• Title/Summary/Keyword: 유동 응력 방정식

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Numerical Investigation of Effects of Tip Clearance Height on Fan Performance and Tip Clearance Flow in an Axial Fan of the Cooling Tower (냉각탑용 축류팬의 팁 간격이 팬 성능 및 틈새 유동에 미치는 영향에 관한 수치해석적 연구)

  • Oh, Keon-Je
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.16 no.1
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    • pp.44-50
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    • 2012
  • 팁 간격의 크기가 냉각탑용 축류팬의 성능과 누설 유동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 서로 다른 2가지 팁 간격을 가진 경우에 대해서 점성유동을 해석하였다. 케이싱 내에서 작동하는 축류팬 주위의 유동을 연속방정식, Navier-Stokes 방정식 등을 지배방정식으로 사용하여 수치해석 하였다. 난류유동에 나타나는 레이놀즈 응력은 ${\kappa}-{\epsilon}$ 난류모델을 사용하여 계산하였다. 전체적으로 H형 격자계를 사용하였으며, 팁 주위의 유동을 해석하기 위해서 팁 영역 주위에 부분적으로 조밀한 격자를 두었다. 팁 간격이 증가하면 누설 유동의 증가로 인한 유동 손실의 증가로 전압상승과 수력효율이 감소하였다. 팬 직경에 대한 팁 간격이 0.4%에서 1.0%로 증가하면 전압상승 값이 약 10% 정도 감소하였으며, 수력효율은 약 3% 정도 감소하였다. 팁 간격이 팁 근처 날개 주위의 압력에 미치는 영향을 보면, 팁 간격이 증가하여 누설 유동이 증가하면 흡입면과 압력면의 압력차가 전연 부근에서 감소함을 알 수 있었다. 누설 와류의 중심은 코드를 따라서 흡입면으로 부터 떨어져 나가면서 형성됨을 알 수 있었다. 누설 와류의 위치를 보면 팁 간격이 증가하면 와류 중심의 위치가 흡입면 쪽으로 이동하고, 흡입면에서 떨어진 거리도 날개 후반부에서 증가 폭이 커지는 포물선 형태로 증가함을 알 수 있었다.

유동성형에서의 연소관 예비성형체 두께별 소성변형 형태

  • 윤수진;이경훈;은일상
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.04a
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    • pp.163-178
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    • 1997
  • 현재 각종 미사일의 추진기관용 연소관을 제작하는데 광범위하게 이용되고 있는 유동성 형공정에 대하여 강소성 구성방정식을 이용 유한요소해석을 수행하였다. 종전의 단일 롤러에 의한 해석과는 달리 3개의 롤러에 의한 연소관의 점진 소성변형을 고려하였으며. 이에 따른 각 룰러의 연소관에 대한 소성변형, 응력분포가 관찰, 분석되었다. 해석 결과 예비성형체의 두께에 따라 소성변형 형태와 그에 따르는 응력분포에 많은 차이가 나는 것으로 밝혀졌다. 또 이상적인 유동성형 공정조건하에서 반경 방향으로의 연소관의 유효 소성변형도는 거의 균일하게 나타났다.

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Computation of supersonic turbulent base flow using two-equation and Reynolds stress models (2-방정식 및 레이놀즈 응력 모형을 이용한 초음속 난류 기저유동의 수치적 계산)

  • Kim M. H.;Park S. O.
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.2 no.2
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    • pp.9-17
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    • 1997
  • The performance of several turbulence models in computing an axisymmetric supersonic base flow is investigated. A compressible Navier-Stokes code, which incorporates k-ε, k-ω model and Reynolds stress closure with three kinds of pressure-strain correlation model, has been developed using implicit LU-SGS algorithm with second-order upwind TVD scheme. Numerical computations have been carried out for Herrin and Dutton's base flow. It is observed that the two-equation models give large backward axial velocity approaching to the base and somewhat larger variation of base pressure distribution than the Reynolds stress model. It is also found that the Reynolds stress model with third order pressure-strain model in the anisotropy tensor predicts most accurate mean flow field.

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A Constitutive Model for Normally Consolidated Clays (정규압밀점토의 응력 -변형률 구성 방정식)

  • 이영휘
    • Geotechnical Engineering
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    • v.8 no.2
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    • pp.71-80
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    • 1992
  • A new constitutive model is proposed for normally consolidated clays. A main skeleton of the proposed model is based on the concepts of the incremental stress-strain theory by Roscoe and Poorooshasb. The equation of the undrained stress path is formulated by introducing the new pore pressure parameter(C), which is the slope of the linear line in the plot of the normalized pore pressure against the stress ratio. Once the stress increment along the constant stress ratio path (followed by untrained stress path) is know, the volumetric strains are calculated from the linear characteristics between void ratio and logarithm of the mean normal stress for any stress ratio. Then the incremental shear strains are successfully predicted by applying the flow rule derived in the modified theory by Roscoe and Burland.

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Instrumented Indentation Technique: New Nondestructive Measurement Technique for Flow Stress-Strain and Residual Stress of Metallic Materials (계장화 압입시험: 금속재료의 유동 응력-변형률과 잔류응력 평가를 위한 신 비파괴 측정 기술)

  • Lee, Kyung-Woo;Choi, Min-Jae;Kim, Ju-Young;Kim, Kwang-Ho;Kwon, Dong-Il
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.26 no.5
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    • pp.306-314
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    • 2006
  • Instrumented indentation technique is a new way to evaluate nondestructive such mechanical properties as flow properties, residual stress and fracture toughness by analyzing indentation load-depth curves. This study evaluated quantitatively the flow properties of steels and residual stress of weldments. First, flow properties can be evaluated by defining a representative stress and strain from analysis of deformation behavior beneath the rigid spherical indenter and the parameters obtained from instrumented indentation tests. For estimating residual stress, the deviatoric-stress part of the residual stress affects the indentation load-depth curve, so that by analyzing the difference between the residual-stress-induced indentation curve and residual-stress-free curve, the quantitative residual stress of the target region can be evaluated. The algorithm for flow property evaluation was verified by comparison with uniaxial tensile test and the residual stress evaluation model was compared to mechanical cutting and ED-XRD results.

A Reynolds Stress Model for Low-Reynolds-Number Turbulence (저레이놀즈수 난류에 대한 레이놀즈 응력모델)

  • 김광용
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.17 no.6
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    • pp.1541-1546
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    • 1993
  • To extend the widely used Gibson and Launder's second order closure model to the low-Reynolds-number region near a wall, modifications have been made for velocity pressure-gradient interaction and dissipation terms in the stress equations, and also for the dissipation rate equation. From the computation of fully developed plane channel flow, it is found that the results with present model agree well with the data of direct numerical simulation in the predictions of stress components. And, the computed mean velocity profile coincides with the universal velocity law.

Computations of Morphological Change using Various Methods for Shear Stress (전단응력 산정 방법에 따른 하상변동량 분석)

  • Lee, Seonmin;Choi, Sung-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.41-41
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    • 2015
  • 하천의 지형을 조사하고 계측하는 것은 하천을 연구하는 전문가들에게 필수적인 일이다. 하지만 하천의 지형을 계측하는 것은 쉽지 않으며, 조사를 하여도 유사의 이송으로 인하여 하천의 지형은 시간이 지남에 따라 변하게 된다. 그러므로 실험이나 모델링을 통하여 하천의 지형을 예측하고 모의하는 것은 중요한 연구이다. 모델링을 이용하여 유사이송에 의한 하상변동을 잘 예측하기 위해서는 하천의 복잡한 흐름을 정확히 모의하는 것이 중요하며 유사를 발생시키는 힘인 하상전단응력을 정확히 산정하는 것 또한 중요하다. 하상의 전단응력을 산정하는 방법으로는 대표적으로 로그법칙에 의한 방법, 레이놀즈응력 분포를 이용한 방법, 난류운동에너지를 이용한 방법 등이 있다. 앞서 말한 방법으로 산정된 전단응력 값은 차이를 보이며, 이는 하상변동을 정확히 모의하는 것에 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 곡선좌표계를 이용하여 3차원 유동 및 하상변동을 모의할 수 있는 수치모형을 이용하여 전단응력 산정 방법에 따른 하상변동량을 분석하는 것이다. 하천의 복잡한 흐름을 정확히 모의하기 위하여 본 연구에서는 RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) 방정식을 3차원으로 해석하여 흐름 계산을 하였고 유사량 산정공식과 Exner 방정식을 이용하여 유사이송에 의한 하상변동을 계산하였다. 흐름 계산의 검증을 위하여 선행 연구의 실험을 대상으로 모의하였다. 그리고 곡선으로 된 실험 수로를 대상으로 전단응력 산

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Numerical simulation of upper convected maxwell fluid flow through planar 4:1 contraction (평면 4:1 수축을 지나는 어퍼 콘벡티트 맥스웰유체 유동의 수치 시뮬레이션)

  • 송진호;유정열
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.11 no.1
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    • pp.160-169
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    • 1987
  • Numerical simulation of the flow of upper convected Maxwell fluid through planar 4:1 contraction has been performed using type dependent difference apprximation of vorticity equation. For creeping flow assumption, the numerical convergence has been achieved up to much higher values of elasticity parameter than those obtained by conventional finite difference method. For non-vanishing Reynolds number flow, it is shown that the corner vortices disappear, which is in good qualitative agreement with extant experimental results. In doing so, spatial distributions of stream function, vorticity and stresses are considered in relation to change of type of vorticity.

Analysis of Thermo-Viscoplastic Behavior of Structures Using Unified Constitutive Equations (통일구성방정식을 이용한 구조물의 열점소성 거동에 관한 해석)

  • 윤성기;이주진
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.1
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    • pp.190-200
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    • 1991
  • Certain structural components are exposed to high temperatures. At high temperature, under thermal and mechanical loading, metal components exhibit both creep and plastic behavior. The unified constitutive theory is to model both the time-dependent behavior(creep) and the time-independent behavior(plasticity) in one set of equations. Microscopically both creep and plasticity are controlled by the motion of dislocations. A finite element method is presented encorporating a unified constitutive model for the transient analysis of viscoplastic behavior of structures exposed to high temperature.

Model Development for the Surface Discharge of Heated Water using Turbulence Model (난류모델을 이용한 표면 온배수 확산모형의 개발)

  • 최흥식;이길성
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 1989.07a
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    • pp.113-114
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    • 1989
  • 원자력, 화력발전소, 제철소 등의 다양한 임해 공업시설로부터 방출되는 냉각용 온배수는 연안일대 해수의 열균형을 파괴시켜 생태계의 보존 및 환경관리에 좋지 못한 영향을 야기케 된다. 이러한 영향은 해안 또는 만내의 수중온도를 전반적으로 높일뿐 아니라 가동중단시 갑자기 수온을 떨어뜨려 해양생물상에 피해를 줄수도 있다. 또한 온배수에 의하여 온도가 상승된 해수가 취수구를 통하여 재순환되어 냉각기능의 부진을 초래하게되면 발전효율 또는 기계가동율을 저하시키게 된다. 이러한 측면에서 온배수의 확산에 대한 정성, 정량적인 예측은 환경영향평가, 취.배수구 설계조건의 산정 등에 매우 중요한 문제라 하겠다. 본 연구는 정지수역으로 유입하는 3차원 정상류 표면온배수 해석모형의 개발로서 개발된 모형의 수치실험을 통하여 온배수 확산의 물리적 특성을 규명한다. 지배방정식에 나타나는 Reynolds 응력항($)과 온도유동 프럭스항($)의 해석에서 필요한 난류모델은 k-$\varepsilon$ 모형에 난류 평균자승 온도유동($) 및 그 감쇄방정식을 추가한 4-방정식 모델로서 구성하였다. 아울러 3차원 정상류 모형에서 야기되는 타원형 방정식을 포물형 방정식의 형태로 전환하여 효과적으로 해석할 수 있도록 모델의 특성을 정리하였다. 본 모델의 검증을 위하여 Lal 및 Rajaratnam(1977)의 물리적 실험값과 비교해본 결과 온배수 거동의 물리적현상이 잘 일치하였다. 또한 McGuirk 및 Rodi(1979)에 의해 개발된 2-방정식 k-$\varepsilon$ 난류모형의 해석결과에 대하여 비교분석을 실시하였다.

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