• 한국가시화정보학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.94-101
• /
• 2022

The evaluation of the drag and lift as the aerodynamic performance of airfoils is essential. In addition, the analysis of the velocity and pressure fields is needed to support the physical mechanism of the force coefficients of the airfoil. Thus, the present study aims at establishing two different deep learning models to predict force coefficients and flow fields of the airfoil. One is the convolutional neural network (CNN) model to predict drag and lift coefficients of airfoil. Another is the Encoder-Decoder (ED) model to predict pressure distribution and velocity vector field. The images of airfoil section are applied as the input data of both models. Thus, the computational fluid dynamics (CFD) is adopted to form the dataset to training and test of both CNN models. The models are established by the convergence performance for the various hyperparameters. The prediction capability of the established CNN model and ED model is evaluated for the various NACA sections by comparing the true results obtained by the CFD, resulting in the high accurate prediction. It is noted that the predicted results near the leading edge, where the velocity has sharp gradient, reveal relatively lower accuracies. Therefore, the more and high resolved dataset are required to improve the highly nonlinear flow fields.

• 한국가시화정보학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.80-93
• /
• 2023

We performed numerical simulations of blood flow in an arterial cerebral artery aneurysm to investigate the hemodynamic behavior after coil embolization. A patient-specific model was created based on CTA data. We also conducted the coil embolization simulation to obtain the coil placement within the aneurysm. Blood was assumed to be an incompressible Newtonian fluid, and both the vessel and coil were considered rigid walls. The pulsatile boundary condition was applied at the inlet, and the outflow boundary conditions were used at the outlets. Our findings demonstrated that the coil embolization significantly reduces the blood volume flowrate entering the aneurysm by effectively blocking the inflow jet, leading to a decrease in both TAWSS and WSS, especially at the systolic peak in the impingement zone. While several high OSI regions disappeared over the aneurysm surface, we observed high OSI regions with a relatively small area where the coil did not completely occlude the aneurysm. Overall, these results quantitatively analyzed the effectiveness of coil embolization by focusing on hemodynamic indicators, potentially preventing aneurysm rupture. The present work could contribute to the development of patient-specific coil embolization.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제33권8호
• /
• pp.1180-1186
• /
• 2009

이 실험적인 연구는 오픈 캐비티에서 경사후방벽면을 가지고 있는 유동장안의 제어봉이 있고 없음과 제어봉의 위치에 따른 유동 내부특성을 알고자 하였다. 속도 측정법으로는 흐름과 입자 영상의 가시화가 가능한 PIV기법을 이용하여 레이놀즈수의 변화와 속도에 대하여 고찰하였다. 제어봉의 어느 위치가 캐비티 내부유동 특성에 영향을 적게 주며, 전단 혼합 층이 유동장 상부와 하류 쪽으로 이동하는지에 대한 레이놀즈수의 임계점을 알고자 하였다.그 결과, 제어봉의 위치 L/H=0.2에서, 제어봉의 위치를 각각 상이하게 정하여 보았으나, L/H=0.2의 경우가 가장 캐비티에 영향을 적게 주는 것으로 판단된다. 주와류 후방의 흐름이 상부로 서서히 치우쳐 있으며 레이놀즈수가 증가할수록 이러한 현상은 뚜렷해지고, 이것은 y/H=1.0 전후의 주 흐름은 제어봉의 효과로 캐비티 상부에 발생한 주 와류의 위쪽으로 치우쳐 하류로 진행하기 때문으로 판단된다. 이러한 현상은 레이놀즈수가 증가하면서 더욱 뚜렷해지며 그 임계점은 $Re=1.0{\times}10^4$전후임을 알 수 있었다. 제어봉의 위치가 L/H=0.1의 경우 레이놀즈수의 증가 ($Re=6.0{\times}10^3$, $Re=8.0{\times}10^3$, $Re=1.0{\times}10^4$, $Re=1.2{\times}10^4$)에 따라 상부에 이중와류 구조가 발생하고, 캐비티 상부의 전단 혼합 층이 증가함에 따라 하단부의 속도분포가 더 안정적인 모습도 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제27권8호
• /
• pp.1174-1181
• /
• 2003

The flow around a circular cylinder was controlled by attaching O-rings to reduce drag force acting on the cylinder. Four experimental models were tested in this study; one smooth cylinder of diameter D (D=60mm) and three cylinders fitted with O-rings of diameters d=0.0167 D, 0.05D and 0.067 D with pitches of PPD=2D, 1D, 0.5D and 0.25D. The drag force, mean velocity and turbulence Intensity profiles in the near wake behind the cylinders were measured for Reynolds numbers based on the cylinder diameter in the range of Re$_{D}$=7.8$\times$10$^3$~1.2$\times$10$^{5}$ . At Re$_{D}$=1.2$\times$10$^{5}$ , the cylinder fitted with O-rings of d=0.0167D in a pitch interval of 0.25D shows the maximum drag reduction of about 5.4%, compared that with the smooth cylinder. The drag reduction effect of O-rings of d=0.067D is not so high. For O-ring circulars, as the Reynolds number increases, the peak location of turbulence intensity shifts downstream and the peak magnitude is decreased. Flow field around the cylinders was visualized using a smoke-wire technique to see the flow structure qualitatively. The size of vortices and vortex formation region formed behind the O-ring cylinders are smaller, compared with the smooth cylinder.der.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제37권1호
• /
• pp.82-90
• /
• 2000

수면하에서 정속으로 움직이는 원형실린더에 의하여 생성되는 정상파 및 쇄파에 대한 실험적 연구를 회류수조에서 수행하였다. 실린더의 몰수깊이에 따른 자유표면 형상, 물체표면 압력분포를 계측하였고 물체후류에서의 속도, 전수두손실 분포와 난류강도를 계측하였다. 총3부로 나누어 발표할 본 연구의 제1부는 실험장치와 몰수깊이에 따른 파형과 압력분포 변화를 소개하고 있다. 이 내용은 전통적인 선박유체역학 분야 종사자들에게 유익한 실험자료를 제공하는데 목적이 있다. 뒤이어 발표될 제2부는 쇄파주의 순간 유동장의 정량적 가시화를 통한 실린더와 쇄파간의 상호작용을 해석하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권2호
• /
• pp.139-146
• /
• 2014

수소화붕소나트륨은 수소 에너지를 저장 및 공급할 수 있는 안정된 금속 물질이다. 본 논문에서는 탈수소 화학반응기 유로 설계를 위해 수력학적 직경 $461{\mu}m$를 가지는 마이크로채널에서 수소화붕소나트륨 수용액의 탈수소 화학반응이 일어날 때 수용액과 수소 기체 간의 이상유동 계면마찰에 대하여 실험연구를 수행하였다. 화학반응기 마이크로채널은 직사각 단면으로 높이 $300{\mu}m$, 너비 1 mm, 길이 50 mm 로 실리콘 웨이퍼에 공정되었으며, 가수분해 촉진을 위해 루테늄을 촉매로서 100 nm 두께로 채널 표면에 증착하였다. 가시화 결과 Re 수 30 이하에서 기포유동 양상이 관측되었다. 이상마찰승수는 기포율에 선형적으로 비례하며, 탈수소 화학반응기를 설계할 때 계면마찰에 영향을 미치는 수용액의 초기농도, 촉매 화학반응률, 체류시간을 고려해야 된다.

• 에너지공학
• /
• 제7권2호
• /
• pp.209-215
• /
• 1998

본 연구에서는 수평 가공층의 하부에서 가열하고 상부에서 냉각하는 자연대류현상을 Brinkman-Darcy 방정식을 이용하고 하부 경계면에서 상부 경계면으로 균일한 관통류가 있을 경우를 고려하여 수직 관통류가 자연대류에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 관통류가 없을 경우의 임계 Rayleigh수와 있을 경우의 임계 Rayleigh수를 비교하였다. 또, 일정한 Rayleigh수에서의 관통류의 세기에 따른 Nusselt수, 등온선의 형태, 유동현상의 변화를 고찰하였다. 이와 같은 연구를 하기 위해 수치 해석적 연구로는 2차원 비정상 유동으로 가정하고 유한차분법(FDM)을 이용하였으며, 실험적 연구에서는 수치해석상의 결과를 검증하기 위해 액정(Liquid Crystal)을 시험체적 앞면에 부착하여 관통류의 세기에 따른 온도장의 재 분포를 가시화 하였다. 결론적으로 관통류는 순수 자연대류상에서의 온도장의 형태를 크게 변화시키고, 관통류의 세기가 강해짐으로써 대류 열전달의 불안정성이 감소함을 알 수 있었다. 또, Nusselt수를 구함으로써 대류열전달의 강도를 추정할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권2호
• /
• pp.160-168
• /
• 2010

공명 주파수의 음파로 가진된 비예혼합 분류화염에서 가진 강도에 대한 영향을 실험적으로 조사하였다. 이를 위해 Mie 산란광 단면법, PLIF, PIV 등 광학적 가시화 방법이 사용되었다. 가진된 분류화염의 부상경로는 연료유량 및 가진 강도에 따라 크게 세 가지 영역으로 구분되는데, 비교적 큰 가진 강도에서 부상될 때 화염기저가 마치 난류화염처럼 부상되는 영역I과 작은 가진 강도에서 쉽게 부상되는 영역II 그리고 이 두 영역들 사이에서 부상된 화염기저가 부분 예혼합의 분젠화염과 같은 형태로 과도기적 영역이 존재함을 알았다. 본 연구에서는 영역I과 II로 구분되는 부상경로 차이에 대한 이해를 높이고자 가진 위상에 따른 노즐과 화염기저간의 유동 혼합과 속도 분포 특성을 아세톤 PLIF와 PIV 시스템을 사용하여 조사하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.100-108
• /
• 2006

실험적인 연구가 흡입구와 배기구 성능을 평가하는 일반적인 방법이나 이는 고가이며 많은 시간이 소요된다. 따라서 소요 시간과 계산을 절약하는 방법으로 전산 유체 역학적 수치 모사가 실험적 연구로 대체할 수 있다. 그러므로 본 연구는 3차원 형상 모델을 이용하여 흡입구와 배기구의 구성품 성능을 연구하는 것을 목표로 하였다. 본 연구에서 특정한 흡입구 및 배기구를 유동가시화 기능을 갖는 전산유체 역학적 프로그램을 이용하여 손실 및 유동장을 예측하기 위해 모델링 및 해석이 수행되었다. 모델링된 기하학적 자료를 필요로 하는 과정이 설계과정에서 설계 개선 가능성을 위해 요구되었다. 또한 특정 터보축 엔진의 장착 성능이 예측된 흡입구, 배기구 및 기타 보기 손실을 가지고 평가되었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2005년도 추계학술대회지
• /
• pp.159-163
• /
• 2005

채널 내부의 비정상 흐름을 규명하기 위하여 실제 사용 중인 판형 열교환기 모델을 대상으로 가시화 실험과 입자영상유속계(PIV)를 사용한 계측을 수행하였다. 실험은 기복을 가지고 있는 채널의 높이와 내부유동의 부분 평균속도벡터에 따른 7가지 종류의 레이놀즈수를 적용하였고, 순간속도벡터분포와 유동특성을 고찰하였다. 실험에서 삼각형상 그루브 채널은 하부 채널과 채널 흐름에 의해서 받고 있는 전단응력의 그루브 흐름과의 관계에서 복합적인 흐름의 형태로 나타났다. 삼각형상 그루브와 채널 사이의 경계인 전단혼합층은 채널에서 난류강도가 상승하는 주흐름에 영향을 미쳤다.