In this study, FLUENT v.16.1 was used to investigate the compressible flow generated by the supersonic jet spewed from a high pressure tube. As the boundary condition for CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis, the inlet temperature of air was constantly 300 K and the variation of JPR (Jet Pressure Ratio) were 5, 50, 100, 150 and the variation of tube diameter were 10, 20, 30 cm. As a result, it was confirmed that the effective range was increased as the JPR was higher, but it was confirmed that the effective range was lower than the JPR rise, and that the effective range was increased as the diameter was larger. Therefore, it is found that the tube diameter is more sensitive than the JPR among the influence factors of jet, and if the result of this study were reflected in the design of high pressure system, it will contribute to the design of the system for preventing the second accident.

Recently, the Ranque-Hilsch vortex tube is widely used for the local cooler of industrial equipment for special purpose. Although many studies on energy extraction in the vortex tube using air as the working fluid have been made so far, a few experimental studies treated solid particles extraction for incompressible fluid. So, an experimental study for the solid particles extraction in the vortex tube(Ranque-Hilsch vortex tube) using the water which is essentially an incompressible fluid is presented. The experiments were carried out with various cold end orifice diameter ratios ranging from 0.25 to 0.70, the input pressure ranging from 1 to 3MPa was considered. The emphasis was given to examine the effect of geometry factors of vortex tube at working fluid(water) for solid particles(Al2O3) extraction. The optimum geometry factor and inlet pressure for the maximum solid particles extraction was found that the smaller cold end orifice diameter ratio and the higher inlet pressure in experimental condition increase.

이 논문은 압축성 유체로 채워진 원통형 탱크의 고유진동 특성을 파악하기 위한 해석적 방법을 제시하고 있다. 탱크의 동적거동은 유한 Fourier 급수전개 방법으로 전개하였으며, 압축성 유체는 선형 포텐셜 이론으로 전개하였다. 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 물로 채워진 양단고정의 경계조건을 갖는 원통형 탱크의 고유진동수를 해석적 방법으로 구한 다음, 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS 5.2를 이용하여 검증하였다. 그 결과, 유한요소해석결과와 이론적인 방법으로 구한 이론해가 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 또한 유체의 밀도와 압축성이 탱크의 고유진동수에 미치는 영향을 정규화된 무차원 고유진동수를 통해서 평가하였다. 유체의 밀도는 탱크의 모든 진동 모드의 고유진동수에 영향을 주지만, 유체 압축성의 영향은 저차 원주방향 모드의 진동수에서 더 크게 나타나고 있음을 확인할 수 있었다.

비압축성 물체률 위한 일반적인 유한요소 공식화는 혼히 사용되는 사각형요소에서조차 압력해의 진동화 (oscillations ) 또는 pressure ~es 현상융 나타낸다. 압력해의 안정화률 위한 규준은 소위 BabuSka-Brezzi 안정조건이며， 위의 요소들은 이 조건율 만족시키지 못한다. 본 연구에서는 선형변위해와 상수값의 압력해률 갖는 사각형요소 사용시 압력해률 안정화시키기 위해 요소의 변에서 발생하는 불연속압에 근거한 압력연속여 분치률 사용한다. 이 압력여분치률 비압축성 탄성론으로부터 유도되는 QIPO요소에 적용하며 매개변수의 변 화에 따른 수치혜의 안정화의 정도률 연구한다. 압력해는 압력 여분치 사용시 안정화될 수 있으며， 혜의 안정 화는매개변수에 민감성을나타내었다.

The behavior of the flow about gas atomizers with a supersonic nozzle containing an under-expanded or over-expanded jet is very important with respect to performance and stability characteristics. Since detailed experiments are expensive, computational fluid mechanics have been applied recently to various relating flow field. In this study, a higher order upwind method with the 3rd order MUSCL type TVD scheme is used to solve the full Reynolds Wavier-Stokes equations. To delineate the purely exhaust jet effects, the melt flow is not considered. Comparison is made with some experimental data in terms of density fields. The influence of the exhaust-jet-to freestream pressure ratio and the effect of the protrusion length of the melt orifice are studied. The present study leads us to believe that the computational fluid mechanics should be considered as powerful tool in predicting the gas atomizer flows.

인회석 광물 군에 속하는 녹연석(Pb4.85(P1.02O4)3Cl1.04)에 대한 상온-고압 상태방정식 연구를 시 행하였다. 대칭형 다이아몬드 앤빌기기를 이용하여 33.4 GPa까지 압력을 증가시키면서 각분산 X-선 회절법과 방사광을 이용하여 회절 데이터를 검출하였으며, 시료에 가해준 압력은 루비 형광파의 파장 변화를 측정하여 결정하였다. 본 고압실험에서 시행한 압력의 범위 내에서 상변이는 관찰되지 않았으 며, 정압상태에서 체적탄성률(K0)은 K0’ = 13(2)일 때 80(7) GPa로 계산되었다. 본 연구에서 결정된 상온상태에서 녹연석의 체적탄성률 신뢰도를 정규화압력 및 정규화응력변형 분석을 하여 평가하였다.

인회석 광물 군에 속하는 녹연석(Pb4.85(P1.02O4)3Cl1.04)에 대한 상온-고압 상태방정식 연구를 시 행하였다. 대칭형 다이아몬드 앤빌기기를 이용하여 33.4 GPa까지 압력을 증가시키면서 각분산 X-선 회절법과 방사광을 이용하여 회절 데이터를 검출하였으며, 시료에 가해준 압력은 루비 형광파의 파장 변화를 측정하여 결정하였다. 본 고압실험에서 시행한 압력의 범위 내에서 상변이는 관찰되지 않았으 며, 정압상태에서 체적탄성률(K0)은 K0’ = 13(2)일 때 80(7) GPa로 계산되었다. 본 연구에서 결정된 상온상태에서 녹연석의 체적탄성률 신뢰도를 정규화압력 및 정규화응력변형 분석을 하여 평가하였다.

황철석에 대한 압축성 연구를 다이아몬드 앤빌 기기 및 방사광을 이용하고 에너지분산 X-선회절법을 적용하여 상온에서 시행하였다. 황철석의 체적탄성률은 실험조건과 실험기기에 따라 매우 큰 변이를 보이고 있는데 이는 압력전달매체의 특성에 따른 것으로 알려져 있다. FeS2#1(황철석+NaCl)과 FeS2#2(황철석+MgO)에 대해 압력전달 매체로 각각 NaCl과 유체를 이용하여 체적탄성률 138.9 GPa와 198.2 GPa를 각각 얻었다. 이러한 값은 시료방의 압력상태에 따른 예측 결과치에 대치되는 것으로 그 원인은 압력전달액체의 상변이에 따른 것으로 추정되며 이외에 고상검출기의 차이, E*d값의 차이 등도 영향을 미친 것으로 판단된다. 모든 실험은 포항가속기연구소 1B2 빔라인에서 시행되었다.

석류석은 하부맨틀의 최상부인 약 660 km깊이까지 올리빈, 휘석과 함께 주요한 구성광물 중의 하나이다. 석류석은 약 660 km를 지나 하부맨틀에서 페롭스카이트와 코런덤으로 상변이를 하는 것으로 알려져 있으나, 실험방법 및 상변이 깊이와 상변이 경로에 대해서 아직까지 논쟁의 대상이 되고 있다. 실험은 천연산 알만딘((Fe2.52Ca0.21Mg0.18Mn0.12)Al2.23Si2.97O12)에 마오-벨 타입의 다이아몬드 앤빌기기를 이용하여 실온에서 62 GPa까지 압축실험을 시행하여 체적탄성계수를 결정하였다. 실험결과는 다음과 같다 : 62 GPa에서 격자상수 = 10.775 a, 체적 = 1251.16 a3, X-선밀도 = 5.265 g/cm3, 버치-머내한 상태방정식을 이용하여 계산한 체적탄성계수는 156 GPa이다(이때 K0 '는 4로 가정함). 본 연구는 포항가속기연구소의 방사광을 이용하여 시행한 국내 첫 고압실험결과이다.