Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.27
no.7
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pp.883-892
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2003
The experiment using three-dimensional laser Dopperr velocimetery (LDV) measurements and the computation using the Reynolds stress model of the commercial code, FLUENT, were conducted to give a clear understanding on the structure of tip leakage flow in a forward-swept axial-flow fan operating at the maximum efficiency condition. The tip leakage vortex was generated near the position of the minimum wall static pressure, which was located at approximately 12% chord downstream from the leading edge of blade suction side, and developed along the centerline of the pressure trough within the blade passages. A reverse flow between the blade tip region and the casing, induced by tip leakage vortex, acted as a blockage on the through-flow. As a result, high momentum flux was observed below the tip leakage vortex. As the tip leakage vortex proceeded to the aft part of the blade passage, the strength of tip leakage vortex decreased due to the strong interaction with the through-flow and casing boundary layer, and the diffusion of tip leakage vortex caused by high turbulence. In comparison with LDV measurement data, the computed results predicted the complex viscous flow patterns inside the tip region, including the locus of tip leakage vortex center, in a reliable level.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.22
no.12
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pp.1726-1734
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1998
This paper focuses on the unsteady close-contact melting phenomenon occurring between a phase change material kept at its melting temperature and a flat surface on which constant heat flux is imposed. Based on the same simplifications and framework of analysis as the case of constant surface temperature, an approximate analytical solution which depends only on the liquid-to-solid density ratio is successfully derived. In order to keep consistency with the known solution procedure, both the dimensionless wall heat flux and the Stefan number are properly redefined. The obtained solution proves to agree quite well with the published numerical data and to be capable of resolving the fundamental features of unsteady close-contact melting, especially in the presence of the solid-liquid density difference. The density ratio directly affects the film growth rate and the initial value of solid descending velocity, thereby controlling the duration of unsteady process. The effects of other parameters can be evaluated readily from the steady solution which is implied in the normalized result. Since the dimensionless surface temperature for the present boundary condition increases from zero to unity along the evolution path of the liquid film thickness, the unsteady process lasts longer than that for the case of isothermal heating.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.30
no.10
s.253
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pp.950-956
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2006
A mathematical heat transfer model for the prediction of heat flux on the slab surface and temperature distribution in the slab has been developed by considering the thermal radiation in the furnace and transient conduction governing equations in the slab, respectively. The furnace is modeled as radiating medium with spatially varying temperature and constant absorption coefficient. The slab is moved with constant speed through non-firing, charging, preheating, heating, and soaking zones in the furnace. Radiative heat flux which is calculated from the radiative heat exchange within the furnace modeled using the FVM by considering the effect of furnace wall, slab, and combustion gases is applied as the boundary condition of the transient conduction equation of the slab. Heat transfer characteristics and temperature behavior of the slab is investigated by changing such parameters as absorption coefficient and emissivity of the slab. Comparison with the experimental work shows that the present heat transfer model works well for the prediction of thermal behavior of the slab in the reheating furnace.
The present study deals with a mathematical model describing the dynamic response of heat and mass transfer in blood flow through bifurcated arteries under stenotic condition. The geometry of the bifurcated arterial segment possessing constrictions in both the parent and the daughter arterial lumen frequently appearing in the diseased arteries causing malfunction of the cardiovascular system, is formulated mathematically with the introduction of the suitable curvatures at the lateral junction and the flow divider. The blood flowing through the artery is treated to be Newtonian. The nonlinear unsteady flow phenomena is governed by the Navier-Stokes equations while those of heat and mass transfer are controlled by the heat conduction and the convection-diffusion equations respectively. All these equations together with the appropriate boundary conditions describing the present biomechanical problem following the radial coordinate transformation are solved numerically by adopting finite difference technique. The respective profiles of the flow field, the temperature and the concentration and their distributions as well are obtained. The influences of the stenosis, the arterial wall motion and the unsteady behaviour of the system in terms of the heat and mass transfer on the blood stream in the entire arterial segment are highlighted through several plots presented at the end of the paper in order to illustrate the applicability of the present model under study.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.29
no.1
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pp.81-92
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1992
This paper deals with the procedure for developing a computer program which can predict the pressure fluctuation on the ship hull by solving the boundary value problem on the hull subject to the influence of the unsteady propeller and cavity motions. The program is applied to the solution of flow around a sphere under the influence of point sources simulating the propeller cavity, and then is compared with the analytic solution based on Butler's sphere theorem. The effect of free surface condition, either pressure-free or rigid-wall, upon the pressure distribution is studied. The computer code is also applied to a RO-RO ship, leading to the conclusion that the package may be useful for the analysis of excitation forces on the ship hull induced by the propeller in the design process.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.6
no.2
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pp.175-182
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2002
The cement injection technology on the purpose of ground reinforcement and cut-off has been used in construction sites until now. However, recently it is applied to prevent leakage of underground structure. In this study, applicability of the back side waterproof grouting method was verified through performing field model tests and reviewing case histories. From the results of this study, injection shape of the back side waterproof grouting method was appeared to be root type, and waterproof effect by injection of cement grout material was excellent because grout material infiltrated into boundary between wall of structure and back side ground to be waterproof layer. Components influencing infiltration of injection material are type of soil and degree of compaction. For effective injection, injection pressure has to vary gradually from high pressure to low pessure and small quantity of injection material has to be injected for long times. Also, spacing of injection hole must be designed considering condition of back side ground, injection area, W/C ratio, the number of injection and injection pattern properly.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2017.05a
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pp.521-528
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2017
In this paper, the numerical analysis for heat conduction of silica/phenolic composite material, which is used for solid rocket nozzle liner or insulator, was conducted. 1-D Finite Difference Method for the analysis of silica/phenolic during the firing of solid rocket motor was used to calculate the heat conduction considering the surface ablation and the thermal decomposition. The boundary condition at the nozzle wall took into account the convective heat transfer, which was obtained by integration equation. The numerical results of the surface ablation and char depth were compared with the results of test motor that is TPEM-10. It was found that the result of calculation is favorably agreed with the thermal response of test motor.
Im Ik-Tae;Choi Nag Jung;Sugiyama Masakazu;Nakano Yoshiyaki;Shimogaki Yukihiro;Kim Byoung Ho;Kim Kwang-Sun
Journal of Mechanical Science and Technology
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v.19
no.6
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pp.1338-1346
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2005
Effects of thermal contact resistance between heater and susceptor, susceptor and graphite board in a MOCVD reactor on temperature distribution and film growth rate were analyzed. One-dimensional thermal resistance model considering thermal contact resistance and heat transfer area was made up at first to find the temperature drop at the surface of graphite board. This one-dimensional model predicted the temperature drop of 18K at the board surface. Temperature distribution of a reactor wall from the three-dimensional computational fluid dynamics analysis including the gap at the wafer position showed the temperature drop of 20K. Film growth rates of InP and GaAs were predicted using computational fluid dynamics technique with chemical reaction model. Temperature distribution from the three-dimensional heat transfer calculation was used as a thermal boundary condition to the film growth rate simulations. Temperature drop due to the thermal contact resistance affected to the GaAs film growth a little but not to the InP film growth.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2008.03a
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pp.202-212
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2008
A three-dimensional computation was conducted to understand effects of the low Reynolds number on the loss characteristics in a transonic axial compressor, Rotor67. As a gas turbine becomes smaller in size and it is operated at high altitude, the operating condition frequently lies at low Reynolds number. It is generally known that wall boundary layers are thickened and a large separation occurs on the blade surface in axial turbomachinery as the Reynolds number decreases. In this study, it was found that the large viscosity did not affect on the bow shock at the leading edge but significantly did on the location and the intensity of the passage shock. The passage shock moved upstream towards leading edge and its intensity decreased at the low Reynolds number. This change had large effects on the performance as well as the internal flows such as the pressure distribution on the blade surface, tip leakage flow and separation. The total pressure rise and the adiabatic efficiency decreased about 3% individually at the same normalized mass flow rate at the low Reynolds number. In order to analyze this performance drop caused by the low Reynolds number, the total pressure loss was scrutinized through major loss categories such as profile loss, tip leakage loss, endwall loss and shock loss.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.22
no.4
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pp.76-84
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2018
In this paper, the numerical analysis for heat conduction of silica/phenolic composite material, used for solid rocket nozzle liners or insulators, is conducted. A 1-dimensional finite difference method for the analysis of silica/phenolic during the firing of a solid rocket motor is used to calculate heat conduction, considering surface ablation and thermal decomposition. The boundary condition at the nozzle wall, considering the convective heat transfer, is obtained via integration equations. The numerical results of the surface ablation and char depth are compared with the results of a TPEM-10 test motor, finding that the result of calculation agrees with the thermal response of the test motor.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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