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습표면 열교환기의 응축수 자유표면 형상 해석을 위한 기초연구
안진수(Cheen Su An),추정호(Jeong Ho Chu),김만회(Man-Hoe Kim) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.12
습표면 열교환기 표면의 응축수 형상 해석을 위한 기초 연구로 자유표면의 형상을 결정할 수 있는 수치적 알고리즘을 섭동법을 기반으로 개발하였다. 운동학적 경계조건과 동력학적 경계조건을 모두 만족하는 해를 구성하는 섭동 유동함수를 주어진 자유표면의 형상에 대해 구하고, 이를 포텐셜 유동으로 주어지는 2차원 유동에 적용하여 해석해와 비교 검증하였다. 개발된 알고리즘은 비선형 관성항이 포함된 유동의 자유표면 해석으로의 확장이 가능하며 궁극적으로는 습표면 열교환기의 응축수에 대한 표면 형상을 해석하는데 응용될 수 있다. A numerical algorithm based on a perturbation method was used to determine the free-surface profile for the shape analysis of water condensation on a heat exchanger surface. The perturbation of a stream function, which has the solution satisfying both the kinematic and dynamic boundary conditions, is obtained for an assumed free-surface profile. The analysis results are verified by comparing analytical solutions for the two-dimensional potential flow. The developed algorithm can be extended to determine the free-surface profile of flow including a nonlinear inertia term and applied to solve the surface profile of condensation water on a heat exchanger surface under wet conditions.
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