• 제목/요약/키워드: 삼차원유동

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삼차원 정상/비정상 비압축성 유동해석을 위한 비정렬 혼합격자계 기반의 유동해석 코드 개발 (DEVELOPMENT OF AN UNSTRUCTURED HYBRID MESH FLOW SOLVER FOR 3-D STEADY/UNSTEADY INCOMPRESSIBLE FLOW SIMULATIONS)

  • 정문승;권오준
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.27-41
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    • 2008
  • An unstructured hybrid mesh flow solver has been developed for the simulation of three-dimensional steady and unsteady incompressible flow fields. The incompressible Navier-Stokes equations with an artificial compressibility method were discretized by using a node-based finite-volume method. For the unsteady time-accurate computation, a dual-time stepping method was adopted to satisfy a divergence-free flow field at each physical time step. An implicit time integration method with local time stepping was implemented to accelerate the convergence in the pseudo-time sub-iteration procedure. The one-equation Spalart-Allmaras turbulence model has been adopted to solve high-Reynolds number flow fields. The flow solver was parallelized to minimize the CPU time and to overcome the computational overhead. This method has been applied to calculate steady and unsteady flow fields around submarine configurations and a 3-D infinite cylinder. Validations were made by comparing the predicted results with those of experiments or other numerical results. It was demonstrated that the present method is efficient and robust for the prediction of steady and unsteady incompressible flow fields.

유동상사를 이용한 10인치 볼밸브 내부유동 분석 (Internal Flow Analysis for a 10 inch Ball Valve using Flow Similarity)

  • 이상문;장춘만
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제26권4호
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    • pp.386-392
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    • 2015
  • Flow characteristics inside a 10 inch ball valve have been analyzed using three-dimensional numerical analysis and experiments. Continuity and three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations have been used as governing equations for the numerical analysis. The numerical model has been constructed through the grid dependency test and validation with the results of experiments to ensure reliability and numerical effectiveness. The shear stress transport (SST) model has been used as the turbulence closure. The experimental test-rig has been constructed to measure pressure, temperature and flow rate along the pipeline. Some valve opening angles have been tested to evaluate the flow characteristics inside the ball valve and pipeline. The results show that the rapid pressure variations is observed while the valve opening angle decreases, which caused by flow separation at the downstream of the ball valve.

Duran Ring을 이용한 삼천판륜의 삼차원적 재건술 (Three-dimensional Reconstruction of Tricuspid Annulus with the Duran Ring)

  • 유동곤;김종욱;박종빈;주석중;이재원
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제38권1호
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    • pp.88-90
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    • 2005
  • 유연한 Duran Ring을 이용하여 삼첨판륜 성형술을 시행하면 생리적인 삼첨판륜 재건이 가능하고 삼첨판륜의 동적인 형태를 유지할 수 있다. 삼첨판륜의 동적인 형태와 구경을 유지할 수 있는 삼차원적 삼첨판륜 재건술을 소개한다.

중/고고도 영역에서의 우주발사체 주위 유동에 대한 수치적 연구 (Numerical Investigation of Flows around Space Launch Vehicles at Mid-High Altitudes)

  • 최영재;최재훈;권오준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.9-16
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    • 2019
  • 본 연구에서는 중/고고도 영역에서 운행되는 우주발사체 주위 유동에 대한 해석을 효율적으로 하기 위해 삼차원 Navier-Stokes 방정식을 해석하는 비 정렬 격자 기반의 맥스웰의 미끄럼 경계조건이 적용된 유동 해석자를 개발하였다. 유동해석자의 검증은 축대칭 형태의 blunted cone-tip 형상에 대한 해석을 통해 수행하였다. 해석 결과는 타 연구자의 실험 및 직접모사법 해석 결과와 비교를 통해 일치하는 결과를 확인하였고, 속도 슬립 및 온도 점프에 대한 예측을 통해 본 유동해석자의 신뢰성을 확보하였다. 검증된 해석자를 이용하여 고도 86km의 중/고고도 영역에서 마하수 6으로 비행하는 우주발사체에 대한 유동 해석을 수행하였으며, 중/고고도 영역에서 나타나는 유동 현상들에 대해 고찰하였다.

두 개의 3차원 지형물 주위의 성층 유동 해석 - 주 유동방향으로 정렬된 경우 - (Numerical Study of Density-stratified Flow Past Two 3D Hills - Aligned in Tandem -)

  • 최춘범;양경수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권12호
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    • pp.1218-1227
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    • 2006
  • In this paper a parametric study using an immersed boundary method has been carried out to investigate the effects of stable density stratification on the wakes past two identical three-dimensional hills aligned in tandem. The Reynolds number based on the uniform inlet velocity and twice the hill height was fixed at Re=300 while the Froude number based on the inlet velocity and the hill height was retained at Fr=0.2. Neutral flow without density stratification was also computed for comparison. Under a strong stratification, vertical motion of fluid particles over the three-dimensional hills is suppressed and the wake structures behind the hills become planar. Depending on the distance between the two hills, the flow pattern of each wake is significantly affected by the stratification. There is a critical hill distance at which flow characteristics drastically change. Qualitative and quantitative features of the wake interaction are reported.

삼차원(三次元) 비정상(非定常) 지하수모형(地下水模型)에 의한 홍적대지의 지하수(地下水) 유동해석(流動解析) (Groundwater Flow Analysis Using a Transient Three-dimensional Model in an Upland Area)

  • 배상근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.59-65
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    • 1990
  • 3차원 비정상류모형을 사용하여 출도대지(出島台地)의 소유역에 있어서 인위적및 자연적 요인이 지하수유동에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 3차원 비정상류모형의 검정을 위하여, 모형에 의한 수치해석해와 Theis의 해석해를 비교한 결과 서로 좋은 대응을 나타내었다. 모의발생은 용수로(用水路)를 통하여 관개가 시작되는 5월 1일부터 30일간 행하였다. 지하수 유동양상을 포텐샬도로 나타내었으며 그에 대한 고찰이 있었다. 본 해석으로 부터 인위적 영향을 받는 지역의 지하수유동계를 해석하기 위해서는 3차원 비정상류모형이 유용하다고 사료되었다.

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삼차원(三次元) 수분류(水噴流)의 충돌(衝突) 압력(壓力) 분포(分布) 특성(特性)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Characteristic of Impinging Pressure Distribution in the Three Dimensional Impinging Water Jet)

  • 이종수;최국광
    • 태양에너지
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    • 제18권3호
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    • pp.217-228
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    • 1998
  • 축류비가 5이고 형상비가 7인 장방형(長方形) 노즐을 사용하여 연직 상향의 3차원 자유 충돌 수분류계를 구성하였다. 수평 충돌판에 상향의 장방형 충돌수분류가 충돌할 때, 보조수를 동반하지 않은 단일수분류 및 보조수를 동반하는 수분류에 대하여 노즐-충돌판 사이의 거리, 노즐출구 속도를 변수로하여 노즐의 긴변 방향과 짧은 변 방향에 대하여 전압 및 정압 분포를 측정하였다. 이때 충돌판상에서 정압이 영이 되는 국소 위치까지의 거리인 충돌 반폭을 구하고, 최고 압력을 나타내는 정체점을 기준으로 무차원 정압 분포식을 제시하였다. 또한 각 실험조건에서 정체점상에서의 충돌속도를 구하였으며, 충돌속도는 노즐-전열면간 거리가 증가함에 따라 감소하며 그 감쇄율은 삼차원 자유 분류의 특성감쇄 영역의 유동 특성을 갖는다.

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가압중수형 원자로의 중성자 감속재 순환 유동가시화와 삼차원 전산해석 (Visualization and 3D Numerical Analysis of the Circulation Flow of the Neutron Moderator in a Heavy-Water Nuclear Reactor)

  • 엄태광;이재영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.189-196
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    • 2012
  • 현 운행중인 중수로의 안전장치인 감속재는 원전사고시 최종 열침원의 역할을 감당한다. 감속재 연구 수행을 위해 CANDU6 의 축소화 모델인 HUKINS 는 최대출력 10kW 로, 칼란드리아 직경은 원모델의 1/8 에 해당하는 0.95m 이며 축방향 길이가 38.4mm 의 열원 88 개가 삽입되어 있다. HUKINS 내 감속재 유동패턴의 발생 여부를 판단하고자 화학처리기법을 활용하였고 그 결과 출력파워 약 7.7kW 에서 각입력유량을 4,7,11L/min 으로 유입시 감속재의 유동패턴이 부력기조유동, 혼합양상유동, 모멘텀 기조유동의 양상을 나타났다. 3 가지 유동패턴에 대해 육면체 격자를 기본으로 구성된 약 190 만개의 격자수 내에서 난류모델 $k{\varepsilon}$의 예측결과와 실험결과간에 유사성을 보임으로써 HUKINS 가 CANDU6 감속재 유동의 실험적 연구에 사용 가능함을 입증했다.

일광광산의 절리분포 특성과 광산배수 산성도의 관계 (Relationship between fracture distribution and the acidity of mine drainage at the Il-Gwang Mine)

  • 최재영;엄정기;권현호;심연식
    • 지질공학
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    • 제20권4호
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    • pp.425-436
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    • 2010
  • 이 연구는 부산광역시 기장군 일광면 일대의 일광광산 주변에 위치한 절리암반에 대하여 추계론적 해석기법을 적용하여 삼차원 절리연결구조를 구현하고 절리의 기하학적 특성에 따른 광산배수 산성도의 특성을 고찰하였다. 절리 분포특성을 규명하기 위하여 산성광산배수 발생 가능지역을 중심으로 지표 선형조사선과 시추공영상촬영에 의한 절리조사를 실시하였다. 일광광산의 현장실험 암반에 대한 삼차원 절리연결구조 모델이 추계론적으로 구현되었다. 예측된 절리분포의 타당성을 검토한 결과 모사된 삼차원 절리연결구조는 현장암반의 절리 분포특성을 잘 반영하는 것으로 나타났으며 광산배수 유동에 대한 개관적인 개념을 제공할 수 있다. 현장에서 자연수 주입으로 산성배수를 유도하기 위한 주입공 1공 및 관측공 3공이 설치되었다. 총 29일 동안 주입공으로 투입된 자연수를 모니터링한 결과 절리연결구조에 따른 절리의 기하학적 모수와 산성광산배수 발생 간에 상관성이 있는 것으로 해석되었다. 절리주향의 상대빈도가 상대적으로 큰 방향으로의 관측공에서 높은 값의 pH를, 그리고 낮은 값의 $SO^{2-}_4$ 농도가 측정되었다. 전반적인 추세는 절리주향의 상대빈도가 증가할수록 pH는 로그함수적인 증가를 보이며 $SO^{2-}_4$ 농도는 로그함수적인 감소를 나타내며 높은 결정계수의 상관성을 갖는다. 절리밀도가 상대적으로 큰 방향으로의 관측공에서 낮은 값의 pH를, 그리고 높은 값의 $SO^{2-}_4$ 농도가 측정되었다. 전반적인 추세는 1-D 절리밀도가 증가할수록 pH는 음지수함수적인 감소를 보이며 $SO^{2-}_4$ 농도는 지수함수적인 증가를 나타낸다.

SPH을 활용한 3차원 비선형 파랑모형 개발 (Development of 3-D Nonlinear Wave Driver Using SPH)

  • 조용준;김권수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권5B호
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    • pp.559-573
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    • 2008
  • Navier-Stokes식, Gaussian 분포형 용출함수를 이용한 내부조파, energy absorbing layer로 삼차원 파랑모형을 새롭게 구성하였다. Navier-Stokes식의 수치적분에는 정교한 수치기법인 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)가 활용된다. 제안된 파랑모형의 검증은 삼차원 포물형 용기에서의 sloshing현상과 Thacker(1981)의 해석해를 토대로 수행되었다. 초기 수면 형상이 Gaussian hump인 경우와 일방향으로 경사진 경우에 대해 수치모의 하였다. 수치모의 결과 수면이 융기되도록 구속한 외부조건이 해제되면서 시작되는 자유진동의 정성적 거동은 비교적 정확히 모의되었으나 시간이 경과될수록 위상차, 침수선이 퇴각하는 등 초기 수면과는 상당히 다른 결과를 보였다. 최종적인 검증은 쐐기모양 해안에서의 비선형 천수, 굴절거동의 수치모의를 토대로 진행되었다. 수치모의 결과 굴절되는 양이 Hamiltonian ray theory가 제공하는 수치보다 전반적으로 작게 나타났다. 이러한 현상은 이상유체와 선형 이론에 기초한 Hamiltonian ray theory에서 간과된 비선형성, 점성으로 인한 양안과 저면에서의 에너지 감쇄, 쇄파 과정에 유동계에 도입되는 에너지 감쇄, 선행파랑에 의한 down-rush와 조우시 발생하는 도수 등에 기인하는 것으로 판단된다.