Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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v.20
no.4
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pp.355-374
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2016
This work is devoted to investigate heat and mass transfer effects on MHD natural convection flow past an inclined plate with ramped temperature numerically. The dimensionless governing equations for this investigation are solved by using finite element method. The effects of angle inclination, buoyancy ratio parameter, permeability parameter, magnetic parameter, Prandtl number, heat generation, thermal radiation, Eckert number, Schmidt number, chemical reaction parameter and time on velocity, temperature and concentration fields are studied and presented with the aid of figures. The effects of the pertinent parameters on skin friction, rate of heat transfer and mass transfer coefficients are presented in tabular form. The numerical results are compared graphically with previously published result as special case of the present investigation and results found to be in good agreement.
The full mould casting process in one of the newly developed techniques which has many advantages. Unbonded sand mould has been prepared for the major mould and $CO^2$ gas mould has been used occasionally for comparison. Patterns were built up with expanded polystyrene and coated with three different materials. Silica, graphite and zircon were used for the coating layer. The effects on fluidity and temperature loss of molten metals were investigated. The molten metals were Al-5% Si alloy, Cu-30% Zn alloy and gray iron of approximately 4.0% of carbon equivalent. Experimental variables were runner section area, superheat, sprue height, coating materials, coating thickness and apparent density of EPS pattern. The effects of coating materials on fluidity and temperature loss of the molten metals during transient pouring are summarized as follows : As runner section area, superheat and sprue height increased, fluidity increased. Temperature loss decreased as runner section area and sprue height increased. However, reversed effects were observed in the case of superheat increment. The coating materials decreased the fluidity of each alloy in the order of silica, graphite and zircon. Zircon brought to the highest temperature loss among the coating materials used. The fluidity increased in the order gray iron, Cu-30% Zn and Al-5% Si alloy while temperature loss in the reverse order. Especially in case of reduced pressure process, the fluidity was increased apparently. Al-5% Si alloy showed the lowest temperature loss among the alloys. The increment of the apparent density of EPS pattern resulted in the fluidity decrease and temperature loss increase. The relation between fluidity and temperature loss of each alloy can be expressed by the following equation within the coating thickness limit of 0.5-1.5㎜. F^*={\frac{a}{T^*-b}}-c$ where, $F^*$ : fluidity in the Full mould, $T^*$ : temperature loss in the mould. a : parameter for full mould. b, c : constants.
This study was conducted to examine temperature effects on hydrogen production in anaerobic fermentation. 18 batch reactors were operated at mesophilic ($35^{\circ}C$) and thermophilic conditions ($55^{\circ}C$) to achieve maximum hydrogen production in anaerobic fermentation. Optimum hydrogen production conditions were also investigated at each temperature. Different trends were observed regarding pH effects on hydrogen production. This effect was not significant for mesophilic fermentation ($35^{\circ}C$). In this case, pH may not drop to interfere hydrogen production during the test. However, hydrogen production decreased without pH control for thermophilic condition ($55^{\circ}C$). Effects of heat treatment were observed for both fermentation process. Hydrogen production with heat treatment was higher than hydrogen production without heat treatment for both fermentation processes. The amount of produced hydrogen for each substrate concentration with temperature changes showed that more hydrogen was produced at $35^{\circ}C$ than at $55^{\circ}C$.
This study aims to establish an effective methodology for the detection of instant damages occurred in cable-stayed bridges with the measurements of cable vibration and structural temperatures. A transfer coefficient for the daily temperature variation and another for the long-term temperature variation are firstly determined to eliminate the environmental temperature effects from the cable force variation. Several thresholds corresponding to different levels of exceedance probability are then obtained to decide four upper criteria and four lower criteria for damage detection. With these criteria, the monitoring data for three stay cables of Ai-Lan Bridge are analyzed and compared to verify the proposed damage detection methodology. The simulated results to consider various damage scenarios unambiguously indicate that the damages with cable force changes larger than ${\pm}1%$ can be confidently detected. As for the required time to detect damage, it is found that the cases with ${\pm}2%$ of cable force change can be discovered in no more than 6 hours and those with ${\pm}1.5%$ of cable force change can be identified in at most 9 hours. This methodology is also investigated for more lightly monitored cases where only the air temperature measurement is available. Under such circumstances, the damages with cable force changes larger than ${\pm}1.5%$ can be detected within 12 hours. Even though not exhaustively reflecting the environmental temperature effects on the cable force variation, both the effective temperature and the air temperature can be considered as valid indices to eliminate these effects at high and low monitoring costs.
A theoretical model was developed to evaluate the effects of soil and airflow characteristics on the soil-air heat exchanger performances. The model, which includes three-dimensional transient energy and mass equilibrium-equation, was solved by using a computer program that uses Finite Difference Methods and Gauss-Seidel iteration computation. Energy gains, heat exchange efficiencies, and outlet air temperature are presented including the effects of soil moisture content, soil conductivity, soil thermal diffusivity, and soil initial temperature. Also, data related to the effects of airflow rate and inlet air temperature on the thermal performance of the system are presented. The results indicated that energy gains depend on soil conductivity, soil thermal diffusivity, and soil initial temperature. Heat exchange efficiencies relied on air mass flow rate and soil moisture content.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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1997.04a
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pp.151-166
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1997
ER clutch is a device using ER fluid, so called "intelligent material" and is a controlled system with electric field strength. Current problem of this device is that the temperature of ER fluid increases when ER clutch is operating and affects the performance of ER clutch. This study was undertaken to estimate this performance variation due to temperature increase of ER fluid. Analytic power transmission relationships and the temperature increase model using the rheological model of ER fluid were developed and the dynamic model of proposed ER clutch system was constructed, also. With this relationships, effects of changing geometric, kinetic parameters of ER clutch and ER fluid properties were described and performance variations due to temperature increases of ER fluid were estimated. In conclusion, compared with neglecting temperature increase effects, a performance of ER clutch was very differential. Therefore, to achieve uniform performance of ER clutch, we have to improve thermal stability of ER fluid with a view point of material development and design carefully ER clutch considering temperature increase effects with a view point of mechanical design skill.ign skill.
Because the elevated temperature degrades the mechanical properties of materials used in containments, the global behavior of containments subjected to the internal pressure under high temperature is remarkably different from that subjected to the internal pressure only. This paper concentrates on the nonlinear finite element analyses of the nuclear power plant containment structures, and the importance for the consideration of the elevated temperature effect has been emphasized because severe accident usually accompanies internal high pressure together with a high temperature increase. In addition to the consideration of nonlinear effects in the containment structure such as the tension stiffening and bond-slip effects, the change in material properties under elevated temperature is also taken into account. This paper, accordingly, focuses on the three-dimensional nonlinear analyses with thermal effects. Upon the comparison of experiment data with numerical results for the SNL 1/4 PCCV tested by internal pressure only, three-dimensional analyses for the same structure have been performed by considering internal pressure and temperature loadings designed for two kinds of severe accidents of Saturated Station Condition (SSC) and Station Black-out Scenario (SBO). Through the difference in the structural behavior of containment structures according to the addition of temperature loading, the importance of elevated temperature effect on the ultimate resisting capacity of PCCV has been emphasized.
Several isotopomers of cyclooctanone were prepared by selective deuterium substitution. Intrinsic isotope effects on $^{13}C$ NMR chemical shifts of these isotopomers were investigated systematically at low temperature. These istope effects were discussed in relation to the preferred boat-chair conformation of cyclooctanone. Deuterium isotope effects on NMR chemical shifts have been known for a long time. Especially in a conformationally mobile molecule, isotope perturbation could affect NMR signals through a combination of isotope effects on equilibria and intrinsic effects. The distinction between intrinsic and nonintrinsic effects is quite difficult at ambient temperature due to involvement of both equilibrium and intrinsic isotope effects. However if equilibria between possible conformers of cyclooctanone are slowed down enough on the NMR time scale by lowering temperature, it should be possible to measure intrinsic isotope shifts from the separated signals at low temperature. $^{13}C$ NMR has been successfully utilized in the study on molecular conformation in solution when one deals with stable conformers or molecules were rapid interconversion occurs at ambient temperature. The study of dynamic processes in general requires analysis of spectra at several temperature. Anet et al. did $^1H$ NMR study of cyclooctanone at low temperature to freeze out a stable conformation, but were not able initially to deduce which conformation was stable because of the complexity of alkyl region in the $^1H$ NMR spectrum. They also reported the $^1H$ and $^{13}C$ NMR spectra of the $C_9-C_{16}$ cycloalkanones with changing temperature from $-80^{\circ}C$ to $-170^{\circ}C$, but they did not report a variable temperature $^{13}C$ NMR study of cyclooctanone. For the analysis of the intrinsic isotope effect with relation to cylooctanone conformation, $^{13}C$ NMR spectra are obtained in the present work at low temperatures (up to $-150^{\circ}C$) in order to find the chemical shifts at the temperature at which the dynamic process can be "frozen-out" on the NMR time scale and cyclooctanone can be observed as a stable conformation. Both the ring inversion and pseudorotational processes must be "frozen-out" in order to see separate resonances for all eight carbons in cyclooctanone. In contrast to $^1H$ spectra, slowing down just the ring inversion process has no apparent effects on the $^{13}C$ spectra because exchange of environments within the pairs of methylene carbons can still occur by the pseudorotational process. Several isotopomers of cyclooctanone were prepared by selective deuterium substitution (fig. 1) : complete deuterium labeling at C-2 and C-8 positions gave cyclooctanone-2, 2, 8, $8-D_4$ : complete labeling at C-2 and C-7 positions afforded the 2, 2, 7, $7-D_4$ isotopomer : di-deuteration at C-3 gave the 3, $3-D_2$ isotopomer : mono-deuteration provided cyclooctanone-2-D, 4-D and 5-D isotopomers : and partial deuteration on the C-2 and C-8 position, with a chiral and difunctional case catalyst, gave the trans-2, $8-D_2$ isotopomer. These isotopomer were investigated systematically in relation with cyclooctanone conformation and intrinsic isotope effects on $^{13}C$ NMR chemical shifts at low temperature. The determination of the intrinsic effects could help in the analysis of the more complex effects at higher temperature. For quantitative analysis of intrinsic isotope effects, the $^{13}C$ NMR spectrum has been obtained for a mixture of the labeled and unlabeled compounds because the signal separations are very small.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.1
no.2
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pp.1-16
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1993
It is widely recognized that exhaust emissions, fuel economy and engine torque are affected by engine temperature, and logic would suggest that a cooling system offering a better compromise of engine temperature would improve both overall engine performance and economy. Author measured coolant temperature of some parts and flow rate which are necessary to heat transfer in a engine. And Author determined parameters necessary for the optimum design of a thermostat to keep the best engine performance ; determined the optimum operating temperature of electric cooling fan. A summary of this study is followed. 1. Study of the effects of cooling condition to combustion character in a engine. 2. Analyze of heat transfer surrounding engine cylinders. 3. Study of the effects of cooling character to engine heat rejection, determination of the optimum collant temperature for keeping the optimum engine performance and determination of the optimum design of a thermostat for keeping that temperature.
The effects of individual sweating rates on thermophysiological responses during the decrease phase of clothing surface temperature (Tcs) with cotton (C) and polyester (P) clothed subjects were examined. Seven women subjects were exposed in a climatic chamber at ambient temperature of $27.2^{\circ}C$, relative humidity of 50%, and their lower-legs were immersed in a water bath at a temperature of $35-41^{\circ}C$ for 70 min. During water immersion, Tcs in C-clothed subject rose immediately after the onset of sweating and then Tcs fell gradually. In C-clothed subjects, Tcs decreased directly (p<0.05) in proportion to total sweating rate (TSR), however no significant correlation was observed in P-clothed subjects. The relationship between TSR and changes in mean skin temperature, and skin blood flow showed negative correlation when wearing C-clothing (p<0.05), however, no significant correlation when wearing P-clothing. Individual TSR was correlated with threshold rectal temperature for sweating onset (p<0.05) with C- and P-clothed subjects. The results showed that individual TSR had significant effects on not only Tcs but also on thermoregulatory responses during the Tcs decrease phase.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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