• Title/Summary/Keyword: 비정상 정성 유동

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관류형증기발생기 불안정성 해석모델 개발

  • 강한옥;강형석;조봉현;이두정;배윤영
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.425-430
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    • 1998
  • SMART 관류형증기발생기의 유동 불안정성을 분석할 수 있는 시간영역-비선형 해석모델을 개발하였다. 해석모델은 일차계통 모델을 포함하고 있으며 이차측 튜브 양단에 일정압력 경계조건을 이용하고 내부에서는 평형 균질 이상유동 모델을 도입하였다. 기존의 정상 상태 및 임계조건에 대한 실험 결과와 개발된 해석모델 모델을 이용한 계산 결과를 비교한 뒤 임계점 이후 나타나는 진동의 특성을 분석하였다. 개발된 해석모델은 SMART 관류형증기발생기에서 발생할 수 있는 유동 진동의 특성과 영향을 파악하고 유동 불안정성을 막기 위한 입구 오리피스 설계의 목적에 활용할 수 있을 것이다.

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Transient Flow Instability inside a Gas Turbine Shaft (가스 터빈 축 내부의 비정상 유동의 불안정성)

  • Hur, Nahm-Keon;Won, Chan-Shik
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.2 no.1 s.2
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    • pp.103-107
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    • 1999
  • Transient flow inside a hollow shaft of a Gas Turbine engine during sudden engine stop may result in non uniform heat transfer coefficients in the shaft due to flow instability similar to steady Taylor vortex, which may decrease the lifetime of the shaft. In the present study, transient Taylor vortex phenomena inside a suddenly stopped hollow shaft are studied analytically. Flow visualization is also performed to study the shape and onset time of Taylor Vortices for various initial rotational speed.

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A Particle Tracking Method for the Lagrangian-Eulerian Finite Element Method in 3-D Subsurface System (3차원 지표하 시스템에서 Lagrangian-Eulerian 유한요소법에 대한 입자추적 알고리즘)

  • Lee, Jae-Young;Kang, Mee-A
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.19 no.2
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    • pp.205-215
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    • 2009
  • The conventional numerical models to analyze flow in subsurface porous media under the transient state usually generate numerical oscillation and unstability due to local flux domain for critical cases such as infiltration into initially dry soil during rainfall period. In this case, it is required refined mesh and small time step, but it decrease efficiency of computation. In this study, numerical unstability in discontinuity domain is removed by applying particle tracking algorithm to simulate unsteady subsurface flow with inflow boundary condition. Finally the hybrid LE FEM improving numerical stability is proposed. The hypothetical domains with unsteady uniform and nonuniform flow field were used to demonstrated algorithm verification. In comparison with analytic solution, we obtained reasonable results and conducted simulation of hypothetical 3-D recharge/pumping area. The proposed algorithm can simulate saturated/unsaturated porous media with more practical problems and will greatly contribute to accuracy and stability of numerical computation.

비정상 압축성 이젝터-디퓨저 유동에 대한 수치해석적 연구

  • 이영기;최보규;김희동
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.17-17
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    • 2000
  • 이젝터-디퓨저 시스템은 고압의 기체를 노즐로 팽창시켜서 얻은 대량의 운동에너지를 이용하여 낮은 에너지를 가지는 주변의 기체를 외부로 배출시키는데 이용되는 유체 역학적 펌프이다. 이젝터-디퓨저 시스템은 작동부가 없고 구조가 단순하여 설치/보수 및 시스템 전체의 경량화에 많은 이점이 있으므로 그 활용도가 증대하고 있는 추세이다. 그러나 이젝터-디퓨저를 지나는 초음속 유동은 복잡한 충격파 및 난류현상들로 인하여 그 물리적 특성들이 명확히 알려지지 않았다. 특히 이러한 제현상들의 간섭과 전단층의 불안정성 때문에 발생하는 비정상성은 1차 유동과 2차 유동의 혼합작용에 영향을 미쳐, 결국 시스템 전체의 배기성능을 저하시킬 뿐만 아니라, 소음과 진동을 발생시켜 시스템의 안정적인 운전을 방해한다.

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Control of the Pressure Oscillations in Supersonic Cavity Flows (초음속 공동유동에서 발생하는 압력변동의 제어)

  • Lee Young-Ki;Jung Sung-Jae;Kim Heuy-Dong
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.117-120
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    • 2005
  • The present study describes unsteady flow phenomena generated in a supersonic flow passing over a rectangular cavity and suggests a way of control of pressure oscillation, doing harm to overall performance and stable operation of aerodynamic and industrial applications. The three-dimensional, unsteady, compressible Navier-stokes equations are numerically solved based on a fully implicit finite volume scheme and large eddy simulation. The cavity flow are simulated with and without control methods, including a triangular bump and blowing jet installed near the leading edge of the cavity. The results show that the pressure oscillation is attenuated by both control techniques, especially near the trailing edge of cavity.

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Control of the Pressure Oscillation in a Supersonic Cavity Flow Using a Sub-cavity (Sub-cavity를 이용한 초음속 공동유동의 압력진동 제어)

  • Lee Young-Ki;Jung Sung-Jae;Kim Heuy-Dong
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.310-313
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    • 2006
  • The present study aims at investigating the effectiveness of a new passive cavity flow control technique, sub-cavity. The characteristics of cavity flow oscillation with the device are compared with those with other control techniques tested previously, including a triangular bump and blowing jet. In the computation, the three-dimensional, unsteady Navier-Stokes equations governing the supersonic cavity flow are solved based on an implicit finite volume scheme spatially and multi-stage Runge-Kutta scheme temporally. Large eddy simulation (LES) is carried out to properly predict the turbulent features of cavity flow. The present results show that the pressure oscillation near the downstream edge dominates overall time-dependent cavity pressure variations, and the amplitude of the pressure oscillation can be reduced in the presence of a sub-cavity.

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The Influence of the Velocity Ratio on the Vortex Pairing Process in Mixing Layer (혼합층에서 와류병합과정에 대한 속도비의 영향)

  • 서태원;금기현
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.2 no.2
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    • pp.279-286
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    • 1999
  • Wall-bounded 유동과 달리 자유 전단 유동은 Hyperbolic Tangent Profile을 가지고 비점성 불안정에 의해 지배된다. 따라서 자유 전단 유동에서 난류로의 천이과정은 비점성 불안정성 이론에 의해 해석되어 진다. 본 연구는 분리판(Splitter plate)에 의해 분리된 속도가 다른 자유 유속의 혼합에 의해 형성되는 혼합층에서 와류병합과정에 대한 속도비의 영향에 대하여 연구한다. 속도비는, R, $ \frac{U_1-U_2}{U_1+U_2}$ 로 정의되며, 여기서 $U_1$은 분리판 위에서의 자유 유속을 그리고 $U_2$ 는 분리판 아래에서의 자유 유속을 나타낸다. 본 연구에서 와류구조의 병합작용을 분석하기 위하여 2차원 비정상 Large-Eddy Simulation 방법을 적용하였다. 속도비의 변화에 따라 혼합층에서 불안정 Wave가 성장하게 되고, 유체는 2차원 와류구조에서 Roll-up한다. 이러한 2차원 와류구조는 주위의 다른 와류구조와 상호작용을 하게 되고 하나의 커다란 와류구조를 형성하는 것을 볼 수 있다. 혼합층에서 와류병합과정은 반복적으로 일어나는 것을 알 수 있었고, 이 결과를 이용하여 혼합층의 성장을 제어할 수 있다.

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Simulation of Unsteady Rotor-Fuselage Interaction Using an Improved Free-Wake Method (향상된 자유후류 기법을 이용한 비정상 로터-동체 상호작용 시뮬레이션)

  • Lee, Joon-Bae;Seo, Jin-Woo;Lee, Jae-Won;Yee, Kwan-Jung;Oh, Se-Jong
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.38 no.7
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    • pp.629-636
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    • 2010
  • This study is to investigate the aerodynamic effects of the Rotor-Fuselage Interactions in forward flight, and is conducted by using an improved time-marching free-wake panel method. To resolve the instability caused by the close proximity of the wake to the blade surface, the field velocity approach is added to the prior unsteady panel code. This modified method is applied to the ROBIN(ROtor Body Interaction) problem, which had been conducted experimentally in NASA. The calculated results, pressure distribution on fuselage surface and induced inflow ratio without and with the rotor, are compared with the experimental results. The developed code shows not only very accurate prediction of the aerodynamic characteristics for the rotor-fuselage interaction problem but also the rotor wake development.