평행한 벽 사이에 원형배관(circular pipeline)을 놓고 그 주위의 유동특성에 대한 수치연구를 수행하였다. 비압축성 유체를 가지고, Navier-Stokes 방정식을 풀었고 3차 풍상(upwind) 차분의 수치해법을 이용하였다. 한쪽 벽과의 거리가 매우 작아질 때, 볼텍스 떨어짐이 상당히 억압되는데 이것은 벽 경계와의 상호 박리 작용 때문으로 간수된다. 본 연구는 레이놀드 수의 변함과 물체가 벽에 접근함에 따른 볼텍스 떨어짐의 특성을 규명하는데 있다. 원형배관 후류와 평행벽내 유기된 박리의 상호작용을 집중적으로 다루며 서로 다른 조건에서 박리와 와역한(vorticity dynamics)의 특성을 해석하였다.
최근에 미국에서는 실선에 대한 충격파 실험의 제약으로 인하여 수치시뮬레이션의 필요성이 더욱 야기되어 1996년도부터 수상함에 대한 실험대체용 수치계산의 가능성에 대한 연구가 시작되었다. 잠수함등과 같이 잠겨진 구조물에 대한 연구는 활발히 이루어졌으나 수상함에 대한 연구는 단순구조물을 대상으로 한 제한적 연구가 이루어져 왔다. 특히 본 연구에서는 아주 복잡한 수상함 구조물을 최대한 정확히 유한요소법으로 모델링하였다. 이러한 실선 충격연구는 실제 실선에 마운트되는 주요 장비의 안정성평가에 아주 중요한 자료를 제공하여주므로 시급한 과제이다. 하지만 수상함의 경우 유체-구조물 상호작용, 자유표면, cavitation등과 같은 해석상의 어려움과 복잡한 구조물의 모델링시 나타나는 현 단계에서의 계산상의 한계 등등 여러 가지 난제가 존재하고 있는 것도 사실이다. 본 논문에서는 수상함 내충격 수치해석의 현기술을 알아보고 수치계산의 발전방향을 제시보고자 한다.
Wave breaking phenomenon near the fore body of a ship is numerically simulated. The ship advance with uniform velocity in calm water. For the simulation, incompressible Navier-Stokes equations and continuity equation are adopted as governing equations. The simulation is carried out in staggered variable mesh system with finite difference method. Marker and Cell(MAC) method and Marker-Density method are employed to track the free surface. Body boundary conditions are satisfied with the adoption of porosity method and no-slip condition on the hull surface. The ship model has a wedge type fore-body, and the computational domain is an appropriate region around the fore-body. The computation results are compared with some experimental results. Also the difference of the free surface tracking methods are discussed.
In this study the water including sediment is assumed that the density is different from fresh water. And the phenomenon inhaled by low pressure around the pipe is numerically simulated in two dimension. The simulation is done using finite difference method in rectangular staggered mesh system and Navier-Stokes equations and continuty equation are employed as governing equations. The method of Irregular leg lengths and stars are adopted to satisfy boundary condition of body boundary. Marker-Density method is used to calculate the density of mixed flow. Also SGS turbulence model is applied to consider vortex smaller then grid at high Renolds number. This study is to analyze inhalation phenomenon of mixed flow with sediment and to verify the numerical method for mixed flow. To verify the numerical results are compared with experimental results
A numerical computation is carried out to analyse characteristics of flow fields around Air Supported Ships having arbitrary form. The computations are performed in a rectangular grid system with MAC(Marker And Cell) method. The governing equations are represented in a Finite Difference form by forward differencing in time and centered differencing in space except for convection terms. For validation of this numerical analysis method, the computation of flow fields around Catamaran and ACV(Air Cushion Vehicle) with pressure distribution on free surface are done, and that around Surface Effect Ship is also carried out. The results of the computations are compared with the those of existed numerical computation and experimental results with the same condition.
A digital wave tank (DWT) simulation technique has been developed by authors to investigate the interactions of fully nonlinear waves with 3D marine structures. A finite-difference/volume method and a modified marker-and-cell (MAC) algorithm have been used, which are based on the Navier-Stokes (NS) and continuity equations. The fully nonlinear kinematic free-surface condition is implemented by the marker-density function (MDF) technique or the Level-Set (LS) technique developed for one or two fluid layers. In this paper, some applications for various engineering problems with free-surface are introduced and discussed. It includes numerical simulation of marine environments by simulation equipments, fully nonlinear wave motions around offshore structures, nonlinear ship waves, ship motions in waves and marine flow simulation with free-surface. From the presented simulations, it seems that the developed DWT simulation technique can handle various engineering problems with free-surface and reliably predict hydrodynamic features due to the fully-nonlinear wave motions interacting with such marine structures.
As building becomes larger, taller and more complex due to industrialization and urbanization, it tends to be vulnerable to fire and establishment of effective measures for fire safety is demanded. Especially the fact that the smoke hinders evacuation and fire-fighting activities as well as becomes the major cause of life casualty emphasizes the importance of smoke control system. To design and operate the smoke control system success folly, it is necessary to analyze and predict precisely the thermoflow induced by fire in building. The unsteady three-dimensional analysis of thermoflow induced by fire with diverse variables such as building structure, fire conditions and smoke control facilities can be effectively carried out with numerical method In this study, using the FDS(Fire Dynamics Simulation) program that spreads widely as the analysis tool for thermoflow of fire, the analysis of thermoflow in partition of building induced by fire and comparison with the experimental results for assessment of numerical analysis are presented.
A particle method has been developed for analyzing the motion of 2-D floating body in waves. The particle method is based on the MPS(Moving Particle Semi-implicit) method suggested by Koshizuka et al. (1996), and the flow motion coupled with the motion of floating body can be simulated. The wavemaker and wave absorber are installed at the inflow and outflow boundaries in a computational domain, respectively. The motion characteristics of a floating body is investigated numerically under the various computational conditions.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제35권6호
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pp.809-813
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2011
배열회수시스템 입구덕트의 3차원 난류유동을 수치시뮬레이션 하였다. 본 연구는 덕트의 루프각을 부분적으로 수정하여 유동의 형상효과를 해석하는 것이 목표이다. 비구조 격자를 가지고 나비에 스톡스 방정식을 유한체적법으로 풀어 유체동력학적인 현상을 규명하였다. 유적선, 속도벡터, 동압, 잔차 등으로 수렴 등을 조사하였다. 난류모형은 k-epsilon, k-omega, reynolds stress 및 RNG k-epsilon 이다. 선회 및 비선회 조건을 2개의 덕트에 적용하였고 계산결과를 활용하여 최적형상설계를 검토하였다.
본 연구는 석회석 노천채광장의 발파 분진이 주변을 통과하는 특고압 선로에 어느정도 비산 퇴적할 것인지, 어떤 문제를 일으킬 것인지를 평가하기 위한 연구였다. 발파 현장이 분진 발생량 및 입도분포는 그간의 연구 실적도 있고 계측도 가능하지만 얼마만큼의 분진이 어느 정도 거리까지 비산 퇴적할 것인지를 예측하기란 매우 어려운 일이다. 따라서 본 연구에서는 최근 개발한 바 있는 수치유체역학(CFD)을 이용한 3차원 유체거동 해석 프로그램(3D-Flow)을 이용하여 송전선로에 미치는 영향을 예측하는 시도를 하였다. 지형조건, 기상조건에 따른 시뮬레이션을 통하여 석회석 분진은 송전선로에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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