• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.37-46
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• 2013

최근, micro shock tube는 Micro combustion, Micro propulsion, Particle delivery systems 등과 같은 다양한 공학응용분야에서 사용 되고 있다. Micro shock tube 에서 일어나는 유동 특성은 아주 작은 레이놀즈수 와 높은 누센수의 영향으로 인해 잘 알려진 기존의 macro shock tube 유동 특성과 상당한 차이가 나타난다. 또한 기존의 많은 shock tube의 순간적 과정으로 간주되는 격막파막 과정은 micro shock tube의 격막 근처의 유동장과 충격파 형성을 결정하는 중요한 요인이 될 것이다. 본 논문에서는 micro shock tube를 모사하기 위해 축 대칭, Maxwell's 슬립속도 조건과 온도 변화 경계 조건을 적용하여 수치 해석을 수행 하였다. 또한 유동장과 충격파 형성에 대한 유한 파막 과정의 영향을 자세히 조사 하였고, 결과로부터 충격파 강도는 micro shock tube를 통해 전파됨에 따라 급격히 감소하였다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.75-82
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• 2002

Design for a quiet operation of fluid power system requires the understanding of noise and vibration characteristics of the system. It's not easy to analyze noise problem in hydraulic cylinder used in typical actuator Because they've got complex fluid dynamics. One of the fundamental problems associated with the hydraulic system is the pulsating flow in pipe lines, which can be tackled by the analysis under simplifying assumptions. The present study focuses on theoretic analysis and experimental study on the dynamics of laminar pulsating flow in a circular pipe. We analyze the propagation characteristics of the pressure pulse within a hydraulic pipe line taking into account the pulsating flow frequency variation. We also measure instantaneous pressure pulses within pipe line to identify the transfer functions. We conduct series of experiments to investigate the propagation characteristics of pressure pulse for various pressure of pulsating flow. The working fluid of the present study is ISO VG46 and the temperature ranges from 20 to $60^{\circ}$ with normal pressure at 4000kPa. The flow rate is measured by using an ultrasonic flow meter. Pressures at fixed upstream and downstream positions are measured concurrently. The electric signals of the pressure sensor are stored and analyzed using a system analyzer(PKE 983 series). The frequency is varied in the range of 10~500Hz. The Reynolds number is kept below 2,000. In the present study, boundary condition was varied by installing a surge tank and an orifice at the end of pipe. Experimental and theoretical results were compared each other under various boundary conditions.

• 설비공학논문집
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• 제29권8호
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• pp.419-428
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• 2017

In this study, energy loss due to ventilation load in the dock system was analyzed through simulation. Also, flow generated in the dock system of the warehouse was measured using manufactured measuring devices. Numerical simulation was conducted by simulating the most common picking tasks by examining the actual working environment. Incompressible and unsteady turbulent flows were assumed, and the turbulence model was the k-e standard model. Proper grid was selected through grid dependency test. Measurement was conducted using Honeywell and Vaisala sensors, and flow and temperature inside the warehouse were measured and compared with simulation results to validate simulation. When comparing amount of loss occurring in two hours and amount of loss occurring in 15 minutes, docking time of the former was eight times longer but energy loss was 3.8 times lower. Ventilation load occurring during the initial period after opening docking system accounted for a large proportion of total ventilation load. Also, comparing the load when the dock was closed and the load when the truck was parked, ventilation load was significantly higher than load due to heat conduction from the wall. Therefore, in improving the docking system, it is effective to reduce the gap by improving compatibility of the docking system and truck, rather than wall material.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.161-168
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• 2011

HVAC(Heating, Ventilating, Air Conditioning) 시스템은 승객실 내부의 열환경을 제어하여 쾌적성을 향상시키거나 전면 유리창에 생성된 성에를 제거하여 운전자의 가시영역을 확보하는 등 차량의 성능과 관련된 매우 중요한 기능을 담당한다. 본 연구에서는 CFX 를 사용하여 HVAC 시스템의 기능 중 제상 덕트의 성능과 관련된 수치해석적 연구를 수행하였다. 제상덕트의 해석결과, 출구에서의 유량배분특성 및 유동구조는 일반적인 설계주안점에 부합된 양호한 결과를 얻었다. 외부온도 $-18^{\circ}C$ 하에서 물의 잠열인 $3.37{\times}10^5$[J/kg]을 고려한 상변화 과정을 수치적으로 모사하기 위하여 열용량법을 사용하였고, 시간에 따른 제상패턴 해석을 위해 얼음과 유리의 고체도메인에 대한 추가적인 격자 생성 작업이 필요하였다. 유동해석 결과, 전면유리 근처의 유동구조, 유적선, 온도장 해석결과는 본 연구에서 수행한 제상덕트 모델이 우수한 성능으로 제상기능을 수행할 수 있음을 보였으며, 수치해석적 결과는 실험적 결과와 비교하여 제상패턴이 잘 일치함을 확인하였다. 또한 전면유리 상의 4 개의 지점에서 얻어진 온도, 물분율, 엔탈피의 시간에 따른 변화를 통해 상변화 과정을 정량적으로 파악하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.24-30
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• 2004

본 논문은 원자력발전소 방화벽에 설치된 케이블관통부 충전시스템(CPFS: Cable Penetration Fire Stop)안에서 일어나는 동적 열 전달 현상을 해석하기 위해 수행된 실험을 다루고 있다. Dow Corning사의 내화성 충전물에 대해서 내화실험이 수행되었으며, 본 실험을 통해 준비된 CPFS 시험체가 성능위주 시험방법인 ASTM E-814의 F-rating과 T-rating을 동시에 만족시킬 수 있는지를 알아보았다. 그리고 여기서 얻어진 실험결과는 CPFS시스템 내화성능 평가용 소프트웨어를 개발하기 위해 사용되었다. CPFS 시스템 내에서의 열전도 현상은 주어진 초기조건과 경계조건 하에서 Parabolic PDE(Partial differential equation)로 수식화 되었으며, 이렇게 수식화된 PDE는 다시 연속과완화법(SOR: Sequential over-relaxation)과 Galerkin 유한요소법(FEM: Finite element method)로 구성된 혼합알고리즘에 따라 풀 수 있었다. PDE을 풀기 위해 널리 사용되고 있는 상용소프트웨어 Femlab을 이용하여 방화시스템 내에서의 온도분포를 계산하여 3차원 그래픽으로 나타내었다. 특히 CPFS시스템 내에서의 시간의 경과에 따른 온도분포의 변화에 대한 실험과 수치해석을 병행함으로써 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제7권4호
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• pp.44-52
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• 2003

본 논문은 원자력발전소 방화벽에 설치된 케이블관통부 충전시스템(CPFS: Cable penetration fire stop) 안에서 일어나는 동적 열전달 현상을 수식화하고, 새로운 혼합알고리즘을 이용해서 수치적으로 계산하여, 3차원 그래픽으로 나타내는 작업에 관한 연구이다. CPFS 내에서의 열전도 현상을 주어진 초기조건과 경계조건하에서 포물선 편미분방정식(Parabolic PDE)으로 수식화하였다. 계산을 단순화하기 위하여 전체 열 흐름을 z-축직선상에서의 일어나는 열전도 성분과 x-y-좌표 평면상에서 일어나는 열전도 성분으로 나누었다. z-축과 평행한 직선상에서 일어나는 열전도를 나타내는 PDE는 연속과완화법(SOR: Sequential over-relaxation)을 이용하여 유한불연속 점들에 대한 연립상미분방정식(ODE)으로 만들어서 풀었고, x-y-좌표 평면상에서 일어나는 열전도에 관한 PDE는 Galerkin 유한요소법(FEM: Finite element method)을 적용하여 ODE로 전환해서 풀었다. 여기서 시간과 공간의 함수인 온도는 각 직선상의 점들과 각 평면상의 요소절점들에 대해서 일정한 시간간격으로 초기온도와 경계온도를 업데이트하여 번갈아 가며 계산한다. 이러한 일련의 계산결과를 바탕으로 CPFS시스템 내에서의 온도분포의 동적인 변화를 계산해 낼 수 있었다. 결론적으로 관통하는 케이블이 CPFS시스템의 온도분포에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 시뮬레이션 결과는 CPFS내의 온도분포를 쉽게 이해할 수 있도록 3차원 그래픽으로 나타냈으며, 관통하는 케이블이 방화시스템의 온도분포에 매우 중요한 영향을 끼친다는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 계산결과를 실험결과와 직접 비교함으로써, 개발된 모델과 계산 알고리즘의 정당성을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.25-34
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• 2008

In this paper, three-dimensional multiblade row unsteady Navier-Stokes simulations at a hot streak temperature ratio of 2.0 have been performed to reveal the effects of rotor tip clearance on the inlet hot streak migration characteristics in low pressure stage of a Vaneless Counter-Rotating Turbine. The hot streak is circular in shape with a diameter equal to 25% of the high pressure turbine stator span. The hot streak center is located at 50% of the span and the leading edge of the high pressure turbine stator. The tip clearance size studied in this paper is 2.0mm(2.59% high pressure turbine rotor height, and 2.09% low pressure turbine rotor height). The numerical results show that the hot streak is not mixed out by the time it reaches the exit of high pressure turbine rotor. The separation of colder and hotter fluid is observed at the inlet of low pressure turbine rotor. Most of hotter fluid migrates towards the rotor pressure surface, and only little hotter fluid migrates to the rotor suction surface when it convects into the low pressure turbine rotor. And the hotter fluid migrated to the tip region of the high pressure turbine rotor impinges on the leading edge of the low pressure turbine rotor after it goes through the high pressure turbine rotor. The migration of the hotter fluid directly results in very high heat load at the leading edge of the low pressure turbine rotor. The migration characteristics of the hot streak in the low pressure turbine rotor are dominated by the combined effects of secondary flow and leakage flow at the tip clearance. The leakage flow trends to drive the hotter fluid towards the blade tip on the pressure surface and to the hub on the suction surface, even partial hotter fluid near the pressure surface is also driven to the rotor suction surface through the tip clearance. Compared with the case without rotor tip clearance, the heat load of the low pressure turbine rotor is intensified due to the effects of the leakage flow. And the numerical results also indicate that the leakage flow effect trends to increase the low pressure turbine rotor outlet temperature at the tip region.

• 한국가스학회지
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• 제25권1호
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• pp.14-19
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• 2021

열교환기 관군에서 덕트 입구의 속도가 일정한 경우와 정현파로 변하는 경우에 대하여 시간에 따라 배관 주위에서 유동 특성과 열전달 특성 규명을 위해 와류 분포와 온도 분포 변화를 비교 분석하였다. 입구 속도가 정현파 변동이 있는 경우에 열교환기 관군에서 대표적인 원관에서 양력과 항력의 power spectral density를 도출하여 유동 변화에 따른 주파수 특성을 살펴보았다. 입구 유속이 일정한 경우는 열교환기 관군의 입구쪽 관군 부근에서 원관 주위 유동에서 관찰 할 수 있는 칼만 와류를 관찰할 수 있었다. 정현파 입구 속도 변동의 경우에서도 입구쪽 관군에서 칼만 와류가 형성되는 것을 관찰할 수 있었고 정현파 입구 속도 변동에 따른 유동 와류 변화를 관찰할 수 있었다. 온도 분포 변화는 일정한 입구 속도 변화의 경우와 정현파 입구 속도변화의 경우 모두 유동 와류 분포에서 관찰한 것과 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 유동 주파수는 일정한 입구 속도의 경우는 37.25 Hz이며 정현파 입구 속도의 경우는 정현파 주파수와 동일하게 18.63 Hz으로 나타났다. 열교환기 배관 전체의 평균 Nu수는 일정한 입구 속도의 경우에는 1051이며 정현파 입구 속도 변동의 경우는 1117로 나타나서 정현파로 입구 속도가 변하는 경우의 열전달이 6.3% 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제10권4호
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• pp.398-403
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• 1978

고체입자를 열매체로 유동화시킨 유동층내에서 오징어를 고정시켜 건조시킬 때 유동화입자, grid로 부터의 오징어 고정위치, 온도가 오징어의 건조속도와 품질에 미치는 영향을 검토하였으며 또한 감율건조기간중 수분의 이동 메카니즘을 추론하였다. 1) 유동화입자로는 식염이 가장 바람직했고 풍속 3.8 m/sec에서 최적 유동화상태를 얻었다. 2) 유동층내에서의 균일온도 분포는 grid로 부터 4 cm 이상거리에서 얻었으며 따라서 오징어의 고정위치는 이 거리 이상에서 바람직한 것으로 관찰되었다. 3) 풍속 3.8m/sec, grid로부터 4 cm 이상되는 오징어의 고정위치에서 건조속도에 대한 최적온도는 $35^{\circ}C$에서 얻었으며 이 조건에서 초기수분 80.8%로 부터 최종수분 $18{\sim}22%$까지 건조하는 데 소요되는 시간은 8.5시 간 이었다. 4) 건조자료는 측정된 수분함량범위에서 비정상상태의 확산방정식 $ln{\frac{(W-We}{(Wc-We)}=-m{\theta}$의 경험식에 따랐으며 m의 값은 $0.32hr^{-1}$로 계산되었다. 또 이들 결과는 감율 건조기간중 수분의 이동이 액체확산에 의한 것임을 시사했다. 5) 오징어의 건조는 초기 짧은 시간 동안만 항율건조되고 그 이후는 감율건조에 의해 지배되는 것으로 나타났으며 동일온도에서 동일잔존수분까지 건조시키는 데 소요되는 유동층건조에 대한 통기 열풍건조의 건조시간비율은 1 : 1.4였다. 6) 유동충건조된 오징어 제품은 시판 천일건조 오징어 제품과 비교하여 품질상 유의차가 없었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.717-724
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• 2013

Urea-SCR은 동절기, 북유럽과 북미지역과 같은 $-20^{\circ}C$ 이하의 환경에서 요소수가 동결되는 문제점을 해결해야 한다. 따라서 이러한 요소수 저장탱크에 해동 시스템을 적용하여 시동 초기, 요소수를 적정 시간 내 분사하기 위한 기술의 확보가 필요하다. 본 연구에서는 저장탱크 내 요소수의 동결현상과 냉각수 순환 가열방식을 적용한 해동현상에 대하여 상용 소프트웨어인 Fluent 6.3을 이용하여 3차원 비정상상태 수치해석을 수행하였다. 이를 통하여 요소수의 동결 및 해동과정 중 나타난 온도분포, 상경계면, 그리고 액상분율을 분석하여 열전달 특성을 고찰하였다. 결론적으로 요소수의 동결은 저장탱크 벽면으로부터 중심부로 이루어졌으며, 해동현상은 순환 파이프와 인접할수록 요소수의 상변화가 빠르게 진행하였다. 또한, 냉각수의 $70^{\circ}C$, $200{\ell}/h$ 조건에서 $1{\ell}$의 액상 요소수를 얻는데 약 190초의 시간이 필요하였다.