• 제목/요약/키워드: 유체충돌

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극지 해양 파이프라인 내부 유체의 온도별 영향 및 내부 충돌침식 분석 (Numerical Study for the Influence of Environment Temperature on Offshore Arctic Pipeline and Impingement Erosion Analysis by using Thermal Flow Simulation)

  • 조철희;이준호;장춘만;황수진
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권3호
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    • pp.201-205
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    • 2015
  • 극지와 해양에서 파이프라인은 최저 약 $-40^{\circ}C$의 매우 낮은 극한 온도에 노출된다. 이 경우 내부 유체는 상온에서와는 다른 유동특성을 나타내며, 3차원 유동해석을 통해 극한온도에 의한 내부유체의 압력, 온도, 속도, 액적분포 등의 특성 변화를 분석해야 한다. 또한 영하의 온도로 인해 내부 유체의 액적이 응결되며, 이로 인해 곡관부에서 충돌침식이 발생할 것으로 예상된다. 이러한 충돌침식은 장기간 운용되는 자원 이송망 등의 파이프라인의 안정성에 영향을 준다. 본 논문에서는 다성분 다상 유동 해석을 통해 극한 온도조건의 극지 및 해양 파이프라인에서 내부유체의 유동특성 및 충돌 침식에 대한 분석을 수행하였다.

초임계 탄화수소계열 혼합유체의 이중 충돌 제트 분무 가시화 (Visualization of Doublet Impinging Jet Spray in Supercritical Mixed Hydrocarbon Fluid)

  • 송주연;최명환;안정우;구자예
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.53-58
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    • 2021
  • 대체모델을 사용한 탄화수소계열 혼합유체를 아임계 및 초임계 상태에서 이중 충돌 분무를 통해 분무 메커니즘을 가시화하여 분석하였다. 임계압력과 온도가 다른 데칸과 메틸사이클로헥산을 대체모델로 선정하였다. 챔버 내부에 이중 충돌 인젝터를 설치하여 아임계 및 초임계 상태에서 고속카메라를 통해 분무를 가시화하였다. 혼합유체의 분사 및 챔버 환산압력은 Pr(P/Pc)=1로 유사하게 유지하였으며 Tr(T/Tc)은 0.48에서 1.02까지 증가시켰다. Tr이 증가할수록 혼합유체의 물성치가 각각의 임계점에 도달하여 분무각은 증가하고 시트분열길이는 감소하였다. 또한 혼합 유체가 모두 근임계점에 도달하였을 때 이중 충돌 분열 메커니즘에서 벗어나 밀도 구배의 변화가 크게 관측됨을 보였다.

거리 장 함수를 이용한 얇은 막과 유체의 예측 기반 상호작용 시뮬레이션 (Interaction of Fluid and Thin Shell Structure with Signed Distance Fields)

  • 김보람;신승호;임재호;김창헌
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.17-24
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    • 2011
  • 컴퓨터 그래픽스에서 입자 기반의 유체와 강체 모델과의 상호작용을 정확히 시뮬레이션 하는 것은 중요한 문제이다. 일반적으로 이러한 상호작용은 시간에 대해 연속적이지 않은 환경에서 시뮬레이션 되어왔다. 이로 인해 상호작용을 시뮬레이션하는 데 있어서 많은 오차가 있었다. 본 논문에서는 이러한 불연속적인 환경에서 발생하는 오차를 해결하는 방법을 제안한다. 강체 모델의 거리함수장인 음함수가 공간에 따라 연속적으로 증가하는 특성을 이용하여 입자 충돌을 예측하는 예측 기반 충돌 처리 기법을 제안한다. 유체입자와 강체 모델이 충돌할 때 정확한 충돌시점과 충돌 지점을 계산한다. 이를 통하여 유체와 강체가 실제 환경인 연속적인 환경에서와 같이 상호작용하도록 시뮬레이션 하였다.

쾌속여객선의 수중부유물과의 내충돌 안전성 평가 (Crashworthy Safety Assessment of High Speed Passenger Ship with Underwater Floating Matter)

  • 이상갑;이재석;백윤화;전승환
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2009년도 공동학술대회
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    • pp.30-31
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 쾌속여객선과 수중부유물과의 실선 충돌응답해석을 통하여 선체와 승객의 내충격 안전성 평가를 수행하는 것이다. 그동안 수중부유물과의 충돌사고로부터 발생하였던 선체와 승객들의 손상자료들을 면밀히 검토하고 평가하여 쾌속여객선 수중익 시스템의 수중부유물과의 충돌에 의한 손상구조를 철저히 파악함으로써 내충격 안전성 평가를 위한 다양한 충돌 시나리오를 작성할 수 있었다. 주변 유체를 고려하는 LS-DYNA 코드의 유체-구조 연성 해석기법과 국부 zooming 해석기법을 사용하여 쾌속여객선의 수중부유물과의 충돌응답해석을 수행하여 선체와 승객의 내충격 안전성 평가를 수행하였다.

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전기수력학적 분무 방식을 통해 토출된 비뉴튼성 및 점성유체의 충돌 거동에 대한 실험적 연구 (Experimental investigation on impinging behaviors of non-Newtonian and viscous droplets through electrohydrodynamic atomization)

  • 서경덕;홍지우
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.47-51
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    • 2018
  • The stable deposition of impinging droplets on non-wetting substrates is of great importance for numerous industrial and scientific applications such as coating techniques, inkjet printing, spray cooling of heated surfaces. In this work, we systematically investigate impinging behaviors of non-Newtonian and viscous droplets ejected by electrohydrodynamic atomization.

충돌분무와 액막의 열전달 해석모델을 고려한 범용 열/유체 프로그램 NUFLEX의 개발 (DEVELOPMENT OF A GENERAL PURPOSE THERMO/FLUID FLOW ANALYSIS PROGRAM NUFLEX WITH WALL IMPINGEMENT AND HEAT TRANSFER ANALYSIS MODEL OF LIQUID FILM)

  • 김현정;노경철;유홍선;허남건
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.68-72
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    • 2008
  • NUFLEX is a general purpose thermo/fluid flow analysis program which has various physical models including spray. In NUFLEX, spray models are composed of breakup and collision models of droplet. However, in case of diesel engine, interaction between wall-film and impingement model considering heat transfer is not coded in NUFLEX. In this study, Lee & Ryou impingement & wall-film model considering heat transfer is applied to NUFLEX. For the verification of this NUFLEX program, numerical results are compared with experimental data. Differences of film thickness and radius between numerical results and experimental data are within 10% error range. The results show that NUFLEX can be used for comprehensive analysis of spray phenomena.

충돌분무 액막의 열전달 해석모델을 고려한 범용 열/유체 프로그램 NUFLEX의 개발 (Development of a general purpose thermo/fluid flow analysis program NUFLEX with heat transfer analy sis model of impinging liquid film)

  • 김현정;노경철;유홍선;허남건
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.71-74
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    • 2008
  • NUFLEX is a general purpose thermo/fluid flow analysis program which has various physical models including spray. In NUFLEX, spray models are composed of breakup and collision models of droplet. However, in case of diesel engine, interaction between wall-film and impingement model considering heat transfer is not coded in NUFLEX. In this study, Lee & Ryou impingement & wall-film model considering heat transfer is applied to NUFLEX. For the verification of this NUFLEX program, numerical results are compared with experimental data. Differences of film thickness and radius between numerical results and experimental data are within 10% error range. The results show that NUFLEX can be used for comprehensive analysis of spray phenomena.

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노즐 압력비와 충돌면까지의 거리 변화에 따른 초음속 충돌 제트 유동의 진동 특성 (Oscillatory Features of Supersonic Impinging Jet Flows; Effects of the Nozzle Pressure Ratio and Nozzle Plate Distance)

  • 김성인;박승오;이광섭
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.154-159
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    • 2004
  • Numerical simulations of supersonic impinging jet flows are carried out using the axisymmetric Navier-Stokes code. This paper focuses on the oscillatory flow features associated with the variation of the nozzle pressure ratio and nozzle-to-plate distance. Frequencies of the surface pressure oscillation from computational results are in accord with the measured impinging tones for various cases of nozzle-to-plate distance. The variation of this frequency with distance show a staging behavior. Computed results for the case of nozzle pressure ratio variation for a fixed nozzle-to-plate distance also demonstrate a staging behavior. These two seemingly different staging behaviors are found to obey the same frequency-distance characteristics when the frequency and the distance are normalized by using the length of the shock cell.

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새로운 충돌모델을 이용한 신형식 디젤연소실 분석 (Analysis of New DI Diesel Combustion Chamber System using New Spray Wall Impaction Model)

  • 장원석;김덕줄;박권하
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.54-65
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    • 1997
  • Wall wetting in diesel engines has been considered as a bad phenomenon because of fuel deposition which makes fuel/air mixing and evaporation worse. In order to avoid the problem, many research works have been carried out. One of the studies is on new combustion chamber systems which are using spray impacting on a wall. In this study a new type of chamber system is analysed using wall impaction model introduced and assessed in the coupled paper. The gas phase is modelled in terms of the Eulerian continuum conservation equations of mass, momentum, energy and fuel vapour fraction, The liquid phase is modelled following the discrete droplet model approach in Lagrangian form. With various conditions the spray distribution, vapor contour and gas flows are analyzed, and then design factors of those combustion systems are recommended.

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유체 동역학 코드를 이용한 화약의 폭발과정에 대한 수치 모델링 (Numerical Modeling of the Detonation of Explosives Using Hydrodynamics Codes)

  • 박도현;최병희
    • 화약ㆍ발파
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    • 제34권2호
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    • pp.31-38
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    • 2016
  • 유체 동역학 코드는 고속 충돌을 모델링하는 수치해석 툴로서 재료가 유체처럼 거동한다고 가정하며, 화약을 이용한 암반발파와 같은 충돌 문제를 푸는 데 광범위하게 사용된다. 암반발파를 현실적으로 모사하기 위해서는 화약을 수치해석적으로 모델링할 필요가 있으며, 이를 통해 암반과 화약의 상호작용 문제를 완전 연계된 방식으로 풀 수 있다. 화약을 수치 모델링하기 위해서는 특정 물리적 조건에서 재료의 상태를 나타내는 상태 방정식이 수립되어야 한다. 본 고에서는 발파 과정을 수치 모델링하기 위한 유체 동역학 코드, 화약의 상태 방정식과 관련 매개변수의 결정방법에 대해 소개하였다.