• Title/Summary/Keyword: 압축성 유체

Search Result 395, Processing Time 0.027 seconds

Immersed Boundary Method for numerical Analysis of Bridge Section (가상경계법을 이용한 교량 내풍단면 유동장 수치해석)

  • Kim, Hak Sun;Lee, Sungsu;Nho, Jae Geun
    • 한국방재학회:학술대회논문집
    • /
    • 2011.02a
    • /
    • pp.69-69
    • /
    • 2011
  • 본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

  • PDF

Basic Analysis of Bubble Behavior in the Viscous Flow Domain with the Free Interface (자유표면을 가지는 점성 유동장내의 기포거동에 관한 기초해석)

  • I.R. Park;H.H. Chun
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
    • /
    • v.39 no.1
    • /
    • pp.16-27
    • /
    • 2002
  • A level-set method is used for analyzing the behaviors of gas bubbles in two fluids incompressible viscous flow domain. The governing equations are solved by using a finite volume method. The numerical results are verified by comparing with the experimental and other computational results. Computations for the deformations and motions of one or multi-bubbles in the flow domain with the initial undisturbed free interface are conducted. It can be seen that numerical results for different surface tension and density ratio arise very different behaviors of bubbles. When bubbles rise near the free interface, the free interface gives some great influence on the behaviors of bubbles. The present results computed by a level-set method give useful information about the properties of bubble motions and deformations.

Flow and Thermal Analyses of Internet Data Center for Embodiment in Green IT (공공부문 전력절감과 그린IT구현을 위한 데이터센터 내 열유동해석)

  • Park, Sang-Lin;Shim, Jang-Sup;Song, Jong-Choul;Moon, Byong-Joo;Park, Kyoung-Woo
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
    • /
    • 2010.04a
    • /
    • pp.243-246
    • /
    • 2010
  • 최근 정보량의 급격한 증가로 데이터센터는 점차 대형화되고 있으며, 통합적으로 관리/운영되기 위해서는 전산실내 적절한 온도와 습도의 유지가 필수적이므로, 전산실내 에너지의 사용 효율을 극대화하기 위한 연구가 꾸준히 이루어지고 있다. 이 연구에서는 국내 공공부문의 대형 전산실을 모델로 선정하여 전산실 내 서버의 위치, 용량 그리고 냉각시스템 등을 고려하여 전산실내 열/유동특성을 수치적으로 규명함으로써, 에너지 효율 극대화를 추구하고 전력을 절감하여 저탄소 녹색성장과 그린IT 환경을 구축 하고자 한다. 이를 위하여 실제 측정한 환경 데이터를 바탕으로 전산유체역학(CFD)을 이용하여 3차원 비압축성, 정상상태의 열/유동특성을 예측한다. 또한 기존 및 개선된 전산실에 대한 비교결과를 바탕으로 새로운 열/유동조건을 도출하며, 이를 통하여 전산실 운영에 필요한 에너지 효율향상 방안을 제안하고자 한다. 연구 결과, 전산실 천장의 냉기유입부분과 열기배출부분으로 나뉘어 냉복도와 온복도를 형성하며, 내부 서버와 기타 각종 장비들의 발열 등으로 부분적인 열섬(Thermal island)현상이 나타났다. 이러한 열섬현상을 줄이고, 전산실내 환경을 최적화하기 위하여 찬공기 유입부분의 속도, 배출구의 유량, 그리고 냉/온 복도의 역할 변경 등 여러 가지 가능한 매개변수에 대한 연구가 필수적이다. 또한, 서버에서 발생한 고온의 공기를 배출하는 것이 전산실 내 적절한 온도구현에 효과적이며, 열섬현상을 방지하기 위해서는 이 부분에 차가운 공기의 유입이 필요하다는 것을 알 수 있었다.

Mixing effect of aeration in thermally stratified water (물순환장치 가동에 따른 온도 성층화 혼합 효과)

  • Choi, Seongeun;Hwang, Jin Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
    • /
    • 2021.06a
    • /
    • pp.61-61
    • /
    • 2021
  • 온도 성층화는 많은 저수지와 댐에서 흔히 발생하는 현상으로 호수나 저수지의 표면 온도가 바닥보다 상대적으로 높아 깊이에 따른 열 구배를 나타낸다. 이러한 온도 성층화 현상은 여름철과 같이 상부와 하부의 온도 차가 클수록 안정적이게 나타나며 이러한 층화 현상으로 수직 확산이 제어되어 수질에 영향을 미친다고 알려져 있다. 따라서 댐이나 호수 등 층화 현상이 심한 유체 내부 바닥에 물순환장치를 설치하여 외부로부터 공기를 끌어와 하부에서 공기를 분출하여 온도 성층을 약화시키기도 한다. 물순환 장치를 설비하면 수체의 혼합이 용이해지며 물질전달이 개선되어 수질이 향상된다. 국내의 경우 대청댐, 보령댐, 영주 댐 등 많은 국내 댐 내부에 물순환장치가 설비되어있다. 본 연구에서 댐의 물순환장치의 성능을 파악하기 위해 산기식 물순환 장비가 설치되어있는 영주댐을 연구 대상 지역으로 잡았다. 연구지역의 계절별 성층구조 및 특성을 조사하기 위해, 봄, 여름, 가을 영주댐에 방문하여 관측 자료를 취득하였으며 물순환 장치는 봄철의 경우만 가동하였다. 봄철의 물순환 장치 가동 전후 관측 데이터를 바탕으로 수치모형실험을 실행하여 관측 결과와 비교 및 검증하였다. 이를 바탕으로 여름, 가을에 물순환장치를 가동하였을 경우 댐 내부 수체의 혼합과정을 살펴보는 연구를 진행하였다. 본 연구는 CFD (Computational Fluid Dynamic) 시뮬레이션을 수행하기 위해 오픈 소스 소프트웨어 OpenFOAM(version 4.0)에서 열 전달이 포함되어있는 비압축성 VOF 솔버를 사용하였다. 본 솔버는 물과 공기를 동시에 나타낼 수 있으며 온도의 확산 방정식을 포함하고 있다. 또한 유동해석 수행 시 사용한 물순환장치의 효울은 실제 장치의 효율과 동일하다. 본 연구의 목표는 다음과 같다. (1) 관측만으로 파악하기 어려운 수체의 혼합거동을 유동해석 자료를 통해 면밀히 살펴보고 (2) 봄철 물순환 장치가 작동하기 전후 자료를 바탕으로 여름 및 가을철 물순환장치 가동 전후 데이터를 유동해석 자료로 취득한다. (3) 또한 물순환장치 가동 전후 데이터를 통해 계절별 혼합 효율을 취득한다.

  • PDF

축소 노즐에서의 슬롯 막냉각 열전달 특성에 관한 연구

  • 조용일;조형희
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
    • /
    • 2000.04a
    • /
    • pp.33-33
    • /
    • 2000
  • 고온의 연소가스로부터 노즐 표면을 보호하기 위하여 슬롯을 통하여 냉각 유체를 분사하는 슬롯 막냉각에 대하여 연구하였다. 냉각효율 및 열전달 특성은 주유동과 2차 유동의 분사율에 따라 크게 달라지며, 형상변화 및 유동가속에 의해서도 냉각 효과의 변화를 가져오게 된다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통하여 면적비가 16:1인 축소노즐에서 압축성 효과를 배제할 수 있는 유동속도 범위 내에서 분사율 변화(0.5 $\leq$ M $\leq$ 3.0)에 따른 슬롯 막냉각 열전달 특성을 고찰하고, 평판 슬롯 막냉각 경험식의 결과와 비교하였으며, 수치해석을 통하여 축소노즐과 원형관에서의 냉각효율 및 열전달 특성을 비교함으로서 이를 검증하였다. 축소노즐에서의 슬롯 막냉각 열전달 특성은 단열벽면조건을 형성하여 노즐 표면을 따라 설치된 열전대를 이용하여 측정하였다. 그 결과 상대적으로 낮은 분사율(M=0.5, 1.0)에서 분사율 증가에 따른 냉각효율의 증가가 크게 나타났으며, 분사율이 높아짐(M $\geq$ 2.0)에 따라 냉각효율의 증가폭이 점점 감소하고, 일정 분사율 이상에서는 냉각 효율의 증가가 크게 둔화되었다. 분사율이 낮을 경우 평판 슬롯 막냉각 경험식으로 주어진 결과보다 상류에서는 높으나 하류로 진행하면 비슷한 냉각효율을 보였고, 분사율이 높은 경우 평판보다 전 범위에서 약간 높은 냉각효율을 나타냈다. 수치해석 결과에서는 분사율이 낮을 경우 축소노즐의 냉각효율이 원형관에서의 냉각효율 보다 낮거나 비슷하게 나타났으며, 분사율이 높아짐에 따라 축소노즐에서의 냉각효율이 오히려 높아지는 것으로 나타났다.타내었다. 액체 제트의 속도는 처음에는 일정하게 유지되다가 운동량을 보존하기 위해 가스로부터 운동량을 받아 점차 가속되어지는 것으로 나타났다.본 규격은 키, 총장, 어깨길이, 등길이, 머리길이, 머리둘레, 진동둘레, 목둘레, 가슴둘레, 허리둘레, 배둘레, 엉덩이둘레, 앞품, 뒤품, drop치를 포함하고 있고, 각 규격에서 호칭간 치수 간격도 함께 제시하고 있다. 본 연구 결과에서 보듯, 현행 8규격의 무진복의 각 호칭간 적정 허용범위를 고려해 합리적인 치수체계를 정립한다면 치수에 대한 적합도가 상당히 증가할 뿐 아니라 생산비용도 상당히 감축할 것으로 생각된다.나타났다. 4) 호감적 서비스능력 차원에서 세 독립변수간에 유의한 3원 상호작용이 존재하는 것으로 나타나( $F_{2,228}$=15.62, P<.001) 20대에 적합한 의복 착용시( $F_{2,228}$=3.98, P<.05)와 60대에 적합한 의복 착용시( $F_{2,228}$=16.55, P<.001) 점포유형과 격식차림간에는 유의한 상호작용이 존재하는 것으로 나타났다. 5) 호감을 구성하는 세 요인들이 구매의도에 미치는 영향을 조사한 결과 호감적 인상차원은 29%(P<.001), 호감적 서비스능력차원은 6%(P<.001)의 구매의도를 설명해 주는 것으로 나타났다. 본 연구결과 노년 소비자에게 호감을 주는 판매원의 외모는 구매의도에 영향을 주어 실버의류산업의 이익증대와 밀접한 연관을 갖는 서비스품질의 중요한 요인으로 밝혀졌다.중요한 요인으로 밝혀졌다.로운 단백질 EPSPS가 다른 여러 식물에 이미 존재하고 있는 단백질로서 우리가 이미 이러

  • PDF

A Study on Improvement γ-Reθt Model for Hypersonic Boundary Layer Analysis (극 초음속 경계층 해석을 위한 γ-Reθt모델 개선 연구)

  • Kang, Sunoh;Oh, Sejong;Park, Donghun
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
    • /
    • v.48 no.5
    • /
    • pp.323-334
    • /
    • 2020
  • Since boundary layer transition has a significant impact on the aero-thermodynamic performance of hypersonic flight vehicles, capability of accurate prediction of transition location is essential for design and performance analysis. In this study, γ-Reθt model is improved to predict transition of hypersonic boundary layers and validated. A coefficient in the production term of the intermittency transport equation that affects the transition onset location is constructed and applied as a function of Mach number, wall temperature, and freestream stagnation temperature based on the similarity numerical solution of compressible boundary layer. To take into account a Mach number dependency of transition onset momentum thickness Reynolds number and transition length, additional correlation equations are determined as function of Mach number and applied to Reθc and Flength correlations of the baseline model. The suggested model is implemented to a commercial CFD code in consideration of practical use. Analysis of hypersonic flat plate and circular cone boundary layers is carried out by using the model for validation purpose. An improvement of prediction capability with respect to variation of Mach number and unit Reynolds number is identified from the comparison with experimental data.

An Analytical Solution of Dynamic Responses for Seabed under Coexisting Fields of Flow and Partial Standing Wave with Arbitrary Reflection Ratio (흐름과 임의반사율을 갖는 부분중복파와의 공존장하에서 해저지반내 동적응답의 해석해)

  • Lee, Kwang-Ho;Kim, Dong-Wook;Kang, Gi-Chun;Kim, Do-Sam;Kim, Tae-Hyung;Na, Seung-Min
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
    • /
    • v.31 no.6
    • /
    • pp.27-44
    • /
    • 2015
  • An analytical solution of dynamic responses for seabed in finite and infinite thicknesses including shallow has been developed under flow and partial standing wave with arbitrary reflection ration coexisting field at a constant water depth condition. In the analytical solution, a field was simply transited to a coexisting field of progressive wave and flow when reflection ratio was 0 and to a coexisting field of fully standing wave and flow when reflection ratio was 1. Based on the Biot's consolidation theory, the seabed was assumed as a porous elastic media with the assumptions that pore fluid is compressible and Darcy law governs the flow. The developed analytical solution was compared with the existing results and was verified. Using the analytical solution the deformation, pore pressure, effective and shear stresses were examined under various given values of reflection ratio, flow velocity, incident wave's period and seabed thickness. From this study, it was confirmed that the dynamic response of seabed was quite different depending on consideration of flow, which causes changing period and length of incident and reflection waves. It was also confirmed that dynamic response significantly depends on the magnitude of reflection ratio.

An Analytical Solution of Dynamic Responses for Seabed under Flow and Standing Wave Coexisting Fields (흐름과 완전중복파와의 공존장하에서 해저지반내 동적응답의 해석해)

  • Lee, Kwang-Ho;Kim, Dong-Wook;Kim, Do-Sam;Kim, Tae-Hyung;Kim, Kyu-Han;Jeon, Jong-Hyeok
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
    • /
    • v.27 no.2
    • /
    • pp.118-134
    • /
    • 2015
  • An analytical solution of dynamic responses for seabed in shallow, finite and infinite thicknesses has been developed under flow and standing wave coexisting field at a constant water depth condition. To do this, based on the Biot's consolidation theory, the seabed is assumed as a porous elastic media with the assumptions that pore fluid is compressible and Darcy law governs the flow. The developed analytical solution is compared with the previous results and is verified. Using the analytical solution the deformation, pore pressure, effective and shear stresses of seabed are examined under various given values of flow velocity, incident wave period and seabed thickness. From this study, it is confirmed that the seabed response is quite different depending on consideration of flow, which causes changing period and length of incident and reflection waves.

Deformation History of Precambrian Metamorphic Rocks in the Yeongyang-Uljin Area, Korea (영양-울진 지역 선캠브리아기 변성암류의 변형작용사)

  • Kang Ji-Hoon;Kim Nam Hoon;Park Kye-Hun;Song Yong Sun;Ock Soo-Seok
    • The Journal of the Petrological Society of Korea
    • /
    • v.13 no.4
    • /
    • pp.179-190
    • /
    • 2004
  • Precambrian metamorphic rocks of Yeongyang-Uljin area, which is located in the eastern part of Sobaegsan Massif, Korea, are composed of Pyeonghae, Giseong, Wonnam Formations and Hada leuco granite gneisses. These show a zonal distribution of WNW-ESE trend, and are intruded by Mesozoic igneous rocks and are unconformably overlain by Mesozoic sedimentary rocks. This study clarifies the deformation history of Precambrian metamorphic rocks after the formation of gneissosity or schistosity on the basis of the geometric and kinematic features and the forming sequence of multi-deformed rock structures, and suggests that the geological structures of this area experienced at least four phases of deformation i.e. ductile shear deformation, one deformation before that, at least two deformations after that. (1) The first phase of deformation formed regional foliations and WNW-trending isoclinal folds with subhorizontal axes and steep axial planes dipping to the north. (2) The second phase of deformation occurred by dextral ductile shear deformation of top-to-the east movement, forming stretching lineations of E-W trend, S-C mylonitic structure foliations, and Z-shaped asymmetric folds. (3) The third phase deformation formed I-W trending open- or kink-type recumbent folds with subhorizontal axes and gently dipping axial planes. (4) The fourth phase deformation took place under compression of NNW-SSE direction, forming ENE-WSW trending symmetric open upright folds and asymmetric conjugate kink folds with subhorizontal axes, and conjugate faults thrusting to the both NNW and SSE with drag folds related to it. These four phases of deformation are closely connected with the orientation of regional foliation in the Yeongyang-Uljin area. 1st deformation produced regional foliation striking WNW and steeply dipping to the north, 2nd deformation locally change the strike of regional foliation into N-S direction, and 3rd and 4th deformations locally change dip-angle and dip-direction of regional foliation.

Aerodynamic noise reduction of fan motor unit of cordless vacuum cleaner by optimal designing of splitter blades for impeller (임펠라 스플리터 날개 최적 설계를 통한 무선진공청소기 팬 모터 단품의 공력 소음 저감)

  • Kim, Kunwoo;Ryu, Seo-Yoon;Cheong, Cheolung;Seo, Seongjin;Jang, Cheolmin;Seol, Hanshin
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
    • /
    • v.39 no.6
    • /
    • pp.524-532
    • /
    • 2020
  • In this study, noise radiated from a high-speed fan-motor unit for a cordless vacuum cleaner is reduced by designing splitter blades on the existing impeller. First of all, in order to investigate the flow field through a fan-motor unit, especially impeller, the unsteady incompressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations are numerically solved by using computational fluid dynamic technique. With predicted flow field results as input, the Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) integral equation is solved to predict aerodynamic noise radiated from the impeller. The validity of the numerical methods is confirmed by comparing the predicted sound pressure spectrum with the measured one. Further analysis of the predicted flow field shows that the strong vortex is formed between the impeller blades. As the vortex induces the loss of the flow field and acts as an aerodynamic noise source, supplementary splitter blades are designed to the existing impeller to suppress the identified vortex. The length and position of splitter are selected as design factors and the effect of each design factor on aerodynamic noise is numerically analyzed by using the Taguchi method. From this results, the optimum location and length of splitter for minimum radiated noise is determined. The finally selected design shows lower noise than the existing one.