• 제목/요약/키워드: 임계유동속도

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범용 전산유체 코드를 이용한 봉 다발에서의 난류 유동 수치해석

  • 인왕기;오동석;전태현;정연호
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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    • pp.567-572
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    • 1997
  • 범용 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics) 코드인 CFX-F3D를 이용하여 봉 다발에서의 난류 유동 수치해석을 수행하였다 3$\times$3 봉으로 구성된 부수로 사이의 난류 횡류(Crossflow) 혼합유동과 평행한 4개의 봉으로 이루어진 벽 수로에서의 난류 유동구조를 수치적으로 분석하여 각각의 실험결과와 비교하였다. 부수로 횡류 혼합유동의 경우 예측된 주 유동방향 평균 속도분포는 실험결과와 잘 일치하였으나 벽면과 인접한 부수로에서의 난류강도 분포는 다소 큰 차이가 나타났다. 백수로의 경우 수로 중심선 근처의 주 유동방향의 속도변화는 크게 예측되었고 벽 전단응력은 유로가 협소해지는 영역에서 낮게 예측되었으나 전반적으로 실험결과와 유사한 유동특성을 나타냈다. 이 연구는 봉 다발에서의 난류 유동구조에 대한 이해를 증진시킴과 더불어 CFX-F3D 코드를 평가함으로써 향후 지지격자와 임계열유속 증진장치가 부착된 복잡한 형상의 핵연료 다발에서의 유동장 수치해석의 기반을 마련하였다.

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Carboxymethyl Chitin 수용액의 임계농도와 유동방정식 (The Critical Concentration and Flow Equation of Aqueous Carboxymethyl Chitin Solution)

  • 박성민;이근태;김상무
    • 한국수산과학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.92-96
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    • 1996
  • CM-chitin의 고유특성 및 유동특성을 밝혀 효과적으로 식품산업에 이용하기 위하여 CM-chitin 수용액의 유동특성 중 임계농도와 유동방정식을 조사하였다. 물에서 CM-chitin의 환원농도는 2.5이었으며, 이 때의 임계농도는 $0.8\%(w/v)$이었다. 즉 $0.8\%$ 이하의 농도에서는 분자사슬간 상호작용이 일어나지 않았으며, $0.8\%$ 이상에서 상호작용이 일어나는 것으로 나타났다. $0.5\%$ CM-chitin 용액은 전단속도가 증가하여도 점도는 일정하게 유지되는 뉴우튼 유체의 특성을 보였으며, $1.0\%$ 용액은 전단속도가 증가하면 점도가 낮아지는 의가소성 유체의 특성을 보였다. $3.0\%$ CM-chitin 수용액의 유동상수 $\eta_\infty,\;\eta_0,\;\beta$, n은 각각 $0.0908(\fallingdotseq0.1)cp$, 770cp, 0.81, 0.36이었다. 따라서 $3.0\%$ CM-chitin 수용액의 유동방정식은 $\eta=0.1+\{{770/(1+0.81D^{0.36})\}$으로 나타낼 수 있다.

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다양한 레이놀즈수에서 원형실린더 주변 유동 특성 연구

  • 이지현;안창환
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2016년)
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    • pp.27-34
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    • 2016
  • 본 연구에서는 EDISON CFD의 2D_Incomp_P 해석자를 이용하여 0.16부터 1,000,000까지 다양한 레이놀즈수에서 실린더의 유동 특성을 연구하였다. 임계 레이놀즈수 이하에서 실험값과 유사한 압력분포도를 제작하여 해석 결과의 타당성을 검증하였다. 레이놀즈수에 따른 항력계수의 그래프를 제작하여 항력계수의 값이 레이놀즈수의 변화에 대해 선형적으로 변화하는 것을 연구하였다. 같은 속도장일 때 특성길이에 따른 유동장의 차이점도 연구하기 위하여 특성길이에 변화를 주어 해석을 진행하였고, 특성길이가 길수록 박리가 빠르게 발생하는 것을 알게 되었다.

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근사수평 이상반류성층유동에서의 플러딩 및 히스테리시스효과 (Flooding and Hysteresis Effects in Nearly - Horizontal Two - Phase Countercurrent Stratified Flow)

  • 이상천
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.232-239
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    • 1985
  • 근사수평 이상반류유동에서의 플러딩천이에 대한 실험을 수행하였으며 이것을 바탕으로 반류유 동도(flow-regime map)를 완성하였다. 또 플러딩천이에 대한 응축의 영향을 고찰하였는데 플러 딩이 액체입구에서 야기될 때 플러딩 속도는 응축량을 고려한 유효증기량으로 표시되며 이 경우 반드시 히스테리시스효과를 동반하게 된다. 이 효과는 응축에 기인하는 것으로 그 메카니즘을 구명하였다. 또 전달액체유량이 영이 될 때의 임계증기속도는 액체분출유량이나 액체서브쿠울 링의 정도에 무관하며 본 연구에서 사용한 관의 경우, 수정 Wallis 변수로 1.74로 나타났다.

곡관덕트의 입구영역에서 천이비정상유동의 속도분포와 임계딘수에 관한연구 (A Study on Velocity Profiles and Critical Dean Number of Developing Transitional Unsteady Flows in a Curved Duct)

  • 이행남
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제22권6호
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    • pp.862-870
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    • 1998
  • In this paper an experimental investigation of characteristics of developing transitional unsteady flows in a square-sectional 180。 curved duct are presented. The experimental study using air is carried out to measure axial velocity profiles secondary flow velocity profiles and entrance length by using Laser Do ppler Velocimeter(LDV) system. The flow development is found to depend upon Dean number dimensionless angular frequency velocity amplitude ration and cur-vature ratio. Of special interest is the secondary flow generated by centrifugal effects in the plane of the cross-section of the duct. The secondary flows are strong and complicate at entrance region. The entrance length of transitional pulsating flow is obtained to 120。 of bended angle of duct in this experimental conditions.

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철도터널 내 화재 시 대피환경 확보를 위한 임계속도 산정식의 유효성 평가 (Effectiveness of critical velocity method for evacuation environment in a railroad tunnel at fire situation)

  • 이승철;이재헌;이승호
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.51-59
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    • 2004
  • 본 연구에서는 3차원 전산유체역학 기법을 이용하여 열차터널 내 10MW급 화재발생 시, 대피환경에 대한 1차원 임계속도의 유효성을 평가하였다. 또한 터널의 입구속도가 1m/s, 2m/s (임계속도) 그리고 3m/s일 때의 터널 내 기류분포, 온도분포, 가시거리분포 및 오염물질분포가 대피환경에 미치는 영향을 각각 검토하였다. 그 결과, 세 가지 경우모두, 승객의 안전한 대피환경을 충분하게 제공하지 못할 것으로 예상되어 승객들은 유동방향 하류로 대피하여야 한다. 그러나 3m/s 입구속도의 경우는 1m/s, 2m/s의 경우 보다 승객의 대피환경에 있어서 좀 더 나은 결과를 보인다. 따라서 터널의 방재시스템의 설계 시, 안전한 대피환경을 확보하기 위해서는 임계속도보다 큰 입구속도의 시용이 요구된다.

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이론적 강제대류CHF 해석 모델의 연구 현황 및 성능 평가

  • 권혁성;전태현;홍성덕;황대현;박철
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제27권6호
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    • pp.918-931
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    • 1995
  • 임계열속을 예측하는 기존의 여러 방법중 임계열속 발생 역학구조에 근거한 이론적 접근 방법은 여러 유동형태(Flow pattern)별로 연구되고 있으며, 대표적으로 환상유동에서의 LFD(Liquid Film Dryout) 이론, 기포류에서의 BBLD(Bubble Boundary Layer Dryout) 흑은 LNID(Local Nucleation Initiated Dryout)이론 등이 제시되고 있다. 본 논문에서는 일반적으로 원자로 조건에 서 적용될 수 있는 LFD이론과 BBLD 이론에 대하여 대표적인 모델들을 소개하고 특성을 검토하였다. 특히 BBLD 이론중에서 기포군집 (Bubble coalescence) 모델과 층류막 드라이 아웃(Sublayer dryout) 모델에 대해서는 원형관에서의 임계열속 시험자료를 사용하여 각 모델의 예측 성능 및 특성을 평가하였다. 평가 결과, 기포군집 모형인 Weisman 모델의 예측성능이 가장 우수했으며 아울러 층류막 드라이아웃 모델인 Katto 모델과 Mudawwar 모델은 구성 인자중 기포군속도와 층류막 두께와의 관계가 보다 정확히 모형화되야 할 것으로 판단된다.

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내부유동을 갖는 파이프 진동의 스펙트럴요소해석 (Spectral Element Vibration Analysis of the Pipeline Conveying Internal Flow)

  • 오혁진;강관호;이우식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권2호
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    • pp.294-301
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    • 2003
  • It is of often important to accurately predict the flow-induced vibration or dynamic instability of a pipeline conveying internal high speed flow in advance, which requires a very accurate solution method. In this study, first the dynamic equations for the axial and transverse vibrations of a pipeline are reduced from a set of pipe-dynamic equations derived in the previous study and then the spectral element model is formulated. The accuracy of the spectral element method (SEM) is then verified by comparing its results with the results obtained by finite element method (FEM). It is shown that the present spectral element model provides very accurate solutions by using an extremely small number of degrees-of-freedom when compared with FEM. The dynamics of a sample pipeline is investigated with varying the axial tension and the speed of internal flow.

논문 : 전방에 제어봉을 갖는 원주의 항력감소에 관한 연구 (Papers : Drag Reduction of a Circular Cylinder with a Front Small Control Rod)

  • 이상익;이상준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.87-95
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    • 2002
  • 원주의 항력 감소와 원주 주위 유동의 제어에 대하여 실험적으로 연구하였다. 원주 주위 유동을 제어하기 위하여 작은 제어봉을 원주 전방에 설치하였다. 실험시 원주 직경(D=30mm)에 기초한 레이놀즈수는 $Re=2 {/times} 10^4$이었다. 제어봉의 직경(d)은 4mm, 5mm, 6mm, 7mm로 변화시켰으며, 원주와 제어봉 사이의 거리(L)를 조절하면서 원주의 표면압력분포와 후류속도를 측정하였다. 제어봉으로부터의 와 유출이 사라지는 임계거리 (critical distance) $ L_C$$ L_C$ /D=1.5+0.83d이었는데, $ L_C$를 전후로 유동특성과 항력값이 크게 바뀌었다. 특히 원주와 제어봉 사이의 거리가 임계거리보다 짧은 경우에는 항력이 감소하다가 $ L_C$보다 크게 되면 증가하는 경향을 보였다. 제어봉의 직경이 d/D=0.233인 경우, L/D=2.013의 조건에서 원주는 약 29%의 항력 감소를 보였고, 전체 항력은 L/D=1.833조건에서 약 25% 항력이 감소하였다.

내부유동을 포함한 굴곡된 파이프의 외평면 진동해석 (Out-of-Plane Vibrations of Angled Pipes Conveying Fluid)

  • Pak, chol-Hui;Hong, Sung-Chul;Kim, Tae-Ryong
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제23권3호
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    • pp.306-315
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    • 1991
  • 본 연구는 두개의 직선 pipe가 elbow로 연결된 piping system의 내부에 유체가 흐를때 발생하는 out-of-plane 운동을 다루었으며, Extended Hamilton's principle을 이용하여 운동방정식을 유도하였다. clamped-clamped, clamped-pinned; pinned-pinned인 경계조건을 갖는 piping system의 경우, dynamic instability는 일어나지 않음을 고찰하였으며, 각 경계조건에 대한 진동수 방정식으로부터 고유진동수의 수치해를 얻었다. 유체의 속도와 Coriolis힘이 진동수에 미치는 영향을 고찰하였고, 유체의 속도와 압력이 어느값을 넘어설때 buckling-type instability가 일어남을 알았다. 그리고 유체의 속도와 압력의 함수로 등가임계속도를 정의하고 여러가지 경계조건에 대해 buckling 이 일어나는 등가임계속도를 계산하였다.

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