• 제목/요약/키워드: $\textsc{k}-{\varepsilon}$ turbulence model

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$\textsc{k}-\varepsilon$ 난류 모형을 이용한 해향저류의 해석 (Analysis of Undertow Using$\textsc{k}-\varepsilon$ Turbulence Model)

  • Hwang, Seung-Yong;Lee, Kil-Seong
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.357-368
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    • 1993
  • 확산이 지배적인 흐름을 가정하여, 쇄파대의 해향저류와 난류구조에 대한 수치모형이 $ extsc{k}$-$\varepsilon$ 난류모형을 이용하여 개발되었다. 해향저류란 쇄파대에서 바다쪽으로 흐르는 주기평균된 강한 흐름을 말하며 주로 파곡 아래에 나타난다. 롤러에서 쇄파에 의해 발생된 난류는 아래쪽으로 퍼져나가면서 그 기운을 잃게된다. 지배 방정식은 파에 의한 주기평균-전단응력이 고려된 운동 방정식과 쇄파에 의한 난류 에너지 생성이 포함된 $textsc{k}$-와 $\varepsilon$-식으로 구성된다. 이 식들은 삼단계 완전 음해법으로 차분되고, Thomas 알고리즘으로 풀 수 있다. 쇄파지점에 가까운 곳을 제외하면, 모형은 실험값과 좋은 일치를 보여준다

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Comparison of Turbulence Models for the Prediction of Wakes around VLCC Hull Forms

  • Kim, Wu-Joan;Kim, Do-Hyun;Van, Suak-Ho
    • Journal of Ship and Ocean Technology
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    • 제5권2호
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    • pp.27-48
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    • 2001
  • Turbulent flow calculations are performed for the two modern practical VLCCs with the sable forebody and the slightly different afterbody, i.e. KVLCC and KVLCC2. Three $\textsc{k}-\varepsilon$ turbulence models are tested to investigate the differences caused by the turbulence models. The calculated results around the two VLCC hull forms using O-O grid topology and profile-fitted surface meshes are compared to the measured data from towing tank experiment. The realizable $\textsc{k}-\varepsilon$model provided realistic wake distribution with hook-like shape, while the standard and RNG-based $\textsc{k}-\varepsilon$models failed. It is very encouraging to see that the CFD with relatively simple turbulence closure can tell the difference quantitatively as well as qualitatively for the two hull forms with stern frameline modification.

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풍성류 계산을 위한 연직 와점성계수 산정방법의 비교평가 (Comparative Evaluation of Determination Methods of Vertical Eddy Viscosity for Computation of Wind-Induced Flows)

  • 정태성;이길성;오병철
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.205-215
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    • 1994
  • 난류모형을 도입하여 풍성류에 대한 3차원 수치모형을 수립하고, 풍성류 계산에 있어서 연직 와점성계수 산정방법들에 대한 비교평가를 수행하였다. 검토된 방법은 함수형(0-방정식), 1-방정식, 2개의 2-방정식 난류모형($ extsc{k}$-$\varepsilon$$textsc{k}$-ι)이며, 난류모형은 난류확산 특성길이의 연직분포에 대한 비교를 통하여 각 방법의 특징이 검토되었다. 양단이 막힌 수로와 순환수로에서 유속의 연직분포 계산결과를 수리실험자료와 비교검증하였다. 분석결과에 의하면 1-방정식 난류모형에 적합한 난류확산 특성길이 산정식은 포물선형이었으며, 2-방정식 난류모형($textsc{k}$-ι 모형과 $textsc{k}$-$\varepsilon$모형)은 대체로 실험치와 일치하는 경향을 보였다. 바람에 의한 영향이 전수심에 미치지 않는 경우에 가정된 연직 와점성계수의 분포는 바람이 영향을 미치는 수심까지만 적용되며, 영향이 없는 수심에서는 연직확산이 거의 일어나지 않아 적정성계수의 크기가 0에 가까웠다.

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$k-{\varepsilon}-\bar{\upsilon{'}^2}$모델을 이용한 경사진 충돌제트의 유동 및 열전달 특성에 대한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on Flow and Heat Transfer Characteristics for an Oblique Impingement Jet Using $k-{\varepsilon}-\bar{\upsilon{'}^2}$ Model)

  • 최영기;최봉준;이정희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권9호
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    • pp.1183-1192
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    • 2001
  • The numerical simulation has been conducted for the investigation of flow and heat transfer characteristics of an oblique impingement jet injected to a flat plate. The finite volume method was used to discretize the governing equations based on the non-orthogonal coordinate with non-staggered variable arrangement. The $textsc{k}$-$\varepsilon$-ν(sup)'2 turbulence model was employed to consider the consider the anisotropic flow characteristics generated by the impingement jet flow. The predicted results were compared with the experimental data and those of the standard $textsc{k}$-$\varepsilon$ turbulence model. The results of the $textsc{k}$-$\varepsilon$-ν(sup)'2 model showed better agreement with the experimental data than those of the standard $textsc{k}$-$\varepsilon$ model. In order to get the optimum condition, the flow and temperature fields were calculated with a variation of inclined angle($\alpha$=30$^{\circ}$~90$^{\circ}$) and the distance between the jet exit and impingement plate-to-diameter (L/D=4~10) at a fixed Reynolds number(Re=20,000). For a small L/D, the near-peak Nusselt numbers were not significantly effected by the inclined angle. The near-peak Nusselt numbers were not significantly affected by the L/D in the case of a large $\alpha$. The overall shape of the local Nusselt numbers was influenced by both the jet orifice-to-plate spacing and the jet angle.

차내 환기구 형상변화에 대한 연구 (A Study ono the Type-Change of Automotive Register)

  • 김종원;윤종갑;배한;원성필
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제7권6호
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    • pp.123-134
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    • 1999
  • Nowadays since the automobile is regarded as the third living space, comfortable conditions are required in the passenger compartment. The customer's concern on air-conditioning/heating, ventilation and demisting/defrosting performances has been much increased. Both ventilation and demisting /defrosting performances are directly influenced by register location, shape of regist guide vane, ventilation flow rate, air distribution , and air circulation pattern. Diffuse plume of air from the register is desirable not only to maintain comfort when the comfort when the comfortable condition has been satisfied but to improve demisting /defrosting performance. In this study, experimental and numerical investigation about the flow field of six different register vane types were carried out , respectively. The numerical analysis, based upon the $textsc{k}$-$\varepsilon$ turbulence model , was applied to the air flow field. The results show that the shape of register guide vane should be considered as an important design paramter.

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Influence of Leading Edge Radii on Hydrodynamic Performances of a Foil Section

  • Ahn, Jong-Woo;Moon, Il-Sung;Lee, Jin-Tae
    • Journal of Ship and Ocean Technology
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    • 제3권2호
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    • pp.1-16
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    • 1999
  • The incompressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) equations are solved using the standard $\textsc{k}-\varepsilon$ turbulence model and a finite volume method(FVM)with an O-type grid system. The computed results for its performance test are in good agreement with the published experimental data. The present method is applied to the study on the leading edge radius of a hydrofoil section Calculated results suggest that the leading edge radius has some effects on cavitation performances of a 2-D foil. A natural leading edge radius for the NACA66 section is determined from this study.

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식생된 개수로에서 난류 구조와 부유사 이동 현상의 수치해석 (Numerical Investigation of Turbulence Structure and Suspended Sediment Transport in Vegetated Open-Channel Flows)

  • 강형식;최성욱
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권5호
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    • pp.581-592
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    • 2000
  • 본 연구에서는 식생된 개수로에서의 난류 구조와 부유사 이동을 수치모의하였다. 난류폐합식으로는 $\textsc{k}-\;\varepsilon$ 난류모형을 사용하였다. 수치모의를 통해 평균유속, 난류강도, 레이놀즈 응력, 난류에너지 생성 및 소멸의 분포를 계산하였으며, 기존의 실험결과와 비교하였다. 식생에 의한 항력으로 인하여 평균유속이 전반적으로 감소되었으며, 이에 따라 난류강도와 레이놀즈 응력의 분포 역시 약화되었다. 침수식생의 경우, 식생높이보다 높은 구간에서는 전단에 의한 난류에너지 생성이 지배적이며, 식생높이 보다 낮은 구간에서는 후류에 의한 난류에너지 생성이 지배적임을 확인하였다. 또한 정수식생의 경우, 전채 수심에 걸쳐 후류에 의한 난류에너지 생성이 지배적으로 발생하였다. 대체적으로 수치모의에 의한 결과가 실험값과 유사한 양상을 보이는 것이 확인되었다. 수치모형으로부터 계산된 난류동점성계수 분포를 이용하여 부유사 보존방정식을 수치해석하였다. 식생된 개수로에서의 부유사 농도는 일반 개수로에 비해 전 수심에 걸쳐 균일하게 분포하였다. 또한 식생밀도가 증가할수록 부유사량은 감소하며, 동일한 식생밀도에 대해서는 입자의 크기가 작을수록 부유사량이 증가함을 확인하였다.

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난류모델을 이용한 개수로 급축소부 흐름의 수치해석 (A Numerical Analysis of Flow through Open Channel Constrictions using Turbulence Model)

  • 최흥식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권3호
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    • pp.201-210
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    • 1997
  • $textsc{k}$-$\varepsilon$난류모델을 이용한 개수로 급축소부 흐름의 해석을 위한 수치모형을 개발하였고, 그 수치실험결과는 실험결과와 잘 일치하였다. 이는 난류모델에 의한 적절한 난류 와점성계수의 산정이라 생각된다. 유함수 및 유속분포의 분석을 통한 축소부 통과후 급변화 흐름의 수리특성을 분석하였고, 또한 난류 와점성계수의 분포를 분석하였다. 따라서 천수방정식의 점성항에 경험적인 유효점성계수의 도입보다는 흐름의 양상과 장소에 따라서 변화하는 난류와점성계수의 산정에 의한 급변화흐름의 해석이 필요하다.

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라그랑지 입자 모델을 이용한 k-ε Algebraic Stress Model과 Mellor-Yamada Model의 비교 연구 (A Comparative Study of k-ε Algebraic Stress Model and Mellor-Yamada Model Applied to Atmospheric Dispersion Simulation Using Lagrangian Particle Dispersion Model)

  • 김상백;오성남
    • 한국대기환경학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.47-58
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    • 2004
  • The $textsc{k}$-$\varepsilon$ algebraic stress model (KEASM) was applied to atmospheric dispersion simulation using the Lagrangian particle dispersion model and was compared with the most popular turbulence closure model in the field of atmospheric simulation, the Mellor-Yamada (MY) model. KEASM has been rarely applied to atmospheric simulation, but it includes the pressure redistribution effect of buoyancy due to heat and momentum fluxes. On the other hand, such effect is excluded from MY model. In the simulation study, the difference in the two turbulence models was reflected to both the turbulent velocity and the Lagrangian time scale. There was little difference in the vertical diffusion coefficient $\sigma$$_{z}$. However, the horizontal diffusion coefficient or calculated by KEASM was larger than that by MY model, coincided with the Pasquill-Gifford (PG) chart. The applicability of KEASM to atmospheric simulations was demonstrated by the simulations.s.

정사각형 관내의 전개 중인 난류 유동 해석 (Calculation of Developing Turbulent Flow in a Square Duct)

  • 신승주;박승오;김의택
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.170-177
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    • 1989
  • 본 연구에서는 부분 포물형 Navier-Stokes 방정식에 Speziale이 제안한 비선형 k-.epsilon. 난류 모형을 적용하여 비직교 조표계에서 전개 중인 유동의 평균 속도와 난류 운동에너지 등을 예측하였다.