• 제목/요약/키워드: 난류여기

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개수로에서 소유사의 영향을 고려한 부유입자 유동에 관한 수치적 연구 (A Numerical Analysis of Sediment-laden Flow in Open Channel with Bed-load Effect)

  • 윤준용;강승규;강시환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.461-469
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    • 2000
  • 본 연구에서는 부유입자를 포함하는 유동을 입자크기와 입자량을 달리한 몇 가지 경우에 대하여 수치적으로 해석하고 Coleman(1981, 1986)의 실험결과와 비교하였다. 완전 난류 유동장을 해석하기 위하여 k-$\omega$난류모형을 사용하였으며, 농도장 해석을 위해서는 침강속도를 고려한 일반화된 농도방정식을 적용하였다. 유동과 입자의 상호작용은 Einstein과 Chien(1955)의 모형을 도입하여 수치계산하였다. 기존의 대부분 연구에서는 소유사의 두께를 고려하지 않은 연구를 수행하였으나, 입자량이 많아지거나 입자크기가 클 경우 이를 무시할 수 없는 것으로 밝혀졌다. 소유사의 두께와 하상에 의한 표면 거칠기 효과를 고려하여 본 연구를 수행하였는데, 여기서 농도분포를 결정짓게 되는 $\beta$값이 입자의 크기와 입자량에 관련되어 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 기존 연구결과는 $\beta$가 1.0보다 큰 값을 가진다고 보고되었으나, 본 연구를 통해 1.0보다 작아질수 있음이 확인되었고, 이는 최근에 보고된 연구 결과와 일치되는 결과이다.

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터빈 익렬내부의 3차원 압축성 점성유동장의 수치해석 (Numerical Analysis of Three-Dimensional Compressible Viscous Flow Field in Turbine Cascade)

  • 정희택;백제현
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권10호
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    • pp.1915-1927
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    • 1992
  • 본 연구에서는 3차원 압축성 내부유동해석 코드를 개발하여 터어빈 정익이나 동익 내부의 차원 익렬 유동을 수치적으로 해석하고자 한다. 여기에서 사용된 코드 는 Obyashi의 LU-ADI기법을 이용한 기존의 2차원 익렬 유동해석 코드를 3차원 유동장 으로 학장한 것이고, 난류유동해석에는, Baldwin-Lomax의 박층 대수모델을 3차원으로 확장한 알고리즘을 적용하였다.Kiock등이 실험한 선형 터어빈 익렬 내부의 천음속 유동장에 적용하여 양끝 벽면에 의한 3차원 유동장 특성을 분석하고, 3차원 익렬 유동 코드의 적합성을 검토하였다.

신형경수로1400 증기발생기 전열관의 유체유발진동 해석 (Analysis of Fluid-Induced Vibration in the APR1400 Steam Generator Tube)

  • 이광한;정대율;변성철
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.84-91
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    • 2003
  • Flow-Induced Vibration of steam generator tubes may result in fretting wear damage at the tube-to-support locations. KSNP(Korean Standard Nuclear Power plant) steam generators experienced fretting wear in the upper part of U-bend above the central cavity region of steam generators. This region has conditions susceptible to the flow-induced vibration, such as high flow velocity, high void fraction, and longer unsupported span. To improve its performance, APR1400 steam generator is designed with additional supports in this region to reduce unsupported span and to reduce peak velocity in the central cavity region. In this paper, we examined its performance improvement using ATHOS code. The thermal-hydraulic condition in the region of secondary side of APR1400 steam generator is obtained using the ATHOS3 code. The effective mass for modal analysis is calculated using the void fraction, enthalpy, and operating pressure information from ATHOS3 code result. With the effective mass distribution along the tube, natural frequency and mode shape is obtained using ANSYS code. Finally, stability ratios and real mean squared displacements for selected tubes of the APR1400 steam generator are computed. From these results, the current design of the APR1400 steam generator are examined.

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동해의 열적작용이 해수순환에 미칠 수 있는 영향에 관한 고찰 (On the Possible Role of Local Thermal Forcing on the Japan Sea Circulation)

  • 승영호;김구
    • 한국해양학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.29-38
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    • 1989
  • 동해 해수순환의 특징은 대한해협으로부터 유입된 난수가 동한난류를 형성하여 한국연안을 따라 북상한 후 다시 외해로 분리되어 나간다는 것과 북쪽에서부터 연안을 따라 남하하는 북한한류가 형성하는 반시계 방향의 순환류가 동해 북부에 존재한다는 사실일 것이다. 본 논문에서는 이러한 사실을 설명하기 위하여 간단한 역학적 모델을 수립하였다. 동해 해수순환을 기본적으로 유입-유출 형태라 한 후 여기에 해양-대기 열 교환을 적용하였으며 해수혼합에 의한 열의 소멸, 마찰에 의한 운동량의 소멸도 고려하였다. 결과에 의하면, 상기의 순환특징은 열역학적 요인에 의하여 기인됨이 밝혀졌다. 또한, 열교환의 정도에 따라 여러가지 순환형태가 나타날 수 있음도 보였다.

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입자추적법에 의한 축대칭 급확대부의 입자확산현상 수치해석 (Numerical Simulation on Particle Dispersion in Axisymmetric Sudden-Expansion by Tracer Method)

  • 박운영;양희성;임충식
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.766-774
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    • 2017
  • 알루미늄과 같은 금속분말을 연료로 사용하는 추진체의 연료공급장치에 있어, 원통형 공급관 내부를 이동하는 분말이 연소기로 진입하면서 발생되는 분말의 급확대부 영역에서의 확산현상을 해석하기 위해 컴퓨터 소프트웨어를 개발하였다. 플러그 유동형태의 입자집단운동을 기술하기 위해서 일종의 Lagrangian기법이며 난류속도변동 조건을 만족하는 개별입자추적법을 도입하였다. 여기에 재순환 영역에서 유체의 방향전환을 증진시키기 위해 기하학적 유동 구조에 입각한 반경방향 속도성분을 추가시켰다. 속도 추가성분의 유무에 따른 급확대부 재부착점 부근에서의 입자 속도분포 수치해석 결과를 기존의 실험결과와 비교하였다.

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밀폐도 및 밀집도의 영향에 따른 가스폭발 실험 연구 (Experimental Study on Gas Explosion According to the Effect of Confinement and Congestion Levels)

  • 방부형
    • 한국가스학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.56-61
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    • 2023
  • 플랜트는 사회기반시설로써 중요한 보호시설이고, 여기서 발생 가능한 가스 누출 및 폭발과 같은 사고에 대한 안전성 확보는 설계 시 반드시 고려해야 한다. 하지만 플랜트에서의 폭발압력에 대한 연구는 경제성 등의 이유로 거의 없으며, 이에 대한 데이터가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 플랜트에서 발생할 수 있는 폭발 시나리오를 고려한 실험 설계안을 제시하고 폭발 실험을 통해 폭압을 확인하였다. 가연성 물질로 수소-메테인 혼합 가스가 이용되었으며, 밀폐도와 밀집도가 폭압에 주는 영향에 대해 연구하였다. 밀폐도에 따라 압력파의 중첩이 폭압에 주는 영향과 밀집도에 따른 난류 영향을 구분하여 논의한다. 본 연구에서의 결과는 다양한 안전설계 시 입력자료로 활용될 수 있다.

개정 Prand시 이론을 이용한 유사 농도 분포식 (A Sediment Concentration Distribution Based on a Revised Prandtl Mixing Theory)

  • 정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.3-13
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    • 1997
  • 멱 유속 분포를 구하기 위해 개정 Prandtl 혼합 거리 이론이 이용되었으며, 여기에서 사용된 지수값의 범위는 1/4~1/7이었다. 이 개정된 유속분포를 이용하여 간단한 부유사 농도 분포식을 개발하였다. 미국 지질조사국이 리오그란데강에서 실측한 자료와 명목값인 $\beta$=1.0, $textsc{k}$=0.4, 그리고 가시관에 의해 얻어진 침강속도를 이용한 개정 농도식 계산결과와 실측지와의 비교는 양호한 편이었으며, 지수에 임의로 두배를 해주었을 경우에는 좋은 결과를 보였다. 적당한 $\beta$, $textsc{k}$, 그리고 침강속도를 선택하기 위해 더 많은 연구가 필요하지만 이러한 연구가 대규모 난류와 이차류 영향에 대한 설명을 할 수는 없을 것이다. 하지만 실용적인 측면에서 보면 어느 관측지점에 대한 매우 자세하고 특별하게 측정된 자료는 그 지점에 맞는 지수나 계수를 찾아낼 수도 있다.

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한국 남동 해역에 있어서 수온전선의 변동에 관한 연구 (THE FLUCTUATION OF THE THERMAL FRONT IN THE SOUTHEASTERN AREA OFF KOREA)

  • 안희수;정종률
    • 한국해양학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.33-40
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    • 1982
  • 한반도 남동해역의 해황조건을 수온전선의 변동이라는 관점에서 조사연구 하였다. 수온전선의 변동형태는 대단히 복잡하지만 크게 3개형으로 나누어진다. 제 1 형은 동해안과 평행하게 북쪽으로 연장된 형으로 연안쪽에 좁은 냉수대를 끼고 있으며 제 2 형은 대략 36 N 위도선에 나랑하게 동서방향으로 연장되어 있고, 제 3 형은 불규칙하게 분포하는 형으로 전기압성 냉수괴와 고기압성 난수괴가 거의 비슷하게 여기 저기 분포하기 때문에 나타난 형이다. 제 1 형은 대마난류와 한류 등 두 해류가 모두 발단한 때나 또는 어느 한쪽만의 발단에 의해서도 강화될 수 있다. 한편 이들 전선의 형태는 바람의 분포와도 밀접한 관련이 있는 것 같다. 겨울철 북풍성분의 바람이 강해지면 제 1 형은 약해지고 제 2 형이 뚜렷해지며 여름철 남풍성분의 바람이 강해지면 제 1 형이 강화되는 경향이 있다.

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해양전선 : 조석전선의 형성 및 그 미세구조의 전개 과정 (An Oceanic Front : The Formation of Tidal Fronts with Its Microscale Structure Evolution)

  • Yi-Gn Noh
    • International Union of Geodesy and Geophysics Korean Journal of Geophysical Research
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    • 제21권1호
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    • pp.17-30
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    • 1993
  • 해양에서의 전선형성에 관해 그 발생기작을 중심으로 검토되었으며, 특히 조석혼합에 의해 발생하는 연안전선의 발생기작이 조석전선 형성에 관계되는 미세구조의 변화를 포함하는 연안의 해수 수직면에 대한 일차원 모형을 통해 이해되었다. 이로부터 조석전선의 형성을 예측하는 새로운 기준을 설정하였다. 모형으로부터 계산된 해수의 밀도 및 난류에네지의 시간에 따른 발달은 수온약층의 형성하기 위한 조건은 $\delta$가 클 때는 (${\delta}>0.5$)$R{\delta}^{-}$ constant로서 주어지지만, $\delta$가 0에 접근함에 따라 $\delta$에 점점 무관하게 됨을 보여준다. 여기서, $R=H^4Q/{K_b}^3,{\;}{\delta}=1-D_o/H$, Q는 해수면에서의 부력속, $K_b$는 해저에서의 와확산 계수, $D_o$ 아래서 수온약층의 깊이는 조석혼합이 증가함에 따라 감소하는 것이 발견되었다. 그 결과는 기존의 연구와 비교 검토되었다.

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환형수조에서 흐름특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Flow Characteristics in the Open Annular Flume)

  • 최인호;김종우
    • 한국습지학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.207-214
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    • 2019
  • 본 실험연구는 자유수면을 이루는 환형수조에서 초음파 유속계를 이용하여 흐름특성을 분석하였다. 여기서 점착성 유사의 응집을 방해하지 않도록 설계된 실린더의 회전에 따라 흐름이 형성되도록 하였다. 종방향 유속에 대한 내부 실린더의 영향은 이동 경계 근처에서 가장 높았고 외측 벽쪽으로는 감소했다. 종방향 저유속에서 난류 운동에너지는 바닥근처 지점에서 가장 크게 나타났지만 종방향 유속이 증가함에 따라 위쪽으로 이동하였다. 멱법칙으로 산정된 종방향 유속은 바닥 마찰길이를 고려한 대수분포형태인 로그법칙으로 예측한 값보다 실측치와 잘 일치하였다. 레이놀즈 응력 방법으로 산정한 평균마찰속도는 종방향 유속이 증가할 때 로그법칙과 멱법칙으로 계산된 값보다 작게 나타났다.