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원형노즐 출구 유동장의 수치해석
Numerical Analysis of the Flow Field of Circular Nozzle Exit Region 원문보기

유체기계저널 = Journal of fluid machinery, v.13 no.6 = no.63, 2010년, pp.13 - 18  

정의준 (울산대학교 기계자동차공학부) ,  오상한 (울산대학교 기계자동차공학부) ,  손창호 (울산대학교 기계자동차공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The programs of grid generation and flow analysis for the 3-D flow field. were developed. The finer results from numerical analysis could be obtained by using developed programs than those of the experimental data in the flow field of the circular nozzle exit region. Especially A virtual-origin of 3...

주제어

#수치해석   #원형노즐   #내향류   #상사성   #가상원점  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 원형노즐분사류의 구조 및 그 특성을 이해하기 위해서는 무엇보다도 분사류의 생성, 전개 및 소멸의 정확한 속도벡터가 필수적이다. 따라서 앞서 발표한 원형노즐 출구 유동장의 측정데이터에 기초한 실험연구(1)는 측정 장치의 한계성으로 실험데이터로 부터 확인할 수 없는 부분들이 있었는데 본 연구에서는 이러한 부분들을 수치적 방법으로 확인하고 보완하여 원형노즐 출구 유동장 해석의 정확성을 기하는데 목적이 있다.
  • 그러나 이러한 가상원점을 구하는데 기초가 되는 속도분포가 앞서 속도분포의 상사성에서 보듯이 초기영역(1d∼4d)에서는 좋지 않는 형태를 보이고 있음으로 정확성에 문제점을 수반한다. 따라서 초기영역을 제외한 영역(5d 이상)의 자료와 몇 가지 방법으로 가상원점의 경향과 범위를 정성적 및 정량적으로 유추해 보고자 한다. 식(10), 식(11)은 경계반폭, 속도반폭 및 중심감쇄속도의 데이터들을 이용하여 가상원점을 유추해 볼 수 있는 식들이다.
  • 본 연구에서는 원형 노즐 출구 전 유동장 및 이에 크게 영향을 미치는 출구 직후 초기 영역에 대하여 유동 특성을 분석하고자한다. 따라서 신뢰성 확보 차원에서 유동의 6단면 (1d, 2d,4d, 7d, 11d, 15d)에서의 속도를 수치해석으로 계산하여 기존 측정 데이터(1)와 비교하고 측정데이터로 확인할 수 없었던 부분인 속도분포곡선의 속도영점을 수치해석 데이터로부터 구하여 미세한 내향류에 영향을 받은 속도분포곡선에 기초한 유동구조를 분석하였다.

가설 설정

  • 4) 가상원점은 속도영점기준으로 3% 내에 존재한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
원형노즐 유동은 우리 생활에서 어떻게 이용되고 있는가? 자유 분사류인 노즐, 특히 원형노즐 유동은 자동차 또는 항공기의 엔진 내 연료분사, 수질향상을 위한 혼화과정, 수압절단, 화학세정, 분무 등 우리 생활에 다양하게 사용되고 있으며 현재 이에 대한 연구 또한 다양하게 진행되고 있다. 원형노즐분사류의 구조 및 그 특성을 이해하기 위해서는 무엇보다도 분사류의 생성, 전개 및 소멸의 정확한 속도벡터가 필수적이다.
본 연구의 수치해석을 위해 사용한 노즐은 무엇인가? 수치해석을 위한 노즐은 본 연구와 같은 조건의 실험적 연구(1)의 노즐, 즉 노즐지름 6.25mm인 TSI사의 1125 형상을 사용하였다.
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참고문헌 (8)

  1. 정의준, 오상한, 2009, "단일 경사열선을 이용한 원형노즐의 유동해석," 유체기계저널, 제12권, 제2호, pp. 17-23. 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. Kobayashi, M .H. and Pereira, J .C. F., 1991, "Calculation of Incompressible Laminar Flows on a Nonstaggered, Nonorthogal Grid.," Numerical Heat Transfer, Part B, Vol. 19, pp. 243-262. 

    상세보기 crossref

  3. 노수혁, 1994, "SIMPLE 알고리즘을 이용한 축류터보기계 3차원 난류 유동해석," 연세대학교 기계공학과 석사학위 논문. 

  4. 김찬중, 1998, "길잡이 전산유체역학," 문운당. 

  5. Patankar, S. V., 1979, "Numerical Heat Transfer and Fluid Flow," Hesmis-phere. 

  6. Kim, D. S. and Han, Y. O., 1992, "The Study over the Flow Characteristic of an Axisymmatric Free Jet in the Intial Region," KSAS J., Vol. 20, No. 1, pp. 95-104. 

  7. Wygnanski, I. and Fiedler, H., 1969, "Some Measurements in the Self Preserving Jet," J. of Fluid Mech., Vol. 38, part3, pp. 577-612. 

    상세보기 crossref

  8. 김동식, 한용운, 1992, "축대칭 자유분사류의 초기유동 특성에 관한 연구," 한국항공우주학회지, 제20권, 제1호, pp. 95-108. 

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