채널 내부의 비정상 흐름을 규명하기 위하여 실제 사용 중인 판형 열교환기 모델을 대상으로 가시화 실험과 입자영상유속계(PIV)를 사용한 계측을 수행하였다. 실험은 기복을 가지고 있는 채널의 높이와 내부유동의 부분 평균속도벡터에 따른 7가지 종류의 레이놀즈수를 적용하였고, 순간속도벡터분포와 유동특성을 고찰하였다. 실험에서 삼각형상 그루브 채널은 하부 채널과 채널 흐름에 의해서 받고 있는 전단응력의 그루브 흐름과의 관계에서 복합적인 흐름의 형태로 나타났다. 삼각형상 그루브와 채널 사이의 경계인 전단혼합층은 채널에서 난류강도가 상승하는 주흐름에 영향을 미쳤다.
Passenger safety is fundamental factor in automobile. Among much equipment for passenger safety, the air bag system is the most fundamental and effective device. Beside of the front air bag system which installed on most of all automobiles, a curtain-type air bag is increasingly adapted in deluxe cars fur protecting passengers from the danger of side clash. Curtain type airbag system consists of inflator housing, fill hose, curtain airbag. Inflator housing is a main part of the curtain-type air bag system for supplying high-pressure gases to deploy the air bag-curtain. Fill hose is a passageway to carry the gases from inflator housing to each part of curtain airbag. Therefore, it is very important to design the vent holes of fill hose for good performance of airbag deployment. But, the flow information from vent holes of fill hose is very limited. In this study, we measured instantaneous velocity fields of a high-speed flow ejecting from the vent holes of fill hose using a dynamic PIV system. From the velocity Held data measured at a high frame-rate, we evaluated the variation of the mass flow rate with time. From the instantaneous velocity fields of flow ejecting from the vent holes in the initial stage, we can see a flow pattern of wavy motion and fluctuation. The flow ejecting from the vent holes was found to have very high velocity fluctuations and the maximum velocity was about 480m/s at 4-vent hole region. From the mass flow rate with time, the accumulated flow of 4-vent hole has occupied about 70% of total flow rate.
To improve the mixing and atomizing performance at the center region of the conventional coaxial shear injector spray, the concept of a coaxial porous injector was invented. This novel injection concept for liquid rocket engines utilizes the Taylor-Culick flow in the cylindrical porous tube. The 2-dimensional injector, which can be converted in three injection configurations, was fabricated, and several cold flow tests using water-air simulant propellant was performed. The hydraulic characteristics and the effects of a gas flow condition on the spray pattern and the Sauter mean diameter (SMD) was analyzed for each configuration. The atomizing mechanism of coaxial porous injector was different with the coaxial shear injector, and it was explained by the momentum of the gas jet, which is injected normally against the center liquid column, and by the secondary disintegration at the wavy interface of liquid jet, which was generated at the recessed region. The SMD of 2D coaxial porous injector, which has higher gas momentum, was measured and it shows better atomizing performance at the center and outer side of spray than the 2D coaxial shear injector.
The fretting damage of the contact between Zircaloy-4 and Inconel 600 have Investigated. A fretting wear tester was designed to be suitable for this fretting test. In this study, the number of cycles, slip amplitude and normal load were selected as main factors of fretting wear. As the result of this research the wear volume increased with the increase of loads, slip amplitudes and the number of cycles and was more affected by slip amplitudes rather than by load. According to SEM, stick, partial slip, gross slip were observed on the surface of both specimens and wavy worn surfaces as the typical fretting damage were also Investigated due to accumulation of plastic flow.
A three-dimensional WIG (Wing In Ground effect) moving above free surface is numerically studied by means of finite difference techniques. The air flow field around the WIG is analyzed by MAC (Marker & Cell) method, and interactions between WIG and the free surface are appeared as the variation of pressure distribution acting on the free surface. To analyze the wavemaking phenomena by those pressure distributions, the NS (Navier-Stokes) solver is employed in which nonlinearities of the free surface conditions can be included. Through the numerical simulation, Cp values and lift/drag ratio are carefully reviewed by changing the height/chord ratio. The section shape of model is NACA0012 with the span/chord ratio of 3.0. Through computational results, it is confirmed that the effect of free surface is small enough to treat it as a rigid wavy wall.
The aerodynamic effects of a 3-dimensional Wing in Ground Effect (WIG) which moves above the free surface has been numerically investigated via finite difference techniques. The air flow field around a WIG is analyzed by a Marker & Cell (MAC) based method, and the interactions between WIG and the free surface are studied by the pressure distributions on the free surface. Waves are generated by the surface pressure distribution, and a Navier-Stokes solver has been employed, to include the nonlinearities in the free surface conditions. The pressure values Cp and lift/drag ratio are reviewed by changing the height/chord ratio. In the present computations a NACA0012 airfoil with a span/chord ratio of 3.0 are treated. Through computational results, it is confirmed that the free surface can be treated as a rigid wavy wall.
In the present study, the effect of delta-wing vortex generators(DWVG) on the local heat transfer of the plate fin-oval tube was experimentally analyzed for Reynolds numbers for 2000, 2500 and 3200. The local heat transfer coefficient of the fin surface for four type DWVGs was measured by the naphthalene sublimation technique. As the results, the distribution of the heat transfer coefficient at rear of DWVGs showed longitudinal contours for common flow down DWVGs and wavy contours for common flow up DWVGs. The distribution showed many cell type contours at near wall and downstream for all DWVGs. Compared to case without DWVGs in present experimental tests, all DWVGs showed the best enhancement of heat transfer at Re=2000. Of 4 cases of DWVGs, D type showed the best enhancement of heat transfer.
A three-dimensional numerical tool is developed to calculate the potential distribution, electric field, and conductance for any types of conductance probes immersed in the wavy liquid film with various shapes of its free surface. The tool is validated against various analytical solutions. It is applied to find out the characteristics of the wire-wire probe, the flush-wire probe and the flush-flush probe in terms of resolution, linearity, and sensitivity. The wire-wire probe shows high resolution and excellent linearity for various film thickness, but comparably low sensitivity for low film thickness fixed. The flush-wire probe shows good linearity and high sensitivity for varying film thickness, but resolution degrading with an increase in film thickness. In order to check the applicability of the three types of probes in the real situation, the Korteweg-de Vries(KdV) two-dimensional solitary wave is simulated. The wire-wire probe is strongly affected by the installation direction of the two wires; when the wires are installed perpendicularly to the flow direction, the wire-wire probe shows large distortion of the solitary wave. In order to measure the transverse profile of waves, the wire-wire probes and the flush-wire probes are required to be separately installed 2mm and 2mm, respectively.
In order to increase the performance of conventional hot water floor heating system, the bubble jet loop heat pipe for the system was developed. This experiment was conducted under next conditions : Working fluid was R-134a, charging ratio was 50%. A temperature of hot water, room temperature and flow rate were $60^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ and 0.5~1.5 kg/min, respectively. The experimental results, show that bubble jet loop heat pipe had a high effective thermal conductivity of $4714kW/m^{\circ}C$ and a sufficient heat flux of $73W/m^2$ to heat the floor to $35^{\circ}C$ in case of the 1.5 kg/min of flow rate. So the bubble jet loop heat pipe has a possibility for appling of the floor heating system. Additionally, the visualization of bubble jet loop heat pipe was performed to understand the operating principle. Bubbles made by the narrow gap between inner tube and outer tube of evaporating part generate pulsation at liquid surface of working fluid. The pulsation had slug flow and wavy flow. So working fluid circulates in the bubble jet loop heat pipe as two phase flow pattern. And large amount of heat is transferred by the latent heat from evaporating part to condensing part.
As an effort to secure economically viable heat recovery units, innovative fin shapes for industrial boilers are studied for better performance. In the present study a numerical modeling for the analysis of heat exchanger performance is conducted using a commercial software, ANSYS CFX and the results are compared with the experimental data. Out of several candidate fin shapes curved wavy fin is selected for the present study. Both numerical and experimental data are directly compared for heat transfer rate and pressure drop with the assumed constant surface temperature of $60^{\circ}C$. Exhaust gas is obtained from a test apparatus which supplies variable flow rates. The numerical results show reasonable agreements with the experimental data within 10% in terms of both total heat transfer and pressure loss.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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