• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제4회(2015년)
• /
• pp.585-589
• /
• 2015

본 연구에서는 이중압축램프의 초음속 유동에서 발생하는 충격파 경계층 상호작용을 EDISON_CFD로 해석하기로 한다. 이중압축램프에선 역압력 구배로 인하여 경계층이 박리가 일어나게 되고 박리된 경계층이 다시 이중압축램프에 부착되어 생겨난 박리영역을 관찰할 수 있다. 박리영역의 앞뒤로 유동의 방향이 바뀌게 되면서 압축 팬(compression fan)과 재부착 팬(reattachment fan)이 충격파를 발생시키고 이중압축램프전방의 충격파와 만나서 복잡한 유동 구조를 가지게 됨을 확인하였다. 이와 같은 층류에서 난류, 박리와 재부착의 영역에서의 해석하기 위해선 해석자의 난류모델이 중요하다. $15^{\circ}-30^{\circ}$, $15^{\circ}-45^{\circ}$의 두 종류의 이중압축램프를 $k-{\omega}$ SST 난류 모델과 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 천이 모델로 계산을 EDISON_CFD로 수행하였다. 난류 모델의 차이를 표면마찰계수, 압력계수, 마하수로 비교하여 차이점을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.241-249
• /
• 1984

두 개의 긴 수직평판핀을 가진 등온수평원통으로 부터의 자연대류 열전달을 2차원 유한차분법에 의한 수치해석으로 연구하였다. 축방향의 두 수직평판핀을 가진 수평원통으로 부터의 열전달은 Ra=$10^{6}$, Pr=5 및 무차원 $K_{f}$t/KD=0.5인 경우에 보통 원통에서의 열전도보다 5.32% 증가되었다. Ra와 Pr가 증가하면 국소핀 누셀트수는 증가하고 무차원핀 온도는 감소된다. 그 러나 무차원핀 변수가 증가하면 국소핀 누셀트수와 무차원핀 온도분포는 증가된다. 최대국소핀 누셀트수는 Ra=$10^{6}$인 경우에 상향핀과 하향핀의 (r-r$_{0}$)=0.1-0.2에서 존재한다. 수 직핀을 가진 원통주위에서 부력 유도된 유동은 보통 원통에서 보다 더욱 활발하였다. 따라서 Ra=$10^{6}$ , Pr=5인 경우에 핀 근방에서의 무차원 무차원반경 방향 속도는 보통원통의 경 우보다 큰 값을 가진다.다.다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.38-46
• /
• 2022

가스터빈 림 씰 연구의 주요 목표 중 하나는 고온의 주 유동 유입을 차단하여 디스크 내부의 열 손상을 방지하는 것이다. 이를 위해 지금까지 림 씰의 형상에 대한 연구와 함께 이를 개선하기 위한 연구도 수행되었다. 또한, 실제 터빈에 림 씰 형상을 적용하기 위해서는 터빈 작동 시에 발생할 수 있는 다양한 상황에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 수치해석을 통해 회전부 림 씰 위치의 두께가 변화하는 상황에 대해 연구하였다. 연구는 반지름 방향으로 로터 림 씰이 상향된 경우와 림 씰 내부 방향으로 로터 디스크가 확장된 상황을 모사하여 진행하였다. 그 결과, 유입되는 이차유동의 양에 따라 각 경우에서 서로 다른 내부 압력과 씰링 성능 및 유동이 발생함을 확인하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제4권4호
• /
• pp.135-144
• /
• 1991

본 논문에서는 해양구조물에 작용되는 파력을 산정하고 구조물-유동의 상호작용을 해석하기 위하여 유동장을 유한요소법으로 모형화하여 해석할 때에, 효과적으로 적용될 수 있는 유체의 3차원 무한요소를 개발하였다. 유동의 수식화는 선형파동이론에 근거하였고, 구조물의 크기가 비교적 큰 경우를 대상으로 함으로써 유동의 관성력항이 지배적이므로, 점성저항력의 영향을 무시하였다. 유동의 지배방정식이 속도포텐셜에 대한 라플라스 방정식으로 주어지고, 구조물의 표면, 수면 및 해저면을 경계로 하여, 수평방향으로는 무한대로 펼쳐진 영역에서 정의된 문제를 효과적으로 해석하기 위하여, 두 종류의 유동요소를 개발하였다. 하나는 무한원방향으로 방사되는 파를 모형화 하기 위한 무한 요소이며, 다른 하나는 심해조건에서 유용하게 적용될 수 있는 가상바닥경계요소이다. 본 연구에서 제안한 유동요소들의 유용성과 효율성은 여러가지의 부유식 해양구조물에 대한 예제해석을 통하여 입증하였다. 같은 에제에 대하여 다른 방법으로 해석한 타 문헌상의 결과와 비교할 때, 본 연구에서 개발한 유동요소를 사용한 방법이 매우 좋은 결과를 줌을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.1-9
• /
• 2005

본 논문에서는 직접모사법을 이용하여 고 고도 희박 영역에서 로켓의 자세 제어에 필수적인 측면 제트 분사와 그에 따른 자유 흐름 유동과 측면 제트의 상호 작용에 대한 연구를 수행하였다. 밀도 차가 큰 자유 흐름 유동과 제트 유동을 동시에 모사하기 위해 입자 가중치 기법을 사용하였다. 두 수직한 평판 사이의 유동 및 측면 제트 분사에 의한 상호 작용 해석을 수행하였고 그 결과를 실험치와 비교하여 프로그램을 검증하였다. 좀 더 실제적인 로켓 모델로 blunted cone cylinder 형상에 대하여 받음각을 변화시켜가며 자유 흐름 유동과 측면 제트의 상호 작용에 대한 연구를 수행하였다. 표면 압력 차이의 분포를 기준으로 람다(lambda) 충격파와 후류의 영향을 토의하였다. 받음각이 있는 유동의 경우 leeward 방향으로는 제트와 자유 흐름 유동의 상호 작용이 약해지며, windward 방향으로는 상호 작용이 매우 강해지는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제34권4호
• /
• pp.148-157
• /
• 1997

본 논문에서는 유한체적법을 이용한 수치계산과 이차원수조에서의 유동가시화에 의한 실험적 연구를 통해 평행하게 흐르는 유체 내에 설치된 V-형 연직순환 구조물 주위의 유동현상을 해석하였다. V-형 연직순환 구조물은 성층화되어 연직방향으로 정체된 유동장을 교란하여 섞어주는 역할을 하는 해수유동 제어구조물로서 해상 구조물의 주변에 유동정체로 발생될 수 있는 부영양화 등을 감소시키는 도구로 사용될 수 있다. 판과 판의 사이각(dihedral angle; ${\theta}$), 판의 바닥면에 대한 경사각(inclination angle; ${\phi}$) 그리고 Reynolds 수에 대한 와류두(vortex head) 상승높이의 특성 및 유기속도(induced velocity)의 강도를 비교 검토함으로써 파라미터와 유동특성과의 관계를 살펴보았다. 또한 이를 통해서 연직순환 구조물의 최적형상은 사이각과 경사각이 $90^{\circ}$일 때라는 결론을 얻을 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제15권6호
• /
• pp.1-7
• /
• 2002

VARTM공정에서는 수지유동을 빠르게 하기 위해 투과촉진층이 사용되는데 투과촉진층과 섬유층 사이의 수지 속도차가 크다. VARTM제품은 길이에 비해서 두께가 얇으나 두 가지 다른 유통 매질 사이에 발생하는 lead-lag 유통을 관찰하기 위해서는 두께 방향을 고려한 3차원해석이 요구된다. 그런데 3차원 해석에 있어서 계산 시간이 문제가 된다. 일반 PC로 절점수가 많은 3차원 문제를 해석하려면 오랜 시간이 소요되므로 비실용적이다. 그래서 본 연구에서는 dual-scale 기법을 도입하여 전체 영역은 2.5차원으로 해석하고 주요한 관심 영역만을 3차원으로 해석하였다. 2.5차원 시뮬레이션만으로 예측하기 어려운 lead-lag 유동과 같은 특이한 유동 경향을 국부적인 3차인 해석을 통해서 발견학 수 있었다. 본 연구에서 개발된 global-local 해석기술은 일반 PC에서 적당한 계산 시간 내에 균일하지 않은 유동 매질 사이를 지나는 유동흐름의 특성 분석에 효과적으로 사용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권10호
• /
• pp.917-923
• /
• 2010

3 차원 표면조도의 영향을 조사하기 위하여 규칙적으로 배열된 3 차원의 입방형 표면조도를 갖는 난류경계층을 직접수치모사하였다. 표면조도는 주 유동방향과 횡 방향으로 각각 8k 과 2k 의 주기를 갖도록 배열되었으며 표면조도의 크기 (k)는 입구 운동량 두께(${\theta}_{in}$)의 1.5 배이다. 주 유동 방향을 따라 공간 발달하는 3 차원 표면조도 위의 난류특성을 2 차원의 막대형표면조도에서의 결과와 비교하였다. 2 차원 표면조도와 마찬가지로 3 차원 표면조도의 경우에도 조도저층 뿐만 아니라 바깥영역에서 표면조도의 영향이 존재하였으며 이러한 결과는 주 유동 방향의 표면조도의 주기와 사각형의 면에 의한 막음현상이 2 차원의 표면조도와 마찬가지로 크게 나타나기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권7호
• /
• pp.32-40
• /
• 2003

공탄성 플랩을 이용한 충격파와 난류 경계층의 간섭유동 제어에서 유동가시화에 관한 실험적 연구가 수행되었다. 유동 가시화를 위하여 순간 쉐도우 영상, 등유와 흑색안료 혼합물을 이용한 유맥선, 간섭 유동 후방에 적용된 실리콘 오일막의 간섭 줄무늬 형상 등이 얻어졌다. 플랩의 형상과 두께 변화에 의한 영향이 평가되었고 그 결과는 제어되지 않은 일반 평판 위의 충격파 간섭유동의 경우와 비교되었다. 충격파 간섭유동 후방에 적용된 얇은 오일막 표면에 나타나는 간섭무늬로서 이 영역에서의 정성적인 전단응력분포 관찰이 이루어 졌고, 그 결과 간섭유동 후방 중심축 근처에 길고 좁은 박리현상을 동반한 유동의 강한 폭 방향 변화가 관찰되었으며, 이는 이러한 충격파 간섭유동의 강한 3차원 특성을 보여주고 있다. 또한 플랩 하부에 위치한 공동부 형상이 충격파 간섭유동에 미치는 영향도 평가되었고, 그 영향을 무시할 수 없음이 관찰되었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.53-57
• /
• 2011

본 연구는 배열회수보일러(HRSG)에서의 유동특성을 유동수치해석을 통하여 분석하였다. HRSG 입구영역은 가스터빈 후류의 출구에 해당하고 가스터빈 후류는 강한 선회 및 난류 유동이다. 따라서 HRSG 입구 유동은 가스 터빈 출구 유동 특성이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 HRSG 입구 유동 경계조건을 가스터빈 출구 유동 해석을 통하여 도출된 결과를 이용하였다. 가스터빈 출구 유동해석 결과를 보면 축방향 속도가 가장 크게 나타나는 곳이 원형 덕트의 벽면 측이고 난류운동에너지와 소산율이 크게 나타나는 곳이 속도 구배가 급격한 곳으로 축방향 속도가 최대가 되는 곳과 차이가 있다. 본 연구에서는 HRSG 입구영역에서의 난류 성분을 가스터빈 출구 유동을 계산 한 결과를 이용한 경우와 난류강도를 속도의 10%를 이용하고 원형 덕트의 직경을 특성 길이로 사용한 두 가지 경우에 대하여 유동해석을 통하여 유동 특성을 비교하였다. 본 연구를 통하여 HRSG 입구 유동 경계조건은 반드시 난류성분이 올바르게 적용되어야 HRSG 유동 특성 해석의 정확성을 기할 수 있음을 알았다.