• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.684-689
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• 2001

In this study, three-dimensional viscous flow analysis and optimization are presented for the design of a mixed-flow fan. Steady, imcompressible, three-dimensional Reynolds averaged Navier-Stokes equations are used as governing equations, and standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model is chosen as a turbulence model. Governimg equations are discretized using finite volume method. Upwind difference scheme is used for the discretization of the convective term and SIMPLEC algorithm is used as a velocity-pressure correction procedure. The computational results are compared with the results obtained by TASCflow. For the numerical optimization of the design, objective function is defined as a ratio of generation of the turbulent energy to pressure head. Sweep angles are used as design variables.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.223-226
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• 2009

This paper presents three-dimensional flow analysis for a mixed-flow pump which consists of a rotor and a stator. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with shear stress transport turbulence model are discretized by finite volume approximations and solved by the commercial CFD code CFX 11.0. Structured grid system is constructed in the computational domain, which has O-type grids near the blade surfaces and H-type grids in other regions. Validation of the numerical results was performed with experimental data for head coefficients and hydraulic efficiencies at different flow coefficients. This paper shows that the pump characteristics can be predicted effectively by numerical analysis.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.424-428
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• 2005

본 연구에서는 임의로 변화하는 지형상에 적용시에 보존 특성이 성립하는 쌍곡선형 천수방정식 해석 기법을 개발하였다. 일반적으로 쌍곡선형의 천수방정식은 상류와 사류를 쉽고 정확하게 해석할 수 있고, 또한 Euler 방정식 해석기법을 이용한 다양한 해석기법이 개발되어 있다는 장점을 지니고 있다. 그러나 바닥지형이 변화하는 경우, 생성항과 플럭스항 사이에 수치적 해석기법 차이에서 발생하는 수치적 불균형이 발생하여 수치모형의 적용성이 현저하게 저하된다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 현상을 개선하기 위하여, 기존의 표면경사법을 개선한 기법을 제시하였다. MUSCL-Hancock 기법과 HLLC 근사 Riemann 기법을 이용하였으며, 플럭스항과 수치적 균형을 이루기 위한 이산화기법을 제안하였다. 모형의 검증을 위하여 정상류 상태의 상류와 사류 해석을 수행하였고, 마른바닥에서의 댐붕괴파와 수직한 지형 변화를 갖는 수로상의 서지의 진행 등과 같은 부정류에 대하여 적용하였다. 적용결과, 매우 정확하고 수치적으로 안정된 계산결과를 얻었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1108-1112
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• 2005

보(round-crested weir)는 수로나 하천의 수위를 조절 과 취수 등의 편의를 제공하기 위해 건설되는 하천 구조물이다. 일반적으로 보의 수리특성은 자유 월류라는 측면에서 댐의 여수로와 유사하지만 하류 수위가 높아져 수중(submerged)에 잠기게 되면 보의 수리 특성은 여수로와 다르게 해석하여야 한다. 기존의 연구에서는 하류수위조건에 따라 4가지의 경우 1) 사류, 2) 도수현상을 수반한 상류, 3) 사류흐름으로 인한 도수발생, 4) 잠김상태(submerged)로 구분하고 있다(Chow ,1952). 그러나 이에 대한 흐름 해석은 대표적인 보에 대해 제안된 식으로 각 경우에 대한 정확해 해석은 어려움이 있다. 특히 하천에 수문과 동시에 보가 설치될 경우 그 차이는 클 것으로 판단된다. 본 연구에서는 하천에 설치되는 보와 수문에 대한 실험연구로써 보의 높이에 비해 수위가 과다하게 높은 경우에서의 수위-유량관계를 이론식과 기존 웨어공식에 대해 각각 비교하여 그에 대한 차이를 검토하였으며 하류수위에 대한 상류수위변동 시점을 측정하여 하류수위의 영향을 받는 임계수심을 제안한 Knapp(1960)식과 비교하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.351-356
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• 2005

출구부 수심을 결정하는 것은 개수로 흐름을 해석하는 데 매우 중요하면서도 쉽지 않은 일이다. 출구부 수심을 결정하기 위해서는 무엇보다도 정확한 관측이 선행되어야 한다. 그러나 종종 그 형상이 복잡하고 부정확한 관측결과를 가져오는 경우도 있다. 이 때문에 본연구진은 보다 더 효과적으로 마찰계수와 출구부 수심을 결정하는 방법을 제안하고자 한다. 출구부 수심은 그 흐름 특성에 따라 상류일 경우에는 임계수심, 사류일 경우에는 등류수심과 거의 일치하며 이를 통해 출구부 수심을 양해적으로 산정하는 방법을 제안한다. 이 양해식은 관측된 '정류수심'자료를 통해 개발 및 검증되었으며, 여기서 정류수심은 하수관의 출구부에서부터 대략 관경의 0.7배 정도 떨어진 지점을 중심으로 형성되는 수심을 가리킨다.

• 상하수도학회지
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• 제21권2호
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• pp.177-185
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• 2007

Hydraulic efficiency($T_{10}/T$) in clearwell is often estimated by L/W ratio. However, this estimation is not accurate because other factors which give an effect on hydraulic efficiency such as shape of basin, diffuser wall and intra-basin is ignored. Therefore, in this research, hydraulic efficiency is predicted by the quantitative analysis of dead zone using CFD simulation in a pilot scale clearwell. The results show that the reason why higher L/W ratio increase the hydraulic efficiency is to decrease the dead zone of linear region which is located between baffles. Diffuser wall or intra-basin also affects on hydraulic efficiency with this process. Also, we conclude that hydraulic efficiency can not be reached to 0.8 or higher.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.41-46
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• 2003

The hydraulic design optimization and performance analysis of mixed-flow pumps for waterjet marine vehicle propulsion has been carried out using mean streamline analysis and three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) code. In the present study, the conceptual design optimization has been formulated with a non-linear objective function to minimize the fluid dynamic losses, and then the commercial CFD code was incorporated to allow for detailed flow dynamic phenomena in the pump system. Newly designed mixed-flow model pump has been tested in the laboratory. Predicted performance curves by the CFD code agree very well with experimental data for a newly designed mixed-flow pump over the normal operating conditions. The design and prediction method presented herein can be used efficiently as a unified hydraulic design process of mired-flow pumps for waterjet marine vehicle propulsion.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.110-115
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• 2000

The mean streamline analysis using the empirical loss correlations has been developed for performance prediction of industrial mixed-flow fan impellers in the present study. New simple, but effective, models for the additional Euler input work characteristic and an internal recirculation loss due to internal flow reversal under the low flowrate conditions are proposed in this paper. Comparison of overall performance predictions with six sets of test data of mixed-flow fans is accomplished to demonstrate the accuracy of the proposed models. Predicted performance curves by the present set of loss models agree fairly well with experimental data for a variety of mixed-flow fan impellers over the entire operating conditions. The prediction method presented herein can be used efficiently in the conceptual design phase of mixed-flow fan impellers.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.670-675
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• 2001

This paper describes aerodynamic preliminary design performance prediction and flow analysis for turbine of the marine middle engine turbocharger. The performance characteristics of turbocharger turbine are investigated at various operating conditions using mass flow rate and computational flow analysis for rotor and nozzle at design point are performed. Preliminary design results are performed by applying mean line and radial equilibrium theory. Performance prediction and flow analysis results show good agreement with experiments. From 3 dimensional flow analysis result, efficiency is 0.6% greater than design point. Therefore, this design approach is useful for preliminary design, and helps to increase the design capability for optimized rotor blade.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.319-322
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• 2007

본 연구에서는 초소형 엔진의 윈드밀 시동시의 성능을 예측하기 위해 엔진의 주요 구성 부품의 성능의 손실해석을 통한 수치 방법을 개발하였다. 사류형 압축기를 가진 초소형 터보제트 엔진에 이 수치기법을 적용하여 탈설계점 및 설계점 영역에서 시동 특성을 해석하였다. 또한 각 설계 변수들의 윈드밀 시동 성능에 영향을 주는 민감도를 분석하였다.