• Title/Summary/Keyword: 비정상회전유동

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A Numerical Analysis of Unsteady Flow in a Rotor Blade Passage by Wake Passing (후류장에 의한 가스터빈 회전익 통로내 비정상 유동의 수치해석적 연구)

  • Kim, Youn J.;Jeon, Y. R.
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 1998.12a
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    • pp.233-239
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    • 1998
  • The effects of unsteady flow on gas turbine, particularly on a rotor blade surface are numerically investigated. The unsteady flow in a rotor blade passage as a result of wake/blade interaction is modeled by the inviscid flow approach, and solved by the Euler equations using a time accurate marching scheme, Numerical results show that for the case of $P_s/ P_r= 1.5$, the velocity and pressure distribution on the blade surfaces have much more complex profiles than those of $P_s/ P_r= 1.0$.

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An Analysis of Flow and Noise for Vacuum Cleaner Centrifugal Fan (진공청소기 원심팬의 유동과 소음 해석)

  • 전완호;이덕주;유기완
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.130-135
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    • 1995
  • 본 연구에서는 30000rpm으로 회전하는 진공청소기 원심팬의 유동장을 임펠러, 디퓨저, 케이싱을 모두 고려하여 해석하였다. 또한 삼차원으로 배출되는 출구를 간단한 sink 패널로 모델하여 출구의 효과를 충분히 고려하였다. 해석된 유동장 자료를 이용하여 먼 거리에서의 음압을 예측하였다. 예측된 음압자료는 FFT를 이용하여 측정된 값과 주파수 영역에서 비교하였다. 또한 진공청소기 원심팬의 측정자료에서 보이는 광역소음특성이 임펠러에서 흘려지는 후류와류의 교란에 의한 임펠러와 디퓨저 깃의 비정상 힘이 주된 원인임을 밝혔다.

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Mass Flow Rate Measurement of Pulsating Flow in a Twin-Scroll Turbocharger (트윈스크롤 터보과급기에서 맥동유동의 질량유량 측정)

  • Chung, Jin-Eun;Jeon, Se-Hun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.20 no.12
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    • pp.723-729
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    • 2019
  • Turbochargers are an effective device to reduce the fuel consumption. In this study, the mass flow rate of pulsating flow in the twin-scroll turbocharger for the gasoline engine of passenger vehicles was measured. Pulsating flow was achieved using a pulse generator and the mass flow rate of the unsteady pulsating flow was analyzed by comparing it with those of the steady flow. The pulse generator consisted of a rotating upper plate and a fixed lower plate. To measure the mass flow rate of unsteady flow, the orifice flow meter equipped with the difference pressure transducer was used. To analyze the low speed performance of the turbocharger, the measurement was carried out in the speed of turbocharger from 60,000rpm to 100,000rpm. The mass flow parameters of the unsteady pulsating flow showed a large difference compared to those of the steady flow. Those of the unsteady flow showed the hysteresis loop surrounding the mass flow parameters of the steady flow and the maximum variation of the mass flow parameters were 5.0 times those of the steady flow. This phenomenon is the result of the filling and emptying the turbine volute space due to pulsating flow.

Evaluation of Flutter Velocity of Bridge Deck Section using Distributed Computing Environment (분산형 전산환경을 활용한 교량 거더의 플러터 발생풍속 산정)

  • Lee, Kuen-Bae;Kim, Chongam
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.75-75
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    • 2011
  • 본 논문에서는 진동중인 교량 거더에 작용하는 풍하중을 산정하고 그에 따른 플러터 발생풍속을 예측하기 위하여 분산형 전산환경을 활용한 수치해석 연구를 수행하였다. 분산형 전산환경은 웹 포탈을 기반으로 수치해석 환경을 제공하는 수치풍동 시스템으로서, 전산유체역학(CFD : Computational Fluid Dynamics)에 대한 전문지식이 부족한 사용자들도 격자생성, 수치해석자를 이용한 계산, 가시화 등의 전 과정을 편리하게 수행할 수 있는 차세대 토목분야 연구 환경이다. 본 시스템은 그리드스피어(GfidSphere)를 기반으로 구성되었으며, 기본적으로 사용자 관리, 세션 관리, 그룹 관리, 레이아웃 관리 등을 제공하여 사용자가 포탈을 통해서 다양한 서비스를 쉽게 사용할 수 있는 환경을 구축하도록 도와준다. 수치해석을 위한 유체 지배방정식은 2차원 비정상 비압축성 RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 방정식이며, pseudo compressibility 방법을 적용하였다. 비정상 유동장을 해석하기 위하여 이중시간 전진법(dual time stepping)을 사용하였으며, 수렴가속화를 위해 Multi-grid 기법을 적용하였다. 또한 난류 유동장 해석을 위해서 $k-{\omega}$ SST 난류 모델을 사용하였으며, 난류 천이 과정에서의 유동을 모사하기 위하여 Total stress limitation 방법을 적용하였다. 교량 거더의 연직과 회전방향의 2자유도 움직임을 모사하기 위하여 동적격자 기법을 도입하였다. 교량 거더 주변의 비정상 유동해석 결과를 통해, 거더 표면에서 떨어져나가는 크고 작은 와류의 영향으로 양력 및 모멘트 계수 그래프가 중첩된 진폭과 주기를 갖고 주기적으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 비정상 공기력을 적용한 2자유도 플러터 방정식을 통하여 플러터 발생풍속을 산정하였다. 최종적으로 본 연구에서 계산된 결과의 타당성을 검증하기 위하여 수치적으로 구한 플러터 발생풍속과 기존의 실험 및 수치해석 결과를 비교하였으며, 결과는 잘 일치하였다.

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Simulation of Unsteady Rotor-Fuselage Aerodynamic Interaction Using Unstructured Adaptive Meshes (비정렬 적응 격자계를 이용한 비정상 로터-동체 공력 상호작용 모사)

  • Nam, H.-J.;Park, Y.-M.;Kwon, O.-J.
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.33 no.2
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    • pp.11-21
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    • 2005
  • A three-dimensional parallel Euler flow solver has been developed for the simulation of unsteady rotor-fuselage interaction aerodynamics on unstructured meshes. In order to handle the relative motion between the rotor and the fuselage, the flow field was divided into two zones, a moving zone rotating with the blades and a stationary zone containing the fuselage. A sliding mesh algorithm was developed for the convection of the flow variables across the cutting boundary between the two zones. A quasi-unsteady mesh adaptation technique was adopted to enhance the spatial accuracy of the solution and to better resolve the wake. A low Mach number pre-conditioning method was implemented to relieve the numerical difficulty associated with the low-speed forward flight. Validations were made by simulating the flows around the Georgia Tech configuration and the ROBIN fuselage. It was shown that the present method is efficient and robust for the prediction of complicated unsteady rotor-fuselage aerodynamic interaction phenomena.

Unsteady Three-Dimensional Analysis of Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using Detached Eddy Simulation Part I : Non-Reacting Flowfield (DES를 이용한 초음속 유동내 수직 연료분사 유동의 비정상 3차원 해석 Part I : 비반응 유동장)

  • Won, Su-Hee;Jeung, In-Seuck;Choi, Jeong-Yeol
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.9
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    • pp.863-878
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    • 2009
  • Unsteady three-dimensional flowfield generated by transverse fuel injection into a supersonic mainstream is simulated with a DES turbulence model. Comparisons are made with experimental results in terms of the temporal eddy position and eddy formation frequency. The vorticity field around the jet exit is also analyzed to understand the formation mechanism of the large eddy structures. Results indicate that the DES model correctly predicts the convection characteristics of the large scale eddies. However, it is also observed that the numerical results slightly over-predict the eddy formation frequency. The large eddy structures are generated as the counter-rotating vortices are detached alternately in the upstream recirculation region.

Effect of applied magnetic fields on oxygen transport in magnetic Czochralski growth of silicon (Czochralski 방법에 의한 실리콘 단결정 성장에서 자장에 의한 산소의 전달 현상 제어)

  • Chang Nyung Kim
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.4 no.3
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    • pp.210-222
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    • 1994
  • The characteristics of flows, temperatures, and concentrations of oxygen are numerically studies in the Czochralski furnace with a uniform axial magnetic field. Important governing factors to the flow fields include buoyancy, thermocapillarity, centrifugal force, magnetic force, diffusion and segregation coefficients of the oxygen, evaporation coefficient in the form of SiO, and ablation rate of crucible wall. With an assumption that the flow fields have reached the steady state, which means that two velocity components in the meridional plane and circumferential velocity, temperatures, electric current intensity become non-transient, then unsteady concentration field of oxygen has been analyzed with an initially uniform oxygen concentration. Oxygen transports due to convection and diffusion in the Czochralski flow field and oxygen flux through the growing crystal surface has been investigated.

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Structural Stability Evaluation of Impeller in Resonant condition due to Diffuser vanes (디퓨저 베인에 의한 공진조건에서의 임펠러 구조 안정성 평가)

  • Kim, Yongse;Kong, Dongjae;Shin, Sangjoon;Im, Kangsoo;Park, Kihoon
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.877-880
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    • 2017
  • Impeller blades in the centrifugal compressor are subjected to static loads due to the high-speed rotation and steady aerodynamic forces. At the same time, aerodynamic excitations by the interaction between the impeller and the diffuser vanes(DV) periodically excite the impeller blades in resonant conditions, which may lead to high cycle fatigue (HCF) and eventually result in failure of the blades. In order to predict the structural response accurately, the aerodynamic excitation and the major resonant conditions were predicted by performing the unsteady flow analysis and modal analysis using ANSYS. Next, a unidirectional forced vibration analysis was performed by using fluid-structure interaction (FSI) method, and the safety of HCF was evaluated based on the results.

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A Steady Method of Damping Coefficient Prediction for Axisymmetric Projectiles (축대칭 발사체의 감쇠계수 계산을 위한 정상 해법)

  • Park, Soo-Hyung;Kwon, Jang-Hyuk;Yu, Yung-Hoon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.11
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • A steady prediction method is presented to compute dynamic damping coefficients for axisymmetric projectiles. Viscous flow analysis is essential to the steady method using a zero-spin coning motion in the inertial coordinate frame. The present method is applied to compute the pitching moment and the pitch-damping moment coefficients for the Army-Navy Spinning Rocket. The results are in good agreement with the parabolized Navier-Stokes data, range data, and unsteady prediction data. Predictions for Secant-Ogive-Cylinder configurations are performed to investigate effects of afterbody geometries. To investigate the geometrical effect and flow physics, the longitudinal developments of the coefficients are examined in detail.

Incompressible Turbulent Flow Simulation of the Rotor-Stator Configuration (비압축성 Navier Stokes 방정식을 이용한 2차원 터빈 익렬내의 난류유동해석)

  • Kim H. W.;Park W. G.;Jung Y. R.;Kim K. S.;Moon S.-G.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 1995.10a
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    • pp.225-234
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    • 1995
  • 터빈익렬내부의 유동해석을 위해 비압축성 점성유동해석을 이용한 수치 해석 프로그램을 개발하였다. 지배방정식으로는 2차원의 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 일반화된 곡선좌표계로 전환하여 암시적으로(implicitly) 반복적인 시간진행방법을 이용하여 유동해석을 하였다. 지배방정식의 각항들은 시간에 대해 1차의 정확도 그리고 영역에 대해서는 2차의 정확도, 대류항에 대해서는 3차의 정확도를 가지는 Upwind기법을 적용하였다. 특히, 실험적 접근이 매우 어려운 터빈의 정익과 회전하고 있는 동익과의 상호운동을 멀티블럭기법과 데이터 interface를 통해 보다 쉽게 해석할 수 있었다. 본 연구결과는 정익만을 계산한 타 연구자의 결과와의 비교시 매우 일치하였으며 물리적인 유동을 잘 파악할 수 있었다. 난류유동 해석을 위해서 Baldwin-Lomax 모델을 적용하였다.

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