• Title/Summary/Keyword: 공기역학적 해석

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A Study on the Design of Coal Gasification Unit using Computational Fluid Dynamics (전산유체역학을 이용한 분류층 석탄가스화기 설계연구)

  • 이선경;나혜령;장동순;정진도;지평심
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.4 no.1
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    • pp.23-30
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    • 1995
  • 분류층 가스화기 설계를 위한 일차연구로서 가스화기 종횡비, 주입方法, 선회강도 및 주입속도 등에 따른 비반응 난류장 특성을 수치해석적 방법에 의해 파악하였다. 수치해석은 검사체적에 기초한 Patankar의 유한차분방법을 이용하였으며 압력과 속도의 연계문제는 SIMPLEC 알고리즘을, 레이놀즈 전단력은 K- 난류모델을 사용하였다. 입자궤적 계산은 공기역학적 향력만을 고려하였으며 비선형적인 공기저항력에 의한 난류변동상관모델은 고려치 않았다. 이차공기 주입방법(parallell injection과 nonparallel 3$0^{\circ}C$ imjection)에 따른 수치해석을 수행하여 Ar tracer의 질량분율 및 기타 속도에 대한 實驗資料와 비교하여 만족할 만한 結果를 얻었다. 나아가서 假想的인 가스화기 모델을 대상으로 가스화기의 종횡비, 선회강도, 주입속도 및 주입각 등에 따른 와류 形成 위치 등을 포함한 유동장 특성 및 입도에 따른 궤적분석을 시도하였다.

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Geomechanical Stability of Underground Lined Rock Caverns (LRC) for Compressed Air Energy Storage (CAES) using Coupled Thermal-Hydraulic-Mechanical Analysis (열-수리-역학적 연계해석을 이용한 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 역학적 안정성 평가)

  • Kim, Hyung-Mok;Rutqvist, Jonny;Ryu, Dong-Woo;Synn, Joong-Ho;Song, Won-Kyong
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.21 no.5
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    • pp.394-405
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    • 2011
  • In this paper, we applied coupled non-isothermal, multiphase fluid flow and geomechanical numerical modeling using TOUGH-FLAC coupled analysis to study the complex thermodynamic and geomechanical performance of underground lined rock caverns (LRC) for compressed air energy storage (CAES). Mechanical stress in concrete linings as well as pressure and temperature within a storage cavern were examined during initial and long-term operation of the storage cavern for CAES. Our geomechanical analysis showed that effective stresses could decrease due to air penetration pressure, and tangential tensile stress could develop in the linings as a result of the air pressure exerted on the inner surface of the lining, which would result in tensile fracturing. According to the simulation in which the tensile tangential stresses resulted in radial cracks, increment of linings' permeability and air leakage though the linings, tensile fracturing occurred at the top and at the side wall of the cavern, and the permeability could increase to $5.0{\times}10^{-13}m^2$ from initially prescribed $10{\times}10^{-20}m^2$. However, this air leakage was minor (about 0.02% of the daily air injection rate) and did not significantly impact the overall storage pressure that was kept constant thanks to sufficiently air tight surrounding rocks, which supports the validity of the concrete-lined underground caverns for CAES.

Aerodynamic Characteristic Analysis of the Darrieus Turbine Using Double Multiple Streamtube Model (이중 다류관 모델을 이용한 Darrieus 터어빈의 공기역학적 특성 해석)

  • Kim, Keon-Hoon;Park, Kyung-Ho;Chung, Hun-Saeng
    • Solar Energy
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    • v.10 no.1
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    • pp.47-56
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    • 1990
  • The aerodynamic performances of Darrieus wind turbine were studied through the wind tunnel model tests and its analytical aerodynamic streamtube model. Hence, analytical streamtube model which is based on momentum and blade element theory is considered and the formulated model was generalized in non-dimensional type to predict the aerodynamic characteristics of Darrieus wind turbine. The analytical model was justified through the wind tunnel model tests for several experimental conditions but in the limited rages. These satisfactory comparative studies between the wind tunnel tests and the analytical predictions can be utilized for the basic reliable design of Darrieus wind turbine.

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Stability Analysis of Unsaturated Soil Slope by Coupled Hydro-mechanical Model Considering Air Flow (공기흐름을 고려한 수리-역학적 연동모델에 의한 불포화 토사사면의 안정해석)

  • Cho, Sung-Eun
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.32 no.1
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    • pp.19-33
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    • 2016
  • Stability analysis based on the limit equilibrium method combined with the result of infiltration analysis is commonly used to evaluate the effect of rainfall infiltration on the slope stability. Soil is a three-phase mixture composed of solid particle, water and air. Therefore, a fully coupled mixture theories of stress-deformation behavior and the flow of water and air should be used to accurately analyze the process of rainfall infiltration through soil slope. The purpose of this study is to study the effect of interaction of air and water flow on the mechanical stability of slope. In this study, stability analyses based on the coupled hydro-mechanical model of three-phases were conducted for slope of weathered granite soil widespread in Korea. During the process of hydro-mechanical analysis strength reduction technique was applied to evaluate the effect of rainfall infiltration on the slope stability. The results showed an increase of air pressure during infiltration because rain water continuously displaced the air in the unsaturated zone. Such water-air interaction in the pore space of soil affects the stress-deformation behavior of slope. Therefore, the results from the three-phase model showed different behavior from the solid-water model that ignores the transport effect of air in the pores.

Aerodynamic Characteristics of Young and Elderly Adult Patients with Voice Disorders during Continuous Speech (젊은 성인 및 노인 음성장애 환자의 연속발화시 공기역학적 특성 비교)

  • Pyo, Hwa-young
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.19 no.12
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    • pp.270-278
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    • 2019
  • This study was performed to compare the aerodynamic characteristics of young and elderly adult male patients with voice disorders during continuous speech. Aerodynamic measurements were obtained after 12 young male patients and 9 elderly male patients read a paragraph. The elderly group showed longer duration, lower airflow rate and air volume than the younger group, but the differences were not significant except phonation time. So, when interpreting the meaning of aerodynamic measures of elderly voice disorder patients in the aspects of airflow and air volume, it should take into account various conditions(e. g. reading materials, pulmonary functions) as well as age.

A Study on the igniter using resonance tube (공명관을 이용한 점화기 연구)

  • Lee, Jung-Min;Kwon, Min-Chan;Shin, Dong-Sun;Semenov, V.V.
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.10
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    • pp.112-117
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    • 2004
  • This work is on numerical and experimental studies on the new type igniter using aerodynamic energy. The aerodynamic igniter consists of a nozzle and a resonance tube. The supersonic jet from a nozzle coming into the resonance tube generates pressure oscillation between the nozzle and the resonator. This oscillation changes the kinetic energy to thermal energy in the resonator under a certain condition. In this study, sonic and supersonic nozzles were tested in two different resonators, results has been compared. And geometrical optimum values of a supersonic nozzle has been suggested to reduce aerodynamic loss and friction in the expanded surface of the nozzle.

Research of stability about aerodynamic levitation using jet (제트를 이용한 구체 부양 안정성 연구)

  • Han, Song-Lee;Yun, Tae-Gyun;Gu, Jun-Mo
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2013.04a
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    • pp.305-309
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    • 2013
  • 본 연구에서는 유체역학적인 후류 효과를 제어하고 항력을 이용하여 구체를 안정적으로 부양하는 방법을 해석 및 실험적으로 고찰하였다. 물체를 공중에 부양할 때는 물체가 받는 중력과 제트에 의하여 공급되는 항력이 평형을 이루어야 한다. 이 때 공기의 흐름의 레이놀즈 수에 따라 공기가 구체를 지나가며 구체후면에 생기는 후류에 의하여 부양상태가 불안정하게 될 수 있다. 구체의 운동이 제트에 의하여 안정되는 현상은 베르누이 및 코안다 효과로 설명할 수 있다. 에디슨을 이용하여 레이놀즈 수에 따른 실린더에 작용하는 항력과 후류에 의한 불안정화 힘을 해석적으로 구하였으며 이를 실험적으로 고속카메라를 이용하여 부양 거리, 안정도 등을 측정하여 비교하였다. 고찰 결과 레이놀즈 수가 작을수록 더 안정됨을 확인하였다.

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A Performance Analysis of a Spark Ignition Engine Using Gasoline, Methanol and M90 by the Thermodynamic Second Law (가솔린, 메탄올, M90 연료를 사용한 전기점화기관에서의 열역학 제 2법칙적 성능해석)

  • Kim, S.S.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.13 no.6
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    • pp.22-28
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    • 2009
  • 열역학 제 2법칙의 관점의 열역학적 가용에너지인 엑서지 해석법을 적용하여 가솔린, 메탄올, M90 연료를 사용한 전기점화 기관의 성능해석을 수행하였다. 열역학적 사이클 해석을 위하여 사이클을 구성하는 각 과정은 열역학적 모델로 단순화하였고, 크랭크 각도에 따른 실린더의 압력과 작동유체를 구성하는 연료, 공기 및 연소생성물의 열역학적 물성 값들을 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였다. 실험데이터는 단기통 전기점화기관을 가솔린, 메탄올과 M90(메탄을 90%+부탄 10%의 혼합연료)을 연료로 WOT(Wide Open Throttle), MBT(Minimum advanced spark timing for Best Torque), 2500rpm 조건으로 운전하여 측정하였다. 계산에 이용한 자료는 실험으로 측정한 크랭크 각도에 따른 연소실의 압력, 흡입공기와 연료유량, 흡입공기 온도, 냉각수 온도와 배출가스 온도 등이다. 이를 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였으며 각 과정에서의 손실 일은 연소과정에서 가장 크며 팽창과정, 배출과정, 압축과정 및 흡입과정 순으로 크게 나타났다.

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모서리 절단 효과로 인한 사각주상체의 공기력 특성변화 전산해석

  • Hwang, Gyu-Gwan
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2015.03a
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    • pp.553-558
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    • 2015
  • 교량의 주탑, 초고층빌딩과 같이 세장비가 큰 대형구조물의 경우 풍하중에 취약한 특성을 지니고 있어서 바람에 의해 직각 방향으로 발산 진동하는 갤로핑(galloping) 현상이 발생하게 된다. 구조물의 진동을 억제하려는 방안으로 단면 형상에 변화를 주어 공기역학적 불안정성을 감소시키는 방법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 Edison_CFD를 이용하여 모서리 절단부의 비율과 받음각에 따른 공기력 특성에 대한 전산해석을 수행하였다.

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