• 제목/요약/키워드: 실험유체역학

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대용량 20톤 MR 유체 감쇠기의 새로운 동적 모델 (New Dynamic Model of Large-Scale 20-Ton MR Fluid Damper)

  • 정형조;최강민;;이인원
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.141-148
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    • 2002
  • MR 유체 감쇠기는 구조물의 진동을 감소시키기 위한 가장 유망하고 새로운 제진 (制振) 장치 중 하나이다. 이 장치는 기계적인 단순성, 높은 동적 범위, 적은 전력 요구량, 커다란 감쇠 능력, 강인성 등의 장점을 가지고 있기 때문에, 토목 구조 시스템의 내진(耐震) 및 내풍(耐風) 성능을 향상시키는데 매우 유용하다. 많은 연구자들이 MR 유체 감쇠기의 유사-정적 모델을 연구했지만 그 모델이 감쇠기의 설계를 위해서는 유용하다고 하더라도, 동적 하중에 대한 감쇠기의 거동을 모사하는 데는 충분하지 않다. 논문에서는 대용량 20톤 MR 유체 감쇠기의 동적하중에 대한 응답 해석 결과를 이용하여, Bouc-Wen 모델을 기반으로 하는 새로운 역학적 모델을 제안하였다. 이 모델은 MR 유체의 stiction현상과 관성 및 shear thinning 효과를 잘 묘사한다. 또한, 제안된 MR 유체 감쇠기의 동적 모델이 실험 결과와 매우 잘 일치함을 보였다.

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층류유동 조건에서 SiO2 나노유체의 대류 열전달 특성에 대한 연구 (Investigation of Convective Heat Transfer Characteristics of Aqueous SiO2 Nanofluids under Laminar Flow Conditions)

  • 박현아;박지현;정락교;강석원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.1-11
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    • 2016
  • 본 연구에서는 벽면으로부터 균일한 열 유속 조건에서 나노유체의 층류유동에 의한 대류 열전달 향상과 관련하여 유동관 내 벽면에서의 나노입자 거동의 영향에 대한 수치해석 및 실험 연구에 대해서 논한다. $SiO_2$ 나노유체의 동적 열전도도는 스테인리스 원형 관(길이 1 m 및 직경 1.75 mm)의 외면에 부착된 T형 열전대를 활용하여 측정하였다. 실험에 사용된 나노유체는 직경이 24 nm인 구형의 $SiO_2$ 나노 입자를 초순수에 분산시켜 제조하였다. 나노 유체의 향상된 열전도도(즉, 최대 7.9 %의 증가)는 기본유체(즉, 초순수)와 나노유체 간 유동에서 벽면 온도 변화를 측정하여 비교함으로써 확인하였다. 하지만, 수치해석 결과에서는 실험으로부터 발견된 경향이 발견되지 못했는데, 이는 수치해석 모델이 기본적으로 연속체역학 및 안정된 콜로이드 용액에 나노 입자를 포함하는 유동특성에 기반을 두기 때문으로 분석된다. 이에 따라, 열교환 표면에서 나노입자와 벽면 간 상호작용(예: 나노입자의 고립된 침전)에 의한 표면특성 변화와 같은 비연속체역학 기반의 효과를 확인하기 위하여, 나노유체의 흐름 직후 정제수를 활용한 추가실험을 수행하였다.

액체금속 이온 소오스의 모양과 안정도에 대한 전자유체역학적 연구 (Electrohydrodynamic Treatment of the Shape and Stability of Liquid Metal Ion Sources)

레이저 도플러 유속계를 이용한 식생수로의 난류측정

  • 최성욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 분과위원회 연구과업 보고서
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    • pp.23-52
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    • 2004
  • 하도 내 식생은 하천의 수리특성과 주변 생태계에 변화를 준다. 유체역학적으로 식생은 하천의 평균흐름과 난류량을 변화시키며, 이와 관련하여 유사, 영양 물질, 용존 산소, 그리고 서식 동물 등에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 과거에는 식생된 수로의 흐름을 식생에 의한 항력이 증가된 경계층 흐름으로 단순하게 보아 왔으나, 근래의 실험유체역학적인 연구는 식생된 하천의 흐름 구조에 대한 자세한 사항을 제시함으로써 부유사와 소류사 그리고 오염물질의 이송 및 확산에 미치는 영향에 대한 연구가 진행되고 있다. (중략)

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장대 수직 환기구를 통한 매연 확산의 모델링 연구 (Modeling of Smoke Dispersion through a Long Vertical Duct)

  • Yoon, Sung-Wook
    • 터널과지하공간
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    • 제13권4호
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    • pp.287-293
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    • 2003
  • 장대 수직 환기구는 지하공간에서 화재 발생시 매연을 지상으로 배출해 내기 위한 필수적 설치물이다. 현재 널리 사용되는 이층 존(zone) 모델은 기본 가정이 제한적임으로 인해 장대 수직 환기구에서의 매연유동을 해석하는데 부적합하다. 그러므로 그 대안으로서 전산유체역학에 기초한 필드 모델의 적용성이 검토되었다. 전산모델의 유효성을 조사하기 위해 이미 발표된 기존의 실험과 유사한 구조를 선택하여 모델링 하였고 그 결과를 서로 비교하였다. 모델링에서 일정한 기준의 질량분율을 일관되게 적용하여 얻어진 매연의 확산 상단면은 실험결과를 바탕으로 구한 매연확산의 경험적 상관관계식과 거의 유사한 속도로 환기구내에서 상승함이 관측되었다. 이것은 다른 연구자들이 수학적 이론으로부터 구한 상관관계식의 결과보다 더 우수한 결과이며 전산유체역학에 기초한 수치모델이 장대형 수직 환기구를 통한 매연확산 연구에 효과적인 도구가 될 수 있음을 보여준다.

저압에서의 과냉각 비등 현상에 대한 CFD의 유효성 검토 (CFD validation for subcooled boiling under low pressure)

  • 최용석;김유택;임태우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권4호
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    • pp.275-281
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    • 2016
  • 본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 저압에서의 과냉각 비등 현상에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 과냉각 비등 현상을 시뮬레이션하기 위해서 벽비등 모델을 사용하였으며, 벽비등 모델은 기포 이탈 직경, 핵 사이트 밀도 그리고 기포 이탈 빈도로 구성된 하위모델을 필요로 한다. 전산유체역학 코드 CFX는 실험 자료에 근거한 기본 모델을 제공한다. 하지만 이러한 모델은 대부분 고압조건에서 개발되었기 때문에 저압조건에서는 잘 맞지 않는 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 저압조건에서 과냉각 비등 현상에 대해서 CFD의 유효성을 검토하였다. 수치해석적 결과는 기존의 실험 결과와 비교하였다. 수치해석은 질량유속 $250{\sim}750kg/m^2s$, 열유속 $0.37{\sim}0.77MW/m^2$ 그리고 출구압력 0.11 MPa범위에서 수행되었다. 저압조건에서 개발된 상관식을 적용함으로써 수치해석의 정확성을 높일 수 있었다.

전산유체역학을 이용한 비행체의 피치와 롤 동안정 미계수 예측 (Prediction of Pitch and Roll Dynamic Derivatives for Flight Vehicle using CFD)

  • 이형로;공효준;김범수;이승수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.395-404
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    • 2012
  • 본 논문에서는 전산유체역학을 이용하여 3차원 비행체 형상에 대한 동안정 미계수를 예측하였다. 피치에 대한 미계수는 피치방향의 조화진동운동을 통하여 계산하였고 롤 감쇠계수는 비관성 좌표계에 대한 정상해석을 통하여 계산하였다. 계산은 Basic Finner와 SDM 형상에 대해 수행했으며 다른 연구자의 실험적/수치적 결과와 비교하였다. 유동 계산을 위해 비관성 좌표계와 관성 좌표계에서 모두 사용할 수 있는 3차원 Euler 해석자를 개발하였다. 시간 정확성을 유지한 비정상 해석을 위해 이중시간적분법을 적용하였다. 동안정 미계수계산 결과는 다른 수치 및 실험적 연구 결과들과 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.

교각주위의 세굴방지를 위한 희생파일의 적용 (Application of Sacrificial Piles for Scour Countermeasures around Bridge Pier)

  • 김웅용;최기봉
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 2000년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.229-234
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    • 2000
  • 교량의 교각 및 교대에 대한 세굴의 영향은 많은 학자들의 관심이 되어왔다. 연구의 주된 관심은 세굴에 영향을 미치는 인자들의 역학적인 거동에 대한 것으로써 세굴인자들의 최대 영향 및 최대세굴심을 예측하는 적절한 방법들이 연구되었다. 특히, 교각에서 일어나는 세굴은 이동하는 유체의 역학적인 상호작용과 불균등하게 분포된 하상입자들을 포함하는 3차원적인 문제로서, 그 현상이 대단히 복잡하여 하천흐름과 하상재료의 특성 및 교각의 형상과 같은 여러 요소에 의해 지배를 받기 때문에 세굴에 대한 정확한 예측은 매우 어렵다. 따라서, 복잡한 세굴인자들로 인해 세굴에 관한 연구는 주로 실험에 의하여 이루어지고 있는 실정이다. (중략)

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실험계획법을 이용한 시로코팬의 성능향상 (Performance Improvement of Sirocco Fan using Design of Experiments)

  • 최영석;정욱희;이경용
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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    • pp.283-286
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    • 2006
  • This paper presents a numerical study on the overall performance and local flow characteristics of the sirocco fan. The effects of impeller and volute shape distribution on the performance of the sirocco fan were numerically studied using a commercial CFD code and a DOE (design of experiments) software. At present, our attention was focused on the relation of the results of DOE and the performance of the sirocco fan. As a main result of the optimization, the performance of the sirocco fan was successfully improved. Also, detailed effects of geometric parameter of impeller and volute in the sirocco fan were discussed.

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2엽형 수직축 풍력발전기의 유동해석 및 실험 비교 (AERODYNAMIC ANALYSIS AND COMPARISON OF EXPERIMENTAL DATA FOR 2-BLADED VERTICAL AXIS WIND TURBINE)

  • 황미현;김동현;이종욱;오민우;김명환;류경중
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.85-91
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    • 2010
  • In this study, aerodynamic analyses based on unsteady computational fluid dynamics (CFD) have been conducted for a 2-bladed vertical-axis wind turbine (VAWT) configuration. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with standard $k-{\varepsilon}$ and SST $k-{\varepsilon}$ turbulence models are solved for unsteady flow problems. The experiment model of 2-bladed VAWT has been designed and tested in this study. Aerodynamic experiment of the present VAWT model are effectively conducted using the vehicle mounted testing system. The comparison result between the experiment and the computational fluid dynamics (CFD) analysis are presented in order to verify the accuracy of CFD modeling with different turbulent models.