• 제목/요약/키워드: 전산유체학

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우주발사체 발사 시 음향하중 저감을 위한 발사대 설계 (Design of launch pad for mitigating acoustic loads on launch vehicle at liftoff)

  • Tsutsumi, Seiji
    • 한국음향학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.331-341
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    • 2020
  • 우주발사체는 발사 시 추진장치에서 발생하는 고강도 소음에 의한 음향하중의 영향을 받는다. 로켓소음은 발사체와 페이로드 내 전자 및 기계 부품의 손상 및 오작동을 유발할 수 있기 때문에 음향하중의 예측 및 저감은 설계에 있어 중요한 고려사항이다. 본 논문에서는 로켓 소음의 생성 및 발사대의 음향설계 기법에 대한 최신 연구동향을 논하였다. 특히, 새로운 발사대 설계 방법론의 예로서 일본 Epsilon 로켓 발사대의 개발과정을 기술하였다. 전산유체역학 모사 및 1/42 축소모형 실험을 통하여 설계된 발사대의 음향하중 저감 효과를 Epsilon 로켓의 실제 비행 데이터 분석을 통하여 검증하였다.

공유피드백 유로를 갖는 초음속 유체진동기의 진동특성에 관한 연구 (A Study of Oscillation Characteristics of Supersonic Fluidic Oscillator With Shared Feedback Channel)

  • 이승헌;박상훈;고희창;서송현;이열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.167-174
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    • 2020
  • 내부에 공유피드백 유로를 갖는 공유형 초음속 유체진동기에서 나타나는 유동특성에 관한 연구가 수행되었다. 비정상 전산유체역학적 해석이 수행되었고 수치해석 결과는 동일한 운용조건에서 수행된 실험결과와 비교 검증되었다. 수치해석 결과, 공유피드백 유로가 해당 유체진동기의 진동 메커니즘에 큰 영향을 주어 진동기 출구 각 제트유동의 동조화에 큰 역할을 하고 있음이 확인되었다. 공유형 유체진동기는 동일 형상의 단일형 유체진동기와 비교하여 진동수가 증가하나 압력손실 또한 커짐이 확인되었다.

전산유체학을 이용한 고준위 방사성 폐기물 처분장의 자연환기량에 의한 온도예측 (A Study on the Prediction of HLW Temperature from Natural Ventilation Quantity using CFD)

  • 노장훈;유영석;장승현;박선오;김진
    • 터널과지하공간
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    • 제22권6호
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    • pp.429-437
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    • 2012
  • 본 연구에서는 고준위 방사성 폐기물 처분장의 특징인 높은 고도차와 온도차이로 인해 발생하는 자연환기량을 바탕으로 처분터널내 온도를 전산유체학을 활용하여 예측하였다. 선행된 연구에서 Hydrostatic method와 CFD를 활용하여 자연환기량을 정량적으로 평가한 결과 상당히 큰 자연환기량이 발생이 됨을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 폐기물 발열량에 따라 발생되는 자연환기량으로 인한 처분터널내 온도예측을 실시하였으며, 처분장을 크게 심지층 처분장과 지상처분장으로 나누어 온도예측을 실시하였다. 해석결과 심지층 처분장은 암반으로의 열전달과 충분한 자연환기량의 발생으로 처분장내 온도 제어에 효과적인 반면에, 지상처분장의 경우 외부온도의 영향을 크게 받고 충분한 자연환기량을 발생시키지 못하여 온도제어에는 불리함을 확인하였다. 또한 심도 200 m 심지층 처분장의 경우 심도 500 m까지 약 $10^{\circ}C$정도의 열이 전달됨을 확인하였다. 즉, 국내에 건설예정인 고준위 방사성 폐기물 처분장을 온도제어에 중점을 두고 설계한다면 지상처분장보다는 심지층 처분장이 타당한 것으로 연구되었다.

충격파 및 유동점성 효과를 고려한 항공기 날개-동체 형상에 대한 공탄성 응답 (Aeroelastic Response Analysis for Wing-Body Configuration Considering Shockwave and Flow Viscous Effects)

  • 김동현;김유성;황미현;박강균
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권10호
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    • pp.984-991
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    • 2009
  • 본 연구에서는 충격파 및 유동박리효과를 고려하여 항공기 동체-날개 형상(DLR-F4)에 대한 천음속 공탄성 응답해석을 수행하였다. 시간 영역에서 전산유체역학, 유한요소모델 및 전산구조동역학 기법을 활용한 유체-구조 연계시스템을 적용하여 공탄성 해석을 수행 하였으며, 이를 이용하여 비행체의 설계에 정확하고 유용한 결과를 제시할 수 있다. 천음속 영역에서 항공기 동체-날개 형상에 대해 비선형 비정상 공력해석을 수행하기 위하여 6면체 구조 격자를 생성하였고, Navier-Stokes 방정식을 적용하였다. 항공기 동체-날개 형상의 정적 및 동적 공탄성 응답 특성을 파악하였고, 항공기 설계 및 시험 연구자에게 실제적이고 유용한 결과를 제시할 수 있다.

레벨셋 기법의 물성 보간 방법에 대한 고찰 (ASSESSMENT OF PROPERTY INTERPOLATION METHODS IN LEVEL SET METHOD)

  • 박준권;오정민;강관형
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.283-289
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    • 2009
  • In level set method, material properties are made to change smoothly across an interface of two materials with different properties by introducing an interpolation or smoothing scheme. So far, the weighted arithmetic mean (WAM) method has been exclusively adopted in level set method, without complete assessment for its validity. We showed here that the weighted harmonic mean (WHM) method for rate constants of various rate processes, including viscosity, thermal conductivity, electrical conductivity, and permittivity, gives much more accurate results than the WAM method. The selection of interpolation scheme is particularly important in multi-phase electrohydrodynamic problems in which driving force for fluid flow is electrical force exerted on the phase interface. Our analysis also showed that WHM method for both electrical conductivity and permittivity gives not only more accurate, but also more physically realistic distribution of electrical force at the interface. Our arguments are confirmed by numerical simulations of drop deformation under DC electric field.

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핵폭발 초기 화구에 대한 수치해석 (NUMERICAL SIMULATION OF INITIAL FIREBALL AFTER NUCLEAR EXPLOSION)

  • 송승호;이창훈;최정일
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.45-51
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    • 2014
  • We develop a numerical method for solving the radiation hydrodynamic equations in one-dimensional spherical coordinates. The present method is validated through simulations of shock tube, thermal radiative diffusion and point explosion problems. The transient growth of the fireball is investigated by varying explosion yields. The present study clearly captures well-known breakaway phenomena related to the shock separation between pressure waves and thermal shock front. The fireball radius at the breakaway point is roughly increased by the yield to power of 0.4.

코로나 방전기가 없는 전기집진기의 나노입자 집진에 관한 수치해석 (NUMERICAL INVESTIGATION ON CAPTURE OF NANOPARTICLES IN ELECTROSTATIC PRECIPITATOR WITHOUT CORONA DISCHARGER)

  • 이진운;장재성;이성혁
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.103-108
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    • 2010
  • This article presents computational fluid dynamics (CFD) simulations of nanoparticle movements and flow characteristics in laboratory-scale electrostatic precipitator (ESP) without corona discharge, and for simulation, it uses the commercial CFD program(CFD-ACE) including electrostatic theory and Lagrangian-based equation for nanoparticle movement. For validation of CFD results, a simple cylindrical type of ESP is simulated and numerical prediction shows fairly good agreement with the analytical solution. In particular, the present study investigates the effect of particle diameter, inlet flow rate, and applied electric potential on particle collection efficiency and compares the numerical prediction with the experimental data, showing good agreement. It is found that the particle collection efficiency decreases with increasing inlet flow rate because the particle detention time becomes shorter, whereas it decreases with the increase in nanoparticle diameter and with the decrease of applied electric voltage resulting from smaller terminal electrostatic velocity.

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