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미세노즐을 통한 액적형성에 관한 수치적 연구
Numerical Study on Drop Formation Through a Micro Nozzle

김성일   (서강대학교 대학원 기계공학과UU0000674  ); 손기헌   (서강대학교 기계공학과UU0000674  );
  • 초록

    The drop ejection process from a micro nozzle is investigated by numerically solving the conservation equations for mass and momentum. The liquid-gas interface is tracked by a level set method which is extended for two-fluid flows with irregular solid boundaries. Based on the numerical results, the liquid jet breaking and droplet formation behavior is found to depend strongly on the pulse type of forcing pressure and the contact angle at the gas-liquid-solid interline. The negative pressure forcing can be used to control the formation of satellite droplets. Also, various nozzle shapes are tested to investigate their effect on droplet formation.


  • 주제어

    접촉각 .   액적형성 .   Level Set 방법 .   미세노즐.  

  • 참고문헌 (13)

    1. Fromm, J. E., 1984, 'Numerical Calculation of the Fluid Dynamics of Drop-on-Demand Jets,' IBM J. Research Development, Vol. 28, pp. 323-333 
    2. Shield, T. W., Bogy, D. B. and Talke, F. E., 1987, 'Drop Formation by DOD Inkjet Nozzles: a Comparison of Experiment and Numerical Simulation,' IBM J. Research Development, Vol. 31, pp. 96-110 
    3. Asai, A., Hara, T. and Endo, I., 1988, 'One-Dimensional Model of Bubble Growth and Liquid Flow in Bubble Jet Printers,' Japanese J. Applied Physics, Vol. 26, pp. 1794-1801 
    4. Chen, P. H., Chen, W. C., Ding, P. P. and Chang, S. H., 1998, 'Droplet Formation of a Thermal Sideshooter Inkjet Printhead,' Int. J. Heat and Fluid Flow, Vol. 19, pp. 382-390 
    5. Liou, T. M., Shih, K. C., Chau, S. W. and Chen, S. C., 2002, 'Three-Dimensional Simulations of the Droplet Formation During the Inkjet Printing Process,' Int. Comm. Heat Mass Transfer, Vol. 29, pp. 1109-1118 
    6. Wu, H. C., Hwang, W. S. and Lin, H. J., 2004, 'Development of a Three-Dimensional Simulation System for Micro-Inkjet and its Experimental Verification,' Materials Science and Engineering, Vol. 373, pp. 268-278 
    7. FLOW-3D, 2003, version 8.2, flow science Inc. 
    8. Kothe, D. B., Mjolsness, R. C. and Torrey, M. D., 1991, RIPPLE: A Computer Program for Incompressible Flows with Free Surfaces, Technical Report LA-12007-MS, LANL, Los Alamos, NM 
    9. Sussman, M., Smereka, P. and Osher, S., 1994, 'A Level Set Approch for Computing Solution to Incompressible Two-Phase Flow,' J. Comput. Phys., Vol. 114, pp. 146-159 
    10. Son, G., 2001, 'Numerical Simulation of Bubble Motion During Nucleate Boiling,' Trans. of the KSME (B), Vol. 25, No.3, pp. 389-396 
    11. Son, G., 2001, 'A Numerical Method for Bubble Motion with Phase Change,' Numerical Heat Transfer, Part B, Vol. 39, pp. 509-523 
    12. Dennis, S. C. R. and Chang, G. Z., 1970, 'Numerical Solution for Steady Flow Past a Circular Cylinder at Reynolds Numbers up to 100,' J. Fluid Mech., Vol. 42, pp. 471-489 
    13. Fornberg, B., 1980, 'A Numerical Study of Steady Viscous Flow Past a Circular Cylinder,' J. Fluid Mech., Vol. 98, pp. 819-855 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Suh, Young-Ho ; Son, Gi-Hun 2006. "Numerical Study on Bubble Growth and Droplet Ejection in a Bubble Inkjet Printer" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, 30(11): 1107~1116     
    2. Oh Se-Young ; Lee Jung-Yong ; Lee Yu-Seop ; Chung Jae-Woo ; Wee Sang-Kwon 2006. "A Study on Droplet Formation from Piezo Inkjet Print Head" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, 30(10): 1003~1011     
    3. Joo, Youngcheol ; Park, Sangkug ; Kwon, Key-Si 2016. "Numerical Simulation of Inkjet Drop Formation in Piezo Inkjet Head" 한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 17(7): 641~647     

 저자의 다른 논문

  • 김성일 (1)

    1. 2004 "액적 충돌에 동반된 열전달에 관한 수치적 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 28 (9): 1093~1100    
  • 손기헌 (15)

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