• Title/Summary/Keyword: $k-{\varepsilon}$

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2차원 온배수 난류모형의 비교연구 (A Comparative Study of 2-Dimensional Turbulence Models for Thermal Discharge)

  • 최흥식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제32권3호
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    • pp.225-235
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    • 1999
  • 가로흐름이 존재하는 수역으로 방출되는 온배수 해석에 3가지 난류모형의 사용성 평가를 위해서 근역 2차원 수치모형을 개발하였다. 적용한 난류모형은 2-방정식 난류모형인 {{{{ { k}_{ } }}}}-$\varepsilon$ 및 {{{{ { k}_{ } }}}}-ι 난류모형과 {{{{ { k}_{ } }}}}-$\varepsilon$ 난류모형에 부력생성 항 및 난류 열 플럭스 항 결정을 위한 변동온도 평균자승항 및 이의 감쇠율에 대한 전달 방정식을 추가한 4-방정식 난류모형이다. 개발된 모형은 간단한 단면을 갖는 개수로 정류 경우에 대해 적용하였으며, 계산된 결과는 기존의 실험결과와 비교적 잘 일치하였다. 4-방정식 난류모형에 의한 결과가 2-방정식에 의한 결과보다 부력에 의한 횡방향의 중력확장을 잘 나타내었으며, 흐름 양상의 계산에는 3가지 경우 모두 유사하게 흐름을 재현함을 보였다.

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난류에 의해 야기되는 이차유동 예측성능에 대한 비선형 κ-ε 난류모델의 평가 (Evaluation of Nonlinear κ-ε Models on Prediction Performance of Turbulence-Driven Secondary Flows)

  • 명현국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권8호
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    • pp.1150-1157
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    • 2003
  • Nonlinear relationship between Reynolds stresses and the rate of strain of nonlinear k-$\varepsilon$models is evaluated theoretically by using the boundary layer assumptions against the turbulence-driven secondary flows in noncircular ducts and then their prediction performance is validated numerically through the application to the fully developed turbulent flow in a square duct. Typical predicted quantities such as mean axial and secondary velocities, turbulent kinetic energy and Reynolds stresses are compared with available experimental data. The nonlinear k-$\varepsilon$ model adopted in a commercial code is found to be unable to predict accurately duct flows with the prediction level of secondary flows one order less than that of the experiment.

다양한 $k-{\varepsilon}$ 난류모델과 Skew-Upwind 기법에 의한 단이 진 벽면분류에 대한 수치해석 (Numerical Analyses on Wall-Attaching Offset Jet with Various Turbulent $k-{\varepsilon}$ Models and Skew-Upwind Scheme)

  • 서호택;부정숙
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권2호
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    • pp.224-232
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    • 2000
  • Four turbulent $k-{\varepsilon}$ models (i.e., standard model, modified models with streamline curvature modification and/or preferential dissipation modification) are applied in order to analyze the turbulent flow of wall-attaching offset jet. For numerical convergence, this paper develops a method of slowly increasing the convective effect induced by skew-velocity in skew-upwind scheme (hereafter called Partial Skewupwind Scheme). Even though the method was simple, it was efficient in view of convergent speed, computer memory storage, programming, etc. The numerical results of all models show good prediction in first order calculations (i.e., reattachment length, mean velocity, pressure), while they show some deviations in ·second order (i.e., kinetic energy and its dissipation rate). Like the previous results obtained by upwind scheme, the streamline curvature modification results in better prediction, while the preferential dissipation modification does not.

대형 디젤기관에서 매연가스 예측에 관한 연구 (Study on Smoke Prediction in Heavy-duty Diesel Engine)

  • 백두성;이종선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.865-870
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    • 2008
  • 대형디젤 기관에서 매연배기가스에 대한 배기가스 재순환장치의 영향을 KIVA-3V 전산유체해석코드를 통해서 수치 해석적으로 연구했다. 지배방정식으로 RNG k-$\varepsilon$ 난류 모델을 이용했고, 무화, 벽 침투 그리고 매연 등의 물리적인 현상을 나타내기 위해서 TAB, Wave, Watkins-Park, Nagle-Strickland 모델이 적용되었다.

k-$\varepsilon$ 난류모형을 이용한 하층밀도류의 시간에 따른 이동현상 수치모의 (Numerical Simulation of Time Evolution of Dense Underflows using k-$\varepsilon$ Model)

  • 이혜은;최성욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.159-163
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    • 2008
  • 본 연구에서는 2-방정식 난류모형을 이용하여 사면을 따라 발달하는 하층밀도류의 시간에 따른 이동현상에 대해 살펴보았다. 이를 위해 타원형의 편미분 방정식을 지배방정식으로 구성하고, 난류 완결을 위해 k-$\varepsilon$ 난류모형을 이용하였다. 개발된 모형을 이용하여 경사의 사면을 따라 진행하는 연속 유입 밀도류를 수치모의 하였다. 완전 발달된 하층밀도류의 거리에 따른 주흐름방향 유속 분포, 체적 농도를 계산하였고, 이를 기존의 실험결과와 비교하였다. 실험과 수치모의 결과가 잘 일치함을 확인하였다. 또한, 불연속 유입 밀도류의 시간에 따른 진행 상황을 수치모의하여 밀도류와 주변수체의 경계부에서 Kelvin-Helmholtz 불안정에 의한 와(渦)가 형성되는 것을 확인하였으며, 밀도류 선단부의 진행 속도와 주변수체의 유입에 대해 고찰하였다.

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Circular-to-Rectangular Transition Duct 에서의 3차원 유동장에 관한 연구 (Three-Dimensional Numerical Simulation on a Circular-to-Rectangular Transition Duct)

  • 조수용;손호재
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1998년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.55-61
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    • 1998
  • The purpose of this study is to compare the predictive behaviors of the extended $k-{\varepsilon}$ turbulence model and the standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model. Grid dependency is tested with the H-type grid and the O-type grid. Computations have been performed for a circular-to-rectangular transition duct. Numerical results for several sections along the streamwise have been obtained to compare with experimental results. The Reynolds number is 390,000 based on the bulk velocity at the inlet. The computed axial velocity contours, transverse velocity profiles, static pressure contours, peripheral skin friction coefficient, and peripheral wall static pressure distributions have been compared with experimental results. The computed results obtained with the extended $k-{\varepsilon}$ turbulence model show better agreement with experimental results than those obtained with the standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model. Comparing to the computed results obtained with the H-type grid and O-type grid, those with H-type grid agree well with experimental results.

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대수 레이놀즈 응력모델에 의한 단이 진 벽면분류에 대한 수치해석 (Numerical Analyses on Wall-Attaching Offset Jet with Algebraic Reynolds Stress Model)

  • 서호택;이득수;부정숙
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.579-584
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    • 2000
  • Algebraic Reynolds Stress (ARS) model is applied in order to analyze the turbulent flow of wall-attaching offset jet and to evaluate the model's predictability. The applied numerical schemes are upwind scheme and skew-upwind scheme. The numerical results show good prediction in first order calculations (i.e., reattachment length, mean velocity, pressure), while they show slight deviations in second order (i.e., kinetic energy and turbulence intensity). By comparison with the previous results using $k-{\varepsilon}$ model, ARS model predicts better than the standard $k-{\varepsilon}$ model, however, predicts slightly worse than the $k-{\varepsilon}$ model including the streamline curvature modification. Additionally this study can reconfirm that skew-upwind scheme has approximately 25% improved predictability than upwind scheme.

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Preparation and Characterization of Nanoparticles Using Poly(N-isopropylacrylamide)-$Poly({\varepsilon}-caprolactone)$ and Poly(ethylene glycol)-$Poly({\varepsilon}-caprolactone)$ Block Copolymers with Thermosensitive Function

  • Choi, Chang-Yong;Jang, Mi-Kyeong;Nah, Jae-Woon
    • Macromolecular Research
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    • 제15권7호
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    • pp.623-632
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    • 2007
  • Thermosensitive nanoparticles were prepared via the self-assembly of two different $poly({\varepsilon}-caprolactone)$-based block copolymers of poly(N-isopropylacrylamide)-b-$poly({\varepsilon}-caprolactone)$ (PNPCL) and poly(ethylene glycol)-b-$poly({\varepsilon}-caprolactone)$ (PEGCL). The self-aggregation and thermosensitive behaviors of the mixed nanoparticles were investigated using $^1H-NMR$, turbidimetry, differential scanning microcalorimetry (micro-DSC), dynamic light scattering (DLS), and fluorescence spectroscopy. The copolymer mixtures (mixed nanoparticles, M1-M5, with different PNPCL content) formed nano-sized self-aggregates in an aqueous environment via the intra- and/or intermolecular association of hydrophobic PCL chains. The microscopic investigation of the mixed nanoparticles showed that the critical aggregation concentration (cac), the partition equilibrium constants $(K_v)$ of pyrene, and the aggregation number of PCL chains per one hydrophobic microdomain varied in accordance with the compositions of the mixed nanoparticles. Furthermore, the PNPCL harboring mixed nanoparticles evidenced phase transition behavior, originated by coil to the globule transition of PNiPAAm block upon heating, thereby resulting in the turbidity change, endothermic heat exchange, and particle size reduction upon heating. The drug release tests showed that the formation of the thermosensitive hydrogel layer enhanced the sustained drug release patterns by functioning as an additional diffusion barrier.

몬테칼로 시뮬레이션에 의한 지표면 오염 방사선장에서의 유효선량 평가 (Assessment of Effective Doses in the Radiation Field of Contaminated Ground Surface by Monte Carlo Simulation)

  • 장재권;이재기;장시영
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제24권4호
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    • pp.205-213
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    • 1999
  • 지표에 오염된 방사성핵종의 단위방사능당 유효선량환산계수를 남성과 여성 인형모의피폭체와 MCNP4A 코드를 이용하여 계산하였다. 모사실험은 40 keV에서 10 MeV 영역의 19개 단일 에너지에 대한 유효선량 계산을 수행하였다. 에너지에 따른 단위 선원강도에 대한 유효선량 E를 기존 연구자들의 결과물인 유효선량당량 $H_E$와 비교한 결과, 본 연구의 E값이 USEPA의 FGR에 주어진 $H_E$ 값에 비해 30%의 편차를 보였다. 에너지와 유효선량의 관계를 polynomial fitting을 통해 구한 유효선량 감응함수는 다음과 같다. $f({\varepsilon})[fSv\;m^2]=\;0.0634\;+\;0.727{\varepsilon}-0.0520{\varepsilon}^2+0.00247{\varepsilon}^3$ 여기서, ${\varepsilon}$는 감마선의 에너지(MeV)이다. 감응함수와 ICRP 38의 방사성핵종 붕괴 자료를 이용하여 지표면과 공기 오염의 단위 방사능농도에 대한 유효선량환산계수를 계산한 후 DOSEFACTOR코드를 사용하여 계산한 베타선에 의한 피부선량을 합하여 90개의 중요 핵종들에 대한 환산계수를 평가하여 도표로 제시하였다. 기존 자료들과 비교를 통해 기존 환산계수를 사용할 경우 특히 저에너지 감마선이나 고에너지 베타선을 방출하는 핵종에 대해서 상당한 과소평가가 이루어질 수 있음을 확인할 수 있었다.

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