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본 연구에서는 격자볼츠만 방법(LBM)을 이용하여 미소채널 내의 유동이 완전 발달 층류유동일 때, 미소 채널 내에서의 표면 거칠기 영향에 대하여 수치계산을 수행하였다. 미소채널 내에서 표면 거칠기의 영향을 분석하기 위하여 표면 거칠기의 높이(ε), 폭(w), 간격(s)을 조절하여 미소채널에서의 마찰계수(f), 포와이즈수(Po)와 거시적 이론값과 비교하였다. 미소채널에서의 표면 거칠기의 높이가 증가함에 따라 거시적 이론값(Po=24)에 비해서 수치해석으로부터 예측된 값(25 Po 29)이 높게 나타났으며, 표면 거칠기의 폭과 간격은 표면 거칠기의 높이에 비해 미소채널 내부 유동의 변화에 큰 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터 미소채널 내부 유동에서는 표면 거칠기의 영향으로 거시적 층류유동과는 다른 유동현상이 나타난다는 것을 알 수 있었다.

In this paper, lattice Boltzmann method(LBM) results for a laminar flow in a microchannel with rough surface are presented. The surface roughness is modeled as an array of rectangular modules placed on the top and bottom surface of a parallel-plate channel. The effects of relative surface roughness, roughness distribution, and roughness size are presented in terms of the Poiseuille number. The roughness distribution characterized by the ratio of the roughness height to the spacing between the modules has a negligible effect on the flow and friction factors. Finally, a significant increase in the Poiseuille number is observed when the surface roughness is considered, and the effects of roughness on the microflow field mainly depend on the surface roughness.
#Microchannel Flow(미소채널 유동) #Surface Roughness(표면 거칠기) #Friction Factor(마찰계수) #Lattice Boltzmann Method(격자 볼츠만 방법)

목차

초록
Abstract
1. 서론
2. 격자 볼츠만 방법(LBM)
3. 수치계산 방법
4. 수치계산 결과 및 고찰
5. 결론
후기
참고문헌

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1. [학술지(정기간행물)] - Rosa, P / 2009 / Single-Phase Heat Transfer in Microchannels : The Importance of Scaling Effects / Applied Thermal Engineering 29 (17) : 3447 ~ 3468 google schola 2. [학술지(정기간행물)] - Papautsky, I / 1998 / Laminar Fluid Behavior in Microchannels Using Micropolar Fluid Theory / Sensors and Actuators 73 (1) : 101 ~ 108 google schola 3. [학술지(정기간행물)] - Morini, G.L / 2004 / Single-Phase Convective Heat Transfer in Microchannels : A Review of Experimental Results / International Journal of Thermal Sciences 43 (7) : 631 ~ 651 google schola 4. [학술지(정기간행물)] - Wu, P / 1983 / Measurement of Friction Factors for the Flow of Gases in Very Fine Channels Used for Microminiature Joule–Thomson Refrigerators / Cryogenics 23 (5) : 273 ~ 277 google schola 5. [학술지(정기간행물)] - Wu, P / 1984 / Measurement of the Heat Transfer Characteristics of Gas Flow in Fine Channel Heat Exchangers Used for Microminiature Refrigerators / Cryogenics 24 (8) : 415 ~ 419 google schola

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