• 제목/요약/키워드: 층류유동

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Interaction of Blood Flow and Leaflet Behavior in a Bileaflet Mechanical Heart Valve (기계식 인공심장판막(MHV)에서의 혈액유동과 판막운동의 상호작용)

  • 최청렬;김창녕;권영주
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.21 no.5
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    • pp.505-512
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    • 2000
  • 기계식 인공심장판막을 통한 혈액의 유동과 이 유동에 관련된 판첨의 거동특성을 수치해석기법을 이용하여 연구하였다. 혈액은 맥동류, 층류, 비압축성 유동으로 가정하였으며 유체-고체의 상호작용을 고려하기 위하여 혈액의 유동방정식과 고체의 운동방정식이 동시에 계산되었다. 심실과 대동맥에서의 압력파형을 경계조건으로 사용하였다. 연구의 결과로서 혈액유동과 판첨의 거동이 예측되었으며, 판막을 통한 3개의 제트가 발견되었으며 vortex가 판첨의 끝단에서 발생하여 하부로 흘러가는 것이 관찰되었다. 판첨의 닫힘 거동은 열림 거동에 비하여 2배정도 빠르게 진행되었으며 sinus에서 2개의 큰 vortex가 관찰되었다. 유체-고체 상호작용을 고려하는 본 연구방법은 향후 판막의 연구와 개발에 매우 유용할 것으로 판단된다.

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Application of an Opensource OpenFoam for Unsteady Aerodynamics Analysis of an Oscillating Cylinder (진동하는 원통 비정상 공력해석을 위한 OpenFoam OverSet격자 활용)

  • Kim, GunHong;Han, Cheolhuei
    • Journal of Institute of Convergence Technology
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    • v.11 no.1
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    • pp.39-42
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    • 2021
  • 2차원 유동장내 수직 진동하는 원통의 Von Karman 와열 유동 현상에 대한 진동 주파수 계산 문제는 진동하는 물체의 비정상 공력 해석 연구 검증에 많이 사용하는 고전적 방법이다. 본 연구에서는 오픈소스 OpenFoam 기반의 중첩격자 기법을 사용하여 층류 유동장내의 수직방향 진동하는 원통 주변의 비정상 유동 현상과 원통 벽면에서의 공력 특성 변화를 해석하기 위한 일련의 해석 단계들과 결과를 타 연구그룹과 비교하였다. 원통 형상과 진동에 의한 와열 유동의 주기적 유동 특성과 복잡성 해석의 건전성을 확보하기 위하여 격자와 시간제어에 대한 해의 정확도에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서 수행한 해석 방법은 일관성과 신뢰성 있는 해석 결과들 보여주었으며, 향후 보다 실제적인 진동하는 에어 포일의 비정상 공력 해석 연구에 적용 가능함을 확인하였다.

Natural Convection in a Horizontal Cylindrical Annulus Enclosing Heat Generating Core (發熱核 주위의 수령圓環 에서의 자연대류)

  • 장근식;오세윤
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.5
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    • pp.663-676
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    • 1985
  • 수평원통형의 복합유동층에서의 층류자연대류를 수치적으로 연구하였다. 외측의 동심원환이 내 의 발열유체로 형성된 원통형 핵을 둘러싸고, 그 사이에 두께가 유한하거나 두께를 무시할 수 있 는 간막이 벽이 존재한다. 유동특성과 열전달에 관한 매개변수적 고찰을 시행하거나 직경비, Prandt1수, 발열강도에 기준을 둔 Rayleigh수 등의 영향을 이해하게 되었다. 간막이 벽의 두께나 열전도의 효과도 제한된 범위 안에서 고려하였다.

EDISON_CFD를 이용한 초음속 이중압축램프에서 난류 모델에 따른 유동현상 비교

  • Sin, Ho-Cheol
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2015.03a
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    • pp.585-589
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    • 2015
  • 본 연구에서는 이중압축램프의 초음속 유동에서 발생하는 충격파 경계층 상호작용을 EDISON_CFD로 해석하기로 한다. 이중압축램프에선 역압력 구배로 인하여 경계층이 박리가 일어나게 되고 박리된 경계층이 다시 이중압축램프에 부착되어 생겨난 박리영역을 관찰할 수 있다. 박리영역의 앞뒤로 유동의 방향이 바뀌게 되면서 압축 팬(compression fan)과 재부착 팬(reattachment fan)이 충격파를 발생시키고 이중압축램프전방의 충격파와 만나서 복잡한 유동 구조를 가지게 됨을 확인하였다. 이와 같은 층류에서 난류, 박리와 재부착의 영역에서의 해석하기 위해선 해석자의 난류모델이 중요하다. $15^{\circ}-30^{\circ}$, $15^{\circ}-45^{\circ}$의 두 종류의 이중압축램프를 $k-{\omega}$ SST 난류 모델과 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 천이 모델로 계산을 EDISON_CFD로 수행하였다. 난류 모델의 차이를 표면마찰계수, 압력계수, 마하수로 비교하여 차이점을 분석하였다.

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A Study on the Flame Curvature Characteristics in a Lifted Flame (부상화염에서 화염 곡률반경 특성에 관한 연구)

  • Ha, Ji-Soo;Kim, Tae-Kwon;Park, Jeong;Kim, Kyung-Ho
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.14 no.2
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    • pp.34-39
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    • 2010
  • Flame propagation velocity is the one of the main mechanism of the stabilization of triple flame. To quantify the triple flame propagation velocity, Bilger presents the triple flame propagation velocity through the experiment, depending on the mixture fraction gradient, based on the laminar jet flow theory. However, in spite of these many analyses, there has not been any attempt to quantify the triple flame propagation velocity with the radius of flame curvature. In the present research, a relation of the flame propagation velocity is proposed with the radius of flame curvature for the flame stabilization mechanism. As a result, we have shown that the height of lifted flame is determined with the nozzle diameter and exit velocity of fuel and presented that the radius of flame curvature is proportion to the nozzle exit velocity of fuel and height of lifted flame. Therefore, the importance of the radius of flame curvature has to be recognized. To discribe the flame stabilization mechanism, Bilger's formula has to be modified with flame curvature effect.

Numerical Analysis of Conjugate Heat Transfer in a Curved Piping System Subjected to Internal Stratified Laminar Flow (층류 열성층유동 곡관에 대한 복합열전달 수치해석)

  • Jo Jong Chull;Choi Hoon-Ki
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.7 no.3
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    • pp.35-43
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    • 2002
  • This paper addresses a numerical method for predicting transient temperature distributions in the wall of a curved pipe subjected to internal laminar thermally-stratified flow. A simple and convenient numerical method of treating the unsteady conjugate heat transfer in non-orthogonal coordinate systems is presented. Numerical calculations are performed for the transient evolution of thermal stratification in two curved pipes, where one has thick wall and the other has so thin wall that its presence can be negligible in the heat transfer analysis. The predicted results show that the thermally stratified flow and transient conjugate heat transfer in a curved pipe with a finite wall thickness can be satisfactorily analyzed by the present numerical method, and that the neglect of wall thickness in the prediction of pipe wall temperature distributions can provide unacceptably distorted results for the cases of pipes with thick wall such as safety related-piping systems of nuclear power plant.

LAMINAR FLOW IN THE ENTRANCE REGION OF HELICAL TUBES FOR UNIFORM INLET VELOCITY CONDITIONS (균일입구유속 조건의 나선관 입구영역의 층류 유동)

  • Kim, Y.I.;Park, J.H.
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.13 no.1
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    • pp.21-27
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    • 2008
  • A numerical study for laminar flow in the entrance region of helical tubes for uniform inlet velocity conditions is carried out by means of the finite volume method to investigate the effects of Reynolds number, pitch and curvature ratio on the flow development. This results cover a curvature ratio range of 1/10$\sim$1/320, a pitch range of 0.0$\sim$3.2, and a Reynolds number range of 125$\sim$2000. It has been found that the curvature ratio does significantly effect on the angle of flow development, but the pitch and Reynolds number do not. The characteristic angle $\phi_c(=\phi/\sqrt{\delta})$, or the non-dimensional length $\overline{l}(=l\sqrt{\delta}cos(atan\lambda)/d)$ can be used to represent the flow development for uniform inlet velocity conditions. In uniform inlet velocity conditions, the growth of boundary layer delays the flow development attributed to centrifugal force, and in which conditions the amplitude of flow oscillations is smaller than that in parabolic inlet velocity conditions. If the pitch increases or if the curvature ratio or Reynolds number decreases, the minimum friction factor and the fully developed average friction factor normalized with the friction factor of a straight tube and the flow oscillations decrease.

Numerical Simulation on Laminar Flow past a Rotating Circular Cylinder (회전하는 원형 실린더 주위 층류유동장의 수치 시뮬레이션)

  • Park, Jong-Chun;Moon, Jin-Kook;Yoon, Hyun-Sik;Lee, Byung-Hyuk;Chun, Ho-Hwan;Suh, Sung-Bu
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.19 no.3
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    • pp.1-10
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    • 2005
  • The effect of rotation on the unsteady laminar flaw past a circular cylinder is numerically investigated in the present study. The numerical solutions for the 2D Navier-Stokes equation obtained, using two different numerical methods. One is an accurate spectral method and the other is a finite volume method(FVM). First, the flaw around a stationary circular cylinder is investigated to understand the basic phenomenon of flaw separation and bluff body wake. Next, the flow characteristics of the laminar flow, past a rotating circular cylinder, are investigated, using a FVM developed in this study. By the effect of rotation, it is seen that values of lift increase, while the values of mean drag decrease. Further, the criteria of angular velocity, at which the Karman vorteces disappear, is also determined.

Numerical Simulation of Incompressible Laminar Flow around a Propeller Using the Multigrid Technique (멀티그리드 방법을 이용한 프로펠러 주위의 비압축성 층류유동 계산)

  • W.G. Park
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.31 no.4
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    • pp.41-50
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    • 1994
  • An iterative time marching procedure for solving incompressible viscous flows has been applied to the flow around a propeller. This procedure solves three-dimensional Navier-Stokes equations on a moving, body-fitted, non-orthogonal grid using first-order accurate scheme for the time deivatives and second-and third-order accurate schemes for the spatial derivatives. To accelerate iterative process, a multigrid technique has been applied. This procedure is suitable for efficient execution on the current generation of vector or massively parallel computer architectures. Generally good agreement with published experimental and numerical data has been obtained. It was also found that the multigrid technique was efficient in reducing the CPU time needed for the simulation and improved the solution quality.

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Effects of Prandtl Numbers on Heat Transfer of Backward-Facing Step Laminar Flow with a Pulsating Inlet (입구유동 가진이 있는 층류 후향계단 유동에서 열전달에 대한 프란틀수 효과해석)

  • Kim, Won-Hyun;Park, Tae-Seon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.36 no.9
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    • pp.923-930
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    • 2012
  • The wall heat transfer of backward-facing step laminar flows with different Prandtl numbers and a pulsating inlet is investigated by unsteady simulations. The inlet is perturbed by the variation of frequency and amplitude. Temperature-dependent transport properties are adopted. Various characteristics of the wall heat transfer are explained by the variation of the thermal boundary layer. For Pr < 1, the wall heat transfer of temperature-dependent properties is decreased compared to that of constant properties, whereas it increases for Pr < 1. In addition, the wall heat transfer increases depending on the pulsating amplitude. However, the results of frequency variation for St < 0.2 show that the heat transfer is strongly enhanced at a specific frequency. In particular, the increase in the wall heat transfer is strongly related to the root mean square of the fluctuations of the reattachment length.