• Title/Summary/Keyword: 유체 불안정

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전기유변성 유체

  • 문탁진
    • Tribology and Lubricants
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    • v.10 no.1
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    • pp.1-9
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    • 1994
  • 어떤 유체는 전기장에서 순간적으로 고체화한다. 이러한 다변형의 물질은 더욱 신속하고 적절한 기계의 앞날을 약속하고 있다. T-1000 (영화 터미네이터2; 심판의 날에서 생동하는 거의 불멸의 로보트)는 능숙하게 액체에서 고체로 변환다. T-1000은 총탄으로 관통되었을 때, 로보트의 액체-금속 피부는 관통된 구멍으로 흘러 들어가고, 산산조각이 났을때 T-1000은 녹아버린 후에 다시 제원형으로 응결된다. 전기유변성 유체는 이 영화제작자의 상상력에 어느 정도 적용될 수 있을 것이다. 전기유변성 유체는 전기장이 있는 곳에서 변형을 일으키는 물질이다. 주어진 전기장의 세기에 따라 전기유변성 유체는 물처럼 자유롭게 흐르기도 하고, 꿀처럼 진득하게 흐르기도 하며 제라틴처럼 고체화하기도 한다. 참으로 물질이 수천분의 일초사이에 한상태에서 다른 상태로 변할 수 있는 것이다. 전기유변성 유체는 만들기 쉽다; 절연액체에 미시적 입자가 분산된 것이다. 그러나 아직은 상업용으로 쓰이지 못하고 있다. 여러가지 문제점 중의 하나가 고체로서는 구조적으로 약하고, 또, 액체로서는 마찰성이 문제이며, 특히 고온에서는 화학적으로 불안정하다는 것이다.

Flow Instability Assessment Occurring in Low Flow Rate Region According to the Change of a Centrifugal Compressor Impeller Shape (원심압축기 임펠러의 형상 변화에 따른 저유량 영역에서 발생하는 불안정 유동 평가)

  • Jo, Seong Hwi;Kim, Hong Jip;Lee, Myong Hee
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.19 no.2
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    • pp.21-26
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    • 2016
  • The objective of present study is to assess the performance of the first stage compressor in a total 3-stage 5000 HP-level turbo compressor. CFD commercial code, CFX has been used to predict three-dimensional flow characteristics inside of the impeller. Shear Stress Transport (SST) model has been used to simulate turbulent flows through Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations. Grid dependency has been also checked to get optimal grid distribution. Numerical results have been compared with the experimental test results to elucidate performance characteristics of the present compressor. In addition, flow characteristics of the impeller only have been studied for various blade configurations. Angular offset in leading edge of the blade has been selected for the optimal blade design. Performance characteristics in region of low mass flow rate and high pressure ratio between the impeller entrance and exit have been investigated for the selection of optimal blade design. Also, flow instability such as stall phenomena has been studied and anti-stall characteristics have been checked for various blade configurations in the operational window.

Optimal Constant Feedback Control of Flow-Induced Vibration in Bluff Structures (유체의 흐름에 의해 야기되는 구조물 진동의 최적 제어)

  • Cho, H. S.
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.7 no.2
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    • pp.212-217
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    • 1983
  • 유동장에 구조물이 놓여 있을 때 유체의 운동과 구조물 진동의 상호작용으로 비선형 자려진동 (self-excited vibration)을 일으키는 경우가 많다. 본 논문에는 이러한 현상으로 야기되는 구조물 의 불안정한 진동을 없애기 위한 방법으로의 일환으로 최적 진동 제어기를 설계하였으며, 설계 방법과 시뮬레이션 결과를 자세히 언급하였다.

A Study on the Dynamic Instability of Membrane Structures under Wind Action (풍하중을 받는 막구조물의 동적불안정 현상에 관한 연구)

  • Han, Sung-Eul;Hou, Xiao-Wu;Kong, Seok-Hwan
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.500-503
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    • 2009
  • 본 논문에서는 이중곡률을 갖은 막구조물의 동적 불안정 현상을 연구하였다. 풍하중을 받는 막구조물의 지배방정식을 정식화할 경우 가장 중요한 것은 막 표면의 공기 압력을 합리적으로 산정하는 것이다. 베르누이 윈리에 의하여 유체 압력은 속도 퍼텐셜과 관계를 가지며 얇은 날개 원리에 의해 막 표면 공기의 움직임을 일련의 와류로 간주하고 속도 퍼텐셜을 구할 수 있다. 이 논문에서는 가장 많이 쓰이는 3 절점 삼각형 막요소를 이용하여 가중 잔여치 갤러킨법을 적용한 안정 평가의 판별식을 유도하였다. 임계 풍속에 대한 초기인장력, 풍방향과 곡률의 영향도 분석하였다.

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Effect of Parametric Excitation on Lateral Vibrations of Long, Slender Marine Structures (장주형 해양구조물의 횡방향 진동에 대한 파라메트릭 가진의 효과)

  • Park, Han Il
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.7 no.1
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    • pp.73-80
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    • 1993
  • 본 연구에서는 장주형 해양구조물의 횡방향 진동에 대한 파라메트릭 가진 효과를 고찰하였다. 먼저, 장주형 해양구조물의 횡방향 운동에 대한 4계 편미방지배방정식을 비선형 Mathieu 방정식으로 유도하였다. 비선형 mathieu 방정식의 해를 구하여 장주형 해양구조물의 동적 반응 특성을 해석하였다. 유체 비선형 감쇠력은 불안정 조건하에 있는 파라메트릭 진동의 반응크기를 제한 하는데 중요한 역활을 한다. 파라메트릭 진동의 경우 가장 큰 반응크기는 Mathieu 안정차트의 첫번째 불안정 구간에서 일어난다. 반면에, 파라메트릭 진동과 강제진동의 결합 진동인 경우, 가장 큰 반응 크기는 두번째 불안정 구간에서 발생된다. 파라메트릭 가진으로 인한 장주형 해양구조물의 횡방향 운동은 동적조건에 따라 subharmonic, superharmonic 또는 chaotic 운동이 되기도 한다.

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A case study on the vibration by fluid induced instability at large steam turbine-generator (대형 터빈-발전기에서의 유체 불안정진동 해소사례)

  • Han, Seung-Woo;Noh, Chel-Woo;Kim, In-Chul;Joo, In-Gouk;Kim, Myong-Shik
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.1066-1071
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    • 2007
  • This case study refers to turbine-generator with retrofitted turbine rotor. Vibration problem occurring after the retrofit was mainly due to high vibration from exciter side. However, repeated test run and operation during scheduled maintenance caused high vibration from generator bearing, and post-overhaul test run before turbine vibration correction caused oil whip on the bearing. This case study shows how to analyze vibration condition of high turbine generator vibration detected during the post-overhaul test run and vibration condition of offline and online data to reflect it on establishing maintenance schedule and overhaul correction procedure. Vibration data could be acquired during steady load operation or even with varying speed and load. Each data is important for machinery condition evaluation. This case study shows that the vibration data during extreme condition is the key factor in analysis, which helps to find the machinery problem.

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A Case Study on the Vibration by Fluid Induced Instability at Large Steam Turbine-generator (대형 터빈-발전기에서의 유체 불안정진동 해소사례)

  • Han, Seung-Woo;Roh, Cheol-Woo;Yoo, Mu-Sang;Kim, In-Chul;Joo, In-Gouk;Kim, Myong-Shik
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.18 no.2
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    • pp.238-246
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    • 2008
  • This case study refers to turbine-generator with retrofitted turbine rotor. Vibration problem occurring after the retrofit was mainly due to high vibration from exciter side. However, repeated test run and operation during scheduled maintenance caused high vibration from generator bearing, and post-overhaul test run before turbine vibration correction caused oil whip on the bearing. This case study shows how to analyze vibration condition of high turbine generator vibration detected during the post-overhaul test run and vibration condition of offline and online data to reflect it on establishing maintenance schedule and overhaul correction procedure. Vibration data could be acquired during steady load operation or even with varying speed and load. Each data is important for machinery condition evaluation. This case study shows that the vibration data during extreme condition is the key factor in analysis, which helps to find the machinery problem.

Flame Response Modeling for Lean Premixed Combustors Using CFD (CFD를 이용한 희박 예혼합 연소기에서의 연소 응답 모델링)

  • Kim, Daesik;Lee, Jeongwon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.38 no.9
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    • pp.773-779
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    • 2014
  • A qualitative and quantitative analysis on flame dynamics is required to model combustion instability characteristics in gas turbine lean premixed combustors. The current paper shows the flame transfer function modeling results using CFD(Computational Fluid Dynamics) techniques for the flame dynamics study. It is generally known that flame shapes determine the basic characteristics of the flame transfer function. The comparisons of the modeled flame shapes with the measured ones were made using the optimized heat transfer conditions. Modeling results of the flame transfer function show the close behaviors to the measured data with a reasonable accuracy if the flame geometry can be exactly captured.

The Mixed Finite Element Analysis for Nearly Incompressible and Impermeable Porous Media Using FETI (FETI를 이용한 비압축 비투과성 다공질 매체의 혼합유한요소해석)

  • Lee, Kyung-Jae;Tak, Moon-Ho;Park, Tae-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.60-63
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    • 2010
  • 일반적인 포화된 다공질 매체의 수치해석에서는 거시적 관점의 고체변형과 유체이동을 동시에 고려한 혼합유한요소방법(Mixed Finite Element Method)이 쓰인다. 그러나 고체변형이 거의 없는 상태에서 유체가 이동할 경우, 또는 고체변형과 유체유동이 거의 없고 외력에 의한 간극압만 존재할 경우 이를 혼합유한 요소방법으로 해석하기에는 요소 잠김(Element Locking)현상 때문에 매우 불안정하다. 본 논문에서 Park과 Tak(2010)이 제안한 비압축성, 비투과성 포화 다공질 매체의 해석기법인 Staggered Method를 소개하고 수치적 효율성을 높이기 위해 요소분할기술 중 하나인 FETI(Finite Element Tearing and Interconnecting) 기법의 접목을 제안하고자 한다.

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The Finite Element Analysis for Nearly Incompressible and Impermeable Porous Media Using MPI Library (MPI 라이브러리를 이용한 비압축, 비투과성 포화 다공질 매체의 유한요소해석)

  • Tak, Moon-Ho;Park, Tae-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.56-59
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    • 2010
  • 포화된 다공질 매체의 수치해석은 일반적으로 혼합유한요소방법(Mixed Finite Element Method)이 쓰인다. 이 혼합유한요소 방법은 고체변형과 유체의 이동을 동시에 고려하게 되는데 고체의 변형이 거의 없이 유체만 이동할 경우나 고체와 유체의 변형이 없이 간극수압만 존재할 경우에는 요소잠김현상(Element Locking)이 발생하여 혼합유한요소방법으로 해석하기에는 수치적으로 불안정해 진다. 본 논문에서는 이러한 수치적 불안정성을 해결한 스태거드 방법(Park and Tak 2010)을 소개하고 수치적 효율성을 위해 MPI(Message-Passing Interface) 라이브러리를 이용한 병렬해석 기법이 적용된다.

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