• 제목/요약/키워드: 유체-구조 연동해석

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ALE 기반의 고체 로켓 내부 유체-구조 연동 해석 (ALE-BASED FSI SIMULATION OF SOLID PROPELLANT ROCKET INTERIOR)

  • 한상호;민대호;김종암
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.71-77
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    • 2010
  • As a hybrid model of continuum motion description which combines the advantages of classical kinematical descriptions i.e. Lagrangian and Eulerian description, the ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) description is adopted for the simulation of a fluid-structure interaction of solid propellant rocket interior. The fluid-structure interaction phenomenon with the deformation of solid domain during the simulation. The developed solver is applied flow and propellant structure. The computed results show complex flow physics in the combustion chamber and the behavior of a solid propellant deformation.

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회전용적형 기어펌프의 유체-구조연동 전산해석 (FLUID-STRUCTURE INTERACTION ANALYSIS OF EXTERNAL GEAR PUMP)

  • 이중호;김태구;이상욱
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.83-85
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    • 2010
  • A hydraulic gear pump is widely used in many industrial applications to provide both high pressure and high flow rate by physical displacement of finite volume of fluid with each revolution. In this study, two dimensional fluid-structure interaction simulation of gear pump flow was carried out to examine detailed complex flow patterns and structural stress distribution on rotors by using a commercial software ADINA. The effect of rotor clearance size on the flow characteristics, specially the temporal variation of velocity and pressure field, which is a main source of flow noise, also was investigated.

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쉘 모델을 이용한 공기 포일 스러스트 베어링의 열-유체-구조 연동 해석 (Thermo-Fluid-Structure Coupled Analysis of Air Foil Thrust Bearings using Shell Model)

  • 윤종완;문소연;박상신
    • Tribology and Lubricants
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    • 제40권1호
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    • pp.17-23
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    • 2024
  • This study analyzes the thermal effects on the performance of an air foil thrust bearing (AFTB) using COMSOL Multiphysics to approximate actual bearing behavior under real conditions. An AFTB is a sliding-thrust bearing that uses air as a lubricant to support the axial load. The AFTB consists of top and bump foils and supports the rotating disk through the hydrodynamic pressure generated by the wedge effect from the inclined surface of the top foil and the elastic deformation of the bump foils, similar to a spring. The use of air as a lubricant has some advantages such as low friction loss and less heat generation, enabling air bearings to be widely used in high-speed rotating systems. However, even in AFTB, the effects of energy loss due to viscosity at high speeds, interface frictional heat, and thermal deformation of the foil caused by temperature increase cannot be ignored. Foil deformation derived from the thermal effect influences the minimum decay in film thickness and enhances the film pressure. For these reasons, performance analyses of isothermal AFTBs have shown few discrepancies with real bearing behavior. To account for this phenomenon, a thermal-fluid-structure analysis is conducted to describe the combined mechanics. Results show that the load capacity under the thermal effect is slightly higher than that obtained from isothermal analysis. In addition, the push and pull effects on the top foil and bump foil-free edges can be simulated. The differences between the isothermal and thermal behaviors are discussed.

펄스 방전에 의한 사질토지반 시추공 확공에 대한 수치해석 (Numerical analysis of borehole expansion induced by PDT in sandy soils)

  • 박현구;이승래;김태훈
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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    • pp.260-266
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    • 2010
  • 본 연구에서는 사질토 지반에서 펄스 방전(PDT)에 의한 확공 현상을 평가하기 위한 수치해석 연구를 수행하였다. 수중 폭발 모델을 기반으로 PDT적용을 통해 시추공 내부의 시멘트 페이스트에 발생하는 충격파를 모델링하였고, 이를 바탕으로 사질토 지반에 유발되는 변형을 유체-구조물 연동해석을 통해 예측하였다. 해석 결과, 수치해석을 통한 예측이 문헌에 언급된 지반 확공 정도에 대한 실험 결과와 부합하는 것으로 나타났다. 또한 펄스 방전에 의해 지반의 응력 증가 및 체적 압축 등의 지반 다짐효과를 파악할 수 있었다.

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유한요소 해석을 통한 활공비행체의 입수충격해석 (Impact Analysis on Water Entry of Gliding Vehicle using Finite Element Method)

  • 김찬규;황영은
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.467-473
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    • 2017
  • In this paper, impact characteristics of a water entry gliding vehicle were analyzed using a finite element method. To guarantee the validity of analysis results, a convergence test was performed for several ratios of Euler and Largrange mesh sizes. The impact coefficient was calculated with respect to entry angles and angle of attacks. It can be observed that the impact coefficient was large at a high cross-section gradient and was also affected by cavitation. This study could be useful in the preliminary design stage of a water entry bomb development.

케로신/액체산소의 고압 연소해석을 위한 열역학/전달 물성치 해석 패키지 개발 (Development of Real-Fluid Package Compatible with Chemkin for High-Pressure Kerosene/LOx Combustion)

  • 김성구;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.89-92
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    • 2011
  • 초임계 압력 조건에서 분사된 액체추진제의 혼합 및 연소 현상을 해석하기 위해서는 열역학적 비이상성과 전달 물성치의 특이성을 예측하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 일반화된 3차 상태방 정식(cubic EoS)을 기반으로 실제유체의 열역학/전달 물성치를 계산하는 서브루틴들을 개발하였으며, 표준 화학반응 패키지인 Chemkin과 쉽게 연동될 수 있도록 하였다. 실제유체 해석 패키지를 이용하여 기존의 층류화염편 코드를 확장하였으며, 실제 로켓엔진이 갖는 고압 연소조건하에서 케로신과 액체산소의 국소화염구조에 대한 수치해석 연구를 수행하였다.

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자동차 냉매 압축기의 FSI(Fluid-Structure Interaction) 해석 (FLUID STRUCTURE INTERACTION ANALYSIS OF AUTOMOTIVE REFRIGERANT COMPRESSOR)

  • 손일국;배성민;김광일;윤영섭
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.93-98
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    • 2010
  • One of the most effective key factors to improve performance of automotive reciprocating compressor is the design of suction and discharge reed valves. Reed valves are also the major sources of compressor noise. Valve motion is highly coupled with refrigerant flow. In this study, a process of fluid-structure interaction analysis was developed to predict the cylinder inner flow and the dynamic behavior of valve simultaneously. Interface programs computational structural dynamics code. The full cycle simulations of compressor were performed using FSI analysis was alidated by comparing the simulation results with the experimental results.

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동적격자변형기법을 이용한 2차원 실린더의 와류유발진동에 대한 수치해석 (Numerical analysis of the vortex induced vibration of the 2-D cylinder using dynamic deforming mesh)

  • 이남훈;백지영;이승수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.1-9
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    • 2013
  • 이 논문에서는 2 차원 실린더의 와류유발진동에 따른 Lock-in 현상에 대해 수치해석을 수행하였다. 실린더의 운동을 모사하기 위해 변형격자와 고정격자를 이용하였다. 스프링 상사기법을 이용하여 격자를 변형하였다. 격자수 및 시간 간격 등을 조절해 얻은 수렴된 수치해가 비교 및 검증에 사용되었다. 또한, 유체-구조 결합 방법들의 효율성과 정확도를 비교 검토하였다.

해양 플랜트용 Hydrant Reducing Valve의 화재 안전시험에 대한 해석 기법 연구 (Study on Analysis Method for Fire Safety Test of Hydrant Reducing Valve for Offshore Plant)

  • 정윤상;강정호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권6호
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    • pp.601-608
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    • 2014
  • 해양플랜트는 고립된 한경 특성상 화재에 취약하다. 특히 해양플랜트의 주요 기자재인 소화용 감압 밸브가 피해를 입었을 때 해양플랜트의 피해는 증가한다. 본 논문에서는 해양플랜트에 사용되는 소화용 감압밸브에 대한 화재 안전시험을 수행하고 그 결과를 수치해석 결과와 비교, 분석하여 해석의 타당성을 증명하고 화재 안전시험에 대한 해석 기법을 제시하였다. 화재 안전시험의 화염을 구현하기 위해 FSI를 이용하였으며 화재 안전시험의 온도 분포와 해석 결과 온도분포의 비교를 통해 해석 기법의 신뢰성을 확인하였다. 또한, 화재 안전시험에서 나타난 문제점을 구조해석을 통해 검증하였으며 그 결과 시트의 변형이 문제점으로 나타났다.