• Title/Summary/Keyword: 레이놀즈응력

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냉각탑용 축류팬의 팁 간격이 팬 성능 및 틈새 유동에 미치는 영향에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Investigation of Effects of Tip Clearance Height on Fan Performance and Tip Clearance Flow in an Axial Fan of the Cooling Tower)

  • 오건제
    • 동력기계공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.44-50
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    • 2012
  • 팁 간격의 크기가 냉각탑용 축류팬의 성능과 누설 유동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 서로 다른 2가지 팁 간격을 가진 경우에 대해서 점성유동을 해석하였다. 케이싱 내에서 작동하는 축류팬 주위의 유동을 연속방정식, Navier-Stokes 방정식 등을 지배방정식으로 사용하여 수치해석 하였다. 난류유동에 나타나는 레이놀즈 응력은 ${\kappa}-{\epsilon}$ 난류모델을 사용하여 계산하였다. 전체적으로 H형 격자계를 사용하였으며, 팁 주위의 유동을 해석하기 위해서 팁 영역 주위에 부분적으로 조밀한 격자를 두었다. 팁 간격이 증가하면 누설 유동의 증가로 인한 유동 손실의 증가로 전압상승과 수력효율이 감소하였다. 팬 직경에 대한 팁 간격이 0.4%에서 1.0%로 증가하면 전압상승 값이 약 10% 정도 감소하였으며, 수력효율은 약 3% 정도 감소하였다. 팁 간격이 팁 근처 날개 주위의 압력에 미치는 영향을 보면, 팁 간격이 증가하여 누설 유동이 증가하면 흡입면과 압력면의 압력차가 전연 부근에서 감소함을 알 수 있었다. 누설 와류의 중심은 코드를 따라서 흡입면으로 부터 떨어져 나가면서 형성됨을 알 수 있었다. 누설 와류의 위치를 보면 팁 간격이 증가하면 와류 중심의 위치가 흡입면 쪽으로 이동하고, 흡입면에서 떨어진 거리도 날개 후반부에서 증가 폭이 커지는 포물선 형태로 증가함을 알 수 있었다.

저속 비행 3차원 유연날개 정적 공력-구조 연계해석 (Static Aerodynamics-Structure Coupling Analysis of a 3D Flexible Wing Flying at Low Speed)

  • 한형석;박주희;이나원;한철희
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.1-6
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    • 2015
  • 태양광 고고도 장기체공형 무인기나 인간동력 항공기 등에 사용되는 높은 종횡비를 가진 유연날개는 공력 및 구조 상호작용으로 인하여, 구조적 비선형 처짐 및 양력감소 등의 문제가 발생한다. 본 연구에서는 저속 비행하는 높은 종횡비를 가진 날개의 단방향 공력-구조 연계해석을 수행하였다. XFOIL을 사용하여 공력천이현상을 포함한 저 레이놀즈수 익형 공력특성 자료 확보를 기반으로 3차원 양력선 이론을 사용하여 공력해석 연구를 수행했다. 구조해석은 상용소프트웨어 ANSYS를 사용하여 구조변형이나 응력해석 연구를 수행했다. 단방향 공력-구조 연계해석 결과를 바탕으로 인간동력 항공기 주 날개의 형상설계 연구를 수행했다.

KRISO 300K VLCC 이중모형선의 유동특성에 대한 풍동실험 연구 (Wind Tunnel Study on Flow Characteristics around KRISO 300K VLCC Double-body Model)

  • 김학록;이상준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.15-21
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    • 1999
  • KRISO 300K VLCC 이중모형선 주위의 유동특성을 풍동실험을 통해 연구하였다. 선체 선미 주위유동과 후류유동의 평균속도 성분, 난류강도, 레이놀즈 전단응력 및 난류 운동에너지 분포를 열선풍속계를 이용하여 측정하였다. 실험은 선미와 후류의 횡단면에서 수행하였으며, 선체 표면에서의 유동 패턴을 정성적으로 조사하기 위하여 유막법을 이용한 유동가시화도 수행하였다. 선미와 근접 후류영역은 매우 복잡한 3차원의 유동특성을 가지고 있으며, 특히 종방향 와류영역에서 고리 모양의 후류 구조를 볼 수 있었다. 그리고 중앙평행부에서의 얇은 경계층은 선미 영역을 지나며 점차 두꺼워지고 복잡한 3차원 난류후류로 발전하였다.

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KRISO 3600TEU 콘테이너 모형선 주위 유동의 난류구조에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Turbulent Structure of Flow around KRISO 3600TEU Container Double-deck Model)

  • 김학록;이상준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.8-14
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    • 1999
  • KRISO 3600TEU 콘테이너 이중모형선 주위 유동의 평균속도와 난류성분들을 풍동실험을 통해 실험적으로 연구하였다. 선미와 후류의 여러 단면에서의 속도분포를 x형의 열선 프로우브로 측정하여 평균속도와 레이놀즈 응력, 그리고 난류 운동에너지 등을 구하였다. 선미영역과 후류영역에서의 유동은 매우 복잡한 3차원 유동특성을 보여주고 있다. 측정 결과로부터 주유동 방향의 와 구조의 형성과 이러한 와 유동이 후류의 유동에 미치는 영향을 알 수 있었으며, 하류로 나아감에 따라 전단층 영역이 점차 확장되어짐을 확인하였다. 이와 같은 선체주위 유동의 난류 성분들의 측정은 향후 수치계산 및 정확한 난류모델의 개발에 비교자료로 사용되어질 것이다.

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비균질 수정을 사용한 타원완화모형 개발 (Development of Elliptic Relaxation Model With The Inhomogeneous Correction)

  • 전건호;최영돈;신종근
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.815-818
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    • 2002
  • The elliptic relaxation model(ERM) with the inhomogeneous correction intermediate between near wall with and far from the wall. The source of the ERM usually was appled quasi-homogeneous pressure-strain correlation in homogeneous situations. This formulation was easily applied to the linear model or non-linear pressure-strain model. It is observed that the boundary conditions of the relaxation operator dominate the homogeneous pressure-strain model in the near wall region. While looking at high-Reynolds number flows, it was found necessary to modify the effect of the relaxation operator throughout the log region by accounting for gradients of the flatness variable and turbulent length scales. These effects are kinematic blocking of the wall normal velocity fluctuation and pressure reflections from the surface. This model is wall distances and unit vectors which make the model applicable to flows boundary by a complex geometry. Inhomogeneous correction model is computed inertial and non-inertial channel flow These are compared DNS(Kim et at., Kristofffrsen & Andersson) for channel flow. The present model could be predicted well for rotating flows.

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디퓨저에서 벽면으로의 방출유로에서의 압력손실 (Pressure Loss in the Discharge Flow Path from a Diffuser to a wall)

  • 이준;김영인;김성훈;이두정
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.517-522
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    • 2001
  • The exit edges of a diffuser are smoothly rounded, and a wall is located perpendicularly to a diffuser exit. The fluid is discharged towards the radial direction of a diffuser after impinging against a wall from a diffuser. In this flow path, pressure loss coefficients have been calculated by the variables of Reynolds number at a diffuser inlet, distance between a diffuser exit and a wall, and turbulence models. As a result, it was calculated that $h/D_0$ ratio between $0.35\sim0.4$ has the minimum pressure loss coefficient regardless of Reynolds number and turbulence models. It was also found that in case of the flow with relatively high Reynolds number at a diffuser inlet, the pressure loss coefficients by RNG $k-\varepsilon$ model have a tendency to be near to those by standard $k-\varepsilon$ model at small ratio of $h/D_0$, but to those by RSM at large ratio.

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블레이드 하중이 축류형 팬에서의 팁 누설 유동구조에 미치는 영향 (Effect of Blade Loading on the Structure of Tip Leakage Flow in a Forward-Swept Axial-Flow Fan)

  • 이공희;명환주;백제현
    • 설비공학논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.294-304
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    • 2003
  • An experimental analysis using three-dimensional laser Doppler velocimetry(LDV) measurement and computational analysis using the Reynolds stress model in FLUENT are conducted to give a clear understanding of the effect of blade loading on the structure of tip leakage flow in a forward-swept axial-flow fan operating at the maximum efficiency condition ($\Phi$=0.25) and two off-design conditions ($\Phi$=0.21 and 0.30). As the blade loading increases, the onset position of the rolling-up of tip leakage flow moves upstream and the trajectory of tip leakage vortex center is more inclined toward the circumferential direction. Because the casing boundary layer becomes thicker and the mixing between the through-flow and the leakage jet with the different flow direction is enforced, the streamwise vorticity decays more fast with the blade loading increasing. A distinct tip leakage vortex is observed downstream of the blade trailing edge at $\Phi$=0.30, but it is not observed at $\Phi$=0.21 and 0.25.

둥근 엠보싱 형상이 있는 슬라이더 베어링의 경사도에 따른 윤활효과 (Lubrication Effect of Slider Bearing with Round Embossed Surface According to Its Slider Slope)

  • 진도훈;윤문철
    • Tribology and Lubricants
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    • 제30권5호
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    • pp.284-290
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    • 2014
  • The influence of round embossed surface on slider bearing characteristics and its load carrying capacity is discussed for thin film effect of embossed slider bearing. For the numerical computation of lubrication parameters such as pressure, load capacity and shear stress that are normalized and a Reynolds equation is used for the analysis of embossed slider bearing characteristics. For this purpose, the finite difference method of central difference scheme is used in this study. In a slider bearing with embossed form, several simulation parameters such as pressure, load capacity and shear stress of the bearing can be obtained according to independent parameters such as the slope of the slider bearing and number of embossing in the upper slider. Also this results can be summarized and be stored in sequential data file for latter analysis. After all, their distribution of the pressure and shear stress parameters can be displayed and be analyzed easily by using the developed program with matlab GUI technique. The independent parameters such as a number of embossing and a slope of the embossed surface slider are used for discussing simulation parameters of pressure distribution, shear stress and load carrying capacity of the round embossing. These study results reported in this paper should be applied to the other shaped slider bearing with a rectangular embossed surface or rectangular waved surface.

천음속 압축기 동익을 지나는 삼차원 유동의 수치해석 (Numerical Calculation of Three-Dimensional F1ow through A Transonic Compressor Rotor)

  • 이용갑;김광용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권10호
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    • pp.1384-1391
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    • 2001
  • Three-dimensional flow analysis is implemented to investigate the flow through transonic axial-flow compressor rotor(NASA R67) and to evaluate the performances of Abid's low-Reynolds-number k-$\omega$ and Baldwin-Lomax turbulence models. A finite volume method is used fur spatial discretization. The equations are solved implicitly in time by the use of approximate factorization. The upwind difference scheme is used for inviscid terms and viscous terms are approximated with central difference. The flux-difference-splitting method of Roe is used to obtain fluxes at the cell faces. Numerical analysis is performed near peak efficiency and near stall. The results are compared with the experimental data for NASA R67 rotor. Blade-to-Blade Mach number distributions are compared to confirm the accuracy of the code. From the results, it is concluded that Abid'k-$\omega$ model is better for the calculation of flow rate and efficiency than Baldwin-Lomax model. But, the predictions for Mach number and shock structure are almost the same.

씨로코팬의 유동특성에 관한 연구 (A Study on the Flow Characteristics of Sirocco fan)

  • 이덕구;김건일;정한별;설재림;이행남;박길문
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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    • pp.200-204
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    • 2005
  • The sirocco fan is used to get low noise, and it has been applied to a lot of industry field like the heat engine, the fluid instrument power plant, the food industry, environment industry etc... because there are not any problem even it is mixed with a any kind of liquid, gas, and solid. The flow characteristics in sirocco fan are investigated by PIV. The experiment using PIV measurement for Test section's flow characteristics acquired velocity distribution, .Condition : when sirocco fan in automobile air controller maximum 1450RPM, and a revolution is a variation (1)950RPM, (2)1100RPM, (3)1250RPM. The agreement a experiment shows the validity of this study and the results of this study would be useful to the engineers who design for the flow systems for heating, ventilation and air conditioning.

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