상태로 천이하는 형태의 유동장특성을 보여준다. 덕트의 윗면, 옆면, 그리고 아래면 각각의 국부적인 열전달계수분포에 큰 차이가 있으며 준임계점 온도부근에서 난류전달특성의 향상으로 열전달계수의 최대치에 이르게 된다. Nu 수는 덕트 내 압력과 종횡비에 영향을 받으며 임계압에 가까워질수록 최대 Nu 수는 급격히 증가하게 된다. 이와 함께 기존의 열전달상관식을 통한 결과와 예측된 Nu 수 분포를 비교하였다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제1권1호
• /
• pp.157-163
• /
• 2001

본 연구의 목적은 청정실 내부에서 가상의 화재가 발생할 경우 화재 확산 및 연기의 전파 현상을 예측하기 위하여 실시하였다. 청정실 내의 화재로 인한 온도 및 속도분포의 해석은 유한체적법을 이용한 수치적 방법으로 해석하였으며 난류유동장의 계산은 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델을 적용하여 실시하였다. 본 연구 결과는 화재발생 후 150초가 지난 후에는 화재가 완전히 성장한 것으로 나타났으며 이 경우 환기장치는 화재가 완전히 성장한 후에 정지하는 것으로 가정하였다. 연기의 질량분율은 온도 분포와 거의 유사한 것으로 나타났다. 따라서 청정실에서 화재가 발생할 경우 화재 성장이 60초 내에 전공간의 $20{\sim}30%$까지 확산되므로 내부에 있는 사람은 30초 이내에 대피하는 것이 바람직하다.

• 터널과지하공간
• /
• 제11권4호
• /
• pp.319-327
• /
• 2001

장대도로터널 환기시스템의 최적 설계 및 운영은 새로운 설계도구의 개발을 요구하며 최근 환기 관련 변수들의 동적인 관계를 정량적으로 분석할 수 있는 도구로써 널리 이용되고 있다. 본 연구는 도로터널 환기시뮬레이션 모델인 NETVEN의 현장 검증연구를 국내 도로터널을 대상으로 수행함을 목적으로 하였다. 환기방식 및 차량통행방식이 다른 4개 터널을 대상으로 시뮬레이션 및 현장 측정연구를 수행하였으며 시뮬레이션 모델의 적용 결과와 측정 결과의 차이는 다음 4가지 요인에 기인한 것으로 분석된다. (1)실제 터널내 기류는 정상류 유동을 가정하는 시뮬레이션 모델과는 달리 천이-지연계의 특성을 가지고 있다. (2) 시뮬레이션 모델은 정상상태를 가정하나 측정값은 순간값을 대상으로 하므로 분산이 상대적으로 크게 나타난다. 환기력 관련변수들은 거의 정상상태가 아니며 교통 및 기상관련 변수들은 특히 순간적인 변화가 심한 편이다. (3) CO 농도의 경우에 출구부근에서의 차이가 상대적으로 크게 나타나는 현상이 뚜렷하며 특히 농도가 상대적으로 클수록 차이가 크다. 이는 난류확산에 의한 농도 저하가 원인으로 보인다. 난류확산 가능성은 최대 농도지점이 출구점이 아닌 약간 안쪽 지점에서 나타나는 현상에서도 나타나고 있다. (4) 교통량이 많을 경우 환기속도 오차가 크게 나타나므로 차량의 배기특성뿐만 아니라 공기역학적 특성에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

• 설비공학논문집
• /
• 제3권2호
• /
• pp.142-151
• /
• 1991

In the present investigation, it has been proposed to utilize a direct contact heat exchanger as an evaporator to solve the difficulties such as scaling, corrosion and law thermal efficiencies, associated with the conventional evaporator. Liquified nitrozen was utilized as a working fluid to investigate basic natures of bubble dynamics in the evaporator, and spray nozzles were adopted to inject liquified nitrozen into the spray column with varying flow rates of dispersed phase fluids. Experimentations were carried out in the range of $6.54{\times}10^{-4}kg/s$ - 0.030 kg/s for dispersed phase flow rates with one, three and five nozzle holes. Observing the bubble dynamics for the evaporator the feasibility of utilizing a direct contact heat exchanger as a LNG evaporator has been evaluated. The results show that no eruption phenomena was observed in the present investigation with $LN_2$ and the interface between $N_2$ bubbles and water was fully turbulent. It is believed that the high injection velocity of $LN_2$ through the spray nozzles provide good mixing effects for both heat and mass transfers between water and $N_2$ bubbles. Ice was formed on the surface of the spray nozzle for higher $LN_2$ flow rates. However, even in this case, it is observed that the ice was detached as soon as it was formed. Under the present experimental conditions, the shapes of $LN_2$ bubbles were in the spherical-cap region according to the Clift, Grace and Weber Graphs. The height of foam region caused by the breakup of larger bubbles keeps increasing with high injection velocities until it reaches it's maximum height.

• Wind and Structures
• /
• 제23권5호
• /
• pp.465-483
• /
• 2016

This study aims to enhance the understanding of the surface pressure distribution around rectangular bodies, by considering aspects such as the suction pressure at the leading edge on the top and side faces when the body aspect ratio and wind direction are changed. We carried out wind tunnel measurements and numerical simulations of flow around a series of rectangular bodies (a cube and two rectangular bodies) that were placed in a deep turbulent boundary layer. Based on a modern numerical platform, the Navier-Stokes equations with the typical two-equation model (i.e., the standard $k-{\varepsilon}$ model) were solved, and the results were compared with the wind tunnel measurement data. Regarding the turbulence model, the results of the $k-{\varepsilon}$ model are in overall agreement with the experimental results, including the existing data. However, because of the blockage effects in the computational domain, the pressure recovery region is underpredicted compared to the experimental data. In addition, the $k-{\varepsilon}$ model sometimes will fail to capture the exact flow features. The primary emphasis in this study is on the flow characteristics around rectangular bodies with various aspect ratios and approaching wind directions. The aspect ratio and wind direction influence the type of wake that is generated and ultimately the structural loading and pressure, and in particular, the structural excitation. The results show that the surface pressure variation is highly dependent upon the approaching wind direction, especially on the top and side faces of the cube. In addition, the transverse width has a substantial effect on the variations in surface pressure around the bodies, while the longitudinal length has less influence compared to the transverse width.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제28권3호
• /
• pp.500-508
• /
• 2004

The heat transfer coefficients during gas cooling process of carbon dioxide in a horizontal tube were investigated. The experiments are conducted without oil in the refrigerant loop. The main components of the refrigerant loop are a receiver, a variable-speed pump, a mass flow meter, a pre-heater, and a gas cooler(test section). The water loop consists of a variable-speed pump, an isothermal tank, and a flow meter. The gas cooler is a counterflow heat exchanger by cooled water flowing in the annulus. The $CO_2$ flows in the horizontal stainless steel tube. which is 9.53mm in O.D. and 7.75mm in I.D. The gas cooler is 6 [m] in length. which is divided into 12 subsections, respectively. The experimental conditions considered in the study are following range of variables : refrigerant temperature is between 20 and $100^{\circ}C$. mass fluxes ranged from 200 to 400kg/($m^2$.s), average pressure varied from 7.5 to 10.0MPa. The main results were summarized as follows : The friction factors of $CO_2$ in the gas cooler show a relatively good agreement with those predicted by Blasius' correlation. The local heat transfer coefficient in the gas cooler has compared with most of correlations, which are the famous ones for forced convection heat transfer of turbulent flow. The results show that the local heat transfer coefficient of gas cooler agrees well with the correlation by Bringer-Smith except that at the region near pseudo critical temperature. while that at the near pseudo critical temperature is higher than the correlation.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제21권4호
• /
• pp.579-588
• /
• 1997

The heat transfer and flow measurements from a convex curved surface to a circular impinging jet have been made. The flow at the nozzle exit has a fully developed velocity profile. The jet Reynolds number (Re) ranges from 11,000 to 50,000, the dimensionless nozzle-to-surface distance (L/d) from 2 to 10, and the dimensionless surface curvature (d/D) from 0.034 to 0.089. The results show that the stagnation point Nusselt number (N $u_{st}$ ) increases with increasing value of d/D. The maximum Nusselt number at the stagnation point occurs at L/d .ident. 6 to 8 for all Re's and d/D's tested. For larger L/d, N $u_{st}$ dependency on Re is stronger due to an increase of turbulence in the approaching jet as a result of the more active exchange of momentum with a surrounding air. The local Nusselt number decreases monotonically from its maximum value at the stagnation point. However, for L/d=2 and Re=23,000, and for L/d.leq.4 and Re=50,000, the stream wise Nusselt number distributions exhibit secondary maxima at r/d .ident. 2.2. The formation of the secondary maxima is attributed to an increase in the turbulence level resulting from the transition from a laminar to a turbulent boundary layer.ndary layer.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.72-75
• /
• 2003

본 연구에서는 인젝터 형상에 따른 캐비테이션과 같은 유동 현상이 수직 분사된 액체 제트의 분열에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 오리피스의 지름과 길이대 지름비(L/d) 및 입구의 형상이 다른 인젝터에서 압력을 변화시켜가며 내부 유동 변화를 살피고 수직분사 시 액주의 분열 거리와 궤적을 구하여 기존의 연구 결과와 비교하고 분석하였다. 실험 결과 곡률이 없는 경우(sharp edged)의 오리피스에서는 어느 정도 이상의 압력에서 모두 캐비테이션이 발생하였고 곡률이 없는 경우 중 길이대 지름비가 작은 오리피스에선 더 높은 압력에서 캐비테이션 성장에 의한 수력튀김(hydraulic flip)현상도 관찰할 수 있었다. 수직분사 시 곡률이 있는 경우와 없는 경우 모두 동일한 모멘텀 플럭스 비(q)에 대해 거의 같은 궤적 형상을 보였으나 캐비테이션이 일어날 경우 교란에 의해 액주의 분열 거리는 감소하였고 수력튀김 또한 제트 단면적의 감소 및 제트의 확산으로 분열거리가 감소하였다.