본 논문은 3차원 축대칭 몰수체에 대해 소스 코드가 공개된 OpenFOAM 4.0을 이용하여 첫 번째 격자의 높이와 레이놀즈 수에 따른 마찰저항 변화에 대해 연구하였다. 마찰저항 계산을 위해 경계조건, 수치조건을 정립하였다. 축대칭 물체의 3차원 효과로 인해 거칠 기가 매우 작은 12 μΜ에서도 부드러운 표면과 비교해 마찰저항이 다르게 계산되었다. 레이놀즈 수가 커질수록 경계층의 두께 증가가 감소되었으며 이로 인해 마찰저항의 증가량이 감소되었다. 첫 번째 격자의 크기인 y+에 대한 영향에 대해서도 검토하였다. 첫 번째 격자가 log layer에 위치하고 있지 않으면 마찰저항과 표면의 전단력이 과도하게 예측되는 것을 확인하였다. 이는 경계층이 두껍게 예측되어 난류 에너지가 과도하게 예측되었기 때문으로 판단된다. 표면의 거칠기가 커질수록 경계층이 두꺼워지고 표면의 난류에너지가 증가되는 것을 확인하였다. 마찰저항을 정확하게 예측하기 위해서는 y+ 값, 거칠기 및 벽함수가 적절한 영역에 위치해야 함을 알 수 있었다.

연구에서는 작동 유체중에 포집되어 있는 불용성 포집 계면층을 통과하는 금속입자 운동에 대한 특성을 조사하기 위하여 상호 불용인 착색 글리세린수용액과 사염화탄소 등의 계면층을 만들고 단일강구를 하강시켜 이 계면을 통과 할 때의 계면의 변화에 의한 유체 이동의 궤적과 그 후연에 생기는 기포체적에 관한 이론해석 및 실험분석을 통하여 다음의 결론을 얻었다. 1. 상층액 내에서의 강구 하강에 의한 유체 이동궤적은 상층액과 하층액의 비중 및 점도가 모두 같은 경우를 제외하고는 상층액의 두께에 영향을 받는다. 2. 하층액의 점도가 상층액의 점도와 같거나 큰 경우의 불용성 계면에서는 용액의 물성치에 관계없이 그 궤적 형상이 일정하고, 하층액의 점도에 의해 지배적이며 그 궤적의 형상은 다음과 같다. (1)/(V-2.35)=0.014+0.038μl super(-1) + 0.028μl super(-2). 3. 하층액의 점도가 상층액의 것보다 큰 경우의 유체 이동궤적의 체적은 구의 하강거리와 상하층액의 점도비에 의해 다음과 같다. V(Sr) super(0.34)=7.86a super(-2.08). 4. 후류기포생성체적의 비는 R sub(e)수가 100 이하에서 R sub(e)수에 의존하나 그 이상에서는 M sub(0)수의 영향이 지배적이며 그의 상관식은 다음과 같다. (V sub(w)/V sub(b))M sub(0) super(-0.22)=0.012R sub(e) super(1.53) ; R sub(e)〈100. (V sub(w)/V sub(b))M sub(0) super(-0.22)=62.5 ;R sub(e)〉100

본 연구는 난류현상의 모형화를 위해 널리 이용되는 k-과 k- 난류모형을 비교하는 것이 목적으로, 횡방향 흐름이 무시될 수 있는 U-튜브 모양의 터널형 수로 내 높은 레이놀즈수를 가진 진동 경계층 흐름에 두 난류해석방법을 적용하였다. 난류모형의 적용은 1차원 연직 모형을 통해 이루어지며, 수치 모의 결과, 유속의 분포와 난류운동에너지 (turbulent kinetic energy) 모두에서 두 모형이 매우 유사한 결과를 나타낸다. 이를 통하여, 횡방향