• 제목/요약/키워드: 후향 계단

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압력구배기법을 이용한 난류 유동장 해석 (Analysis of Turbulent flow using Pressure Gradient Method)

  • 유근종
    • 한국추진공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.1-9
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    • 1999
  • 층류 유동을 기준으로 형성된 압력구배기법의 적용성을 난류유동에 대하여 검증하였다. 압력구배기법은 압력 자체보다는 연속방정식을 이용하여 구한 압력의 구배를 활용하므로서 유동장의 해석에 질량보존의 물리적 법칙을 용이하게 반영할 수 있는 특징이 있다. 압력구배기법은 모든 유동변수를 한 점에 위치시키고 압력구배는 그 사이에 위치시키는 준 엇갈림 좌표계를 기준으로 형성되었다. 이러한 격자계는 프로그램하기가 용이하며 유동의 물리적 특성을 올바로 반영할 수 있는 장점이 있다. 난류유동에 대한 검증은 저 레이놀즈수 $\kappa$-$\varepsilon$ 모델을 이용하여 완전히 발달한 채널유동, 후향계단유동, 원추형 디퓨저유동 등에 대하여 수행하였다. 이러한 해석결과로부터 압력구배기법은 난류유동의 해석에 적용이 가능한 것으로 판단된다. 그러나 압력구배기법은 계산시간이 다소 길게 요구되며 압력구배식의 적정 $\gamma$를 구하는 방법이 용이하지 않아 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

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재순환유동 예측을 위한 κ-ε 난류모델 개선에 대한 연구 (A STUDY ON THE IMPROVEMENT OF κ-εTURBULENCE MODEL FOR PREDICTION OF THE RECIRCULATION FLOW)

  • 이영모;김철완
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.12-24
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    • 2016
  • The standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ and realizable ${\kappa}-{\varepsilon}$ models are adopted to improve the prediction performance on the recirculating flow. In this paper, the backward facing step flows are used to assess the prediction performance of the recirculation zone. The model constants of turbulence model are obtained by the experimental results and they have a different value according to the flow. In the case of an isotropic flow situation, decaying of turbulent kinetic energy should follow a power law behavior. In accordance with the power law, the coefficients for the dissipation rate of turbulent kinetic energy are not universal. Also, the other coefficients as well as the dissipation coefficient are not constant. As a result, a suitable coefficients can be varied according to each of the flow. The changes of flow over the backward facing step in accordance with model constants of the ${\kappa}-{\varepsilon}$ models show that the reattachment length is dependent on the growth rate(${\lambda}$) and the ${\kappa}-{\varepsilon}$ models can be improved the prediction performance by changing the model constants about the recirculating flow. In addition, it was investigated for the curvature correction effect of the ${\kappa}-{\varepsilon}$ models in the recirculating flow. Overall, the curvature corrected ${\kappa}-{\varepsilon}$ models showed an excellent prediction performance.

Kline-Fogleman Airfoil의 저 레이놀즈수 공력특성 연구 (Numerical Investigation on Aerodynamic Characteristics of Kline-Fogleman Airfoil at Low Reynolds Numbers)

  • 노나현;손찬규;이관중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.99-107
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    • 2014
  • 본 연구에서는 원격 조종 소형 비행기에서 주로 사용되고 있는 Kline-Fogleman 익형의 저 레이놀즈수 공력 특성을 분석하는 연구를 수행하였다. NACA4415와 이를 기반으로 한 Kline-Fogleman 익형의 공력특성을 비교하였다. 본 연구는 ANSYS Fluent를 활용하였으며, 유동은 비압축성으로 가정하고, 난류모델 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 이를 통하여 Kline-Fogleman 익형의 공기역학적 원리를 규명하였으며 계산된 레이놀즈수 $3{\times}10^3{\sim}3{\times}10^6$ 범위에서 Kline-Fogleman 익형이 NACA4415에 비해 양력계수가 향상됨을 확인하였다. 특히 레이놀즈수 $2.4{\times}10^5$이하의 영역에서는 Kline-Fogleman 익형의 양항비가 NACA4415에 비해 26%까지 향상되었다.

Symmetric Multi-Processing 시스템에서 다양한 병렬 기법 모델을 적용한 병렬 CUPID 코드의 성능분석 (Performance Analysis of the Parallel CUPID Code for Various Parallel Programming Models in Symmetric Multi-Processing System)

  • 전병진;이재룡;윤한영;최형권
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권1호
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    • pp.71-79
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    • 2014
  • 본 연구에서는 가압경수로 주요 기기의 고정밀 열수력 해석을 위한 CUPID(Component Unstructured Program for Interfacial Dynamics) 코드의 압력장 해석을 위한 이중공액구배법(Bi-Conjugate Gradient) 알고리즘의 병렬화를 SMP(Symmetric Multi Processing) 시스템에서 고찰한다. 비압축성 후향계단 유동문제의 병렬해석을 다양한 격자 조밀도를 가지는 격자들에 대하여 세 가지 대표적인 병렬 기법(MPI, OpenMP, 하이브리드)을 적용하여 병렬성능 비교를 수행하였다. 병렬처리 성능은 해석 문제의 크기뿐만 아니라 캐쉬 메모리 크기에도 영향을 받으므로, 전체 계산량이 매우 적거나 개별 쓰레드에 사용되는 메모리가 캐쉬 메모리보다 매우 큰 경우에는 병렬화에 의한 성능 향상이 낮음을 확인하였다. 또한, 문제 크기에 상관없이 MPI 기법이 OpenMP보다 성능이 우수했으며, 상대적으로 적은 쓰레드를 사용한 경우엔 하이브리드 기법이 가장 우수한 성능을 보였다.

Kline-Fogleman Airfoil과 이를 적용한 날개의 저 레이놀즈수 공력특성 연구 (Numerical Study on Aerodynamic Characteristics of Kline-Fogleman Airfoil and Its 3D Application at Low Reynolds Number)

  • 노나현;이관중
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제2권1호
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    • pp.29-37
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    • 2014
  • 본 연구에서는 저 레이놀즈수에서의 Kline-Fogleman 익형과 이를 적용한 날개의 공력특성을 분석하였다. 레이놀즈수 $2.4{\times}10^5$ 이하 영역에서 양항비가 향상됨을 확인하였으며, 특히 레이놀즈수 $1{\times}10^4$에서 양항비가 26% 향상되었다. 양항비 측면에서 Kline-Fogleman 익형이 날개 중앙에 위치하는 것이 가장 유리하며, 전체 날개에 대한 Kline-Fogleman 익형의 면적이 80%일 때 양항비가 20% 증가함을 확인하였다. 이 때 항속시간은 12% 향상되었다. 또한 날개의 구조적 안정성과 양항비 향상률을 고려하였을 때 Kline-Fogleman 익형의 면적을 50%에서 80%사이로 설계하는 것이 유리할 것으로 판단된다.

하이브리드 로켓의 저주파불안정성에 미치는 당량비 영향 직접수치해석 (Direct Numerical Simulation of Low Frequency Instability in a Hybrid Rocket with Equivalence Ratio Effects)

  • 최효상;이창진;강상훈
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.60-67
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    • 2019
  • 하이브리드로켓의 저주파수 연소불안정(LFI) 특성을 이해하기 위해, 주연소실의 연소 당량비 변화가 500 Hz대역의 압력 및 열방출 진동의 위상변화에 미치는 영향에 대해 직접수치해석을 수행하였다. 주연소실의 당량비 변화는 후연소실로 유입되는 연소가스의 온도 및 조성 변화로 모사하였다. 수치해석 결과, 후향 계단 하류에 와류 생성과 함께 추가적인 연소가 나타나며, 와류가 이동함에 따라 연소 압력 및 반응률의 진동이 관찰되었다. 또한, 유입유동의 온도가 변화하면 압력파의 전파속도도 함께 변화하므로 압력 및 반응률 진동 사이의 위상차가 천이하게 됨을 확인하였다.

층류박리 후향계단 유동의 이중주파수 가진 (Double Frequency Forcing of the Laminar Separated Flow over a Backward-Facing Step)

  • 김성욱;최해천;유정열
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권8호
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    • pp.1023-1032
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    • 2003
  • The effect of local forcing on the separated flow over a backward-facing step is investigated through hot-wire measurements and flow visualization with multi-smoke wires. The boundary layer upstream of the separation point is laminar and the Reynolds number based on the free stream velocity and the step height is 13800. The local forcing is given from a slit located at the step edge and the forcing signal is always defined when the wind tunnel is in operation. In case of single frequency forcing, the streamwise velocity and the reattachment length are measured under forcing with various forcing frequencies. For the range of 0.010〈S $t_{\theta}$〈0.013, the forcing frequency component of the streamwise velocity fluctuation grows exponentially and is saturated at x/h = 0.75 , while its subharmonic component grows following the fundamental and is saturated at x/h = 2.0. However, the saturated value of the subharmonic is much lower than that of the fundamental. It is observed that the vortex formation is inhibited by the forcing at S $t_{\theta}$ = 0.019 . For double frequency forcing, natural instability frequency is adopted as a fundamental frequency and its subharmonic is superposed on it. The fundamental frequency component of the streamwise velocity grows exponentially and is saturated at 0.5 < x/h < 0.75, while its subharmonic component grows following the fundamental and is saturated at x/h= 1.5 . Furthermore, the saturated value of the subharmonic component is much higher than that for the single frequency forcing and is nearly the same or higher than that of the fundamental. It is observed that the subharmonic component does not grow for the narrow range of the initial phase difference. This means that there is a range of the initial phase difference where the vortex parring cannot be enhanced or amplified by double frequency forcing. In addition, this effect of the initial phase difference on the development of the shear layer and the distribution of the reattachment length shows a similar trend. From these observations, it can be inferred that the development of the shear layer and the reattachment length are closely related to the vortex paring.

상악 제1대구치 이소 맹출의 예측 인자 (Predictive Factors of Ectopic Eruption of the Maxillary First Permanent Molar)

  • 선지민;남옥형;김미선;이효설;최성철
    • 대한소아치과학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.284-291
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    • 2016
  • 본 연구는 이소맹출한 상악 제1대구치의 자율적 수정 가능성을 예측할 수 있는 진단적 기초를 제공하기 위하여 정상군과 가역성과 비가역성 이소맹출의 차이점을 비교 평가하고자 후향적으로 분석하였다. 상악 제1대구치와 인접치아 간의 장축과 교합평면간의 각도를 파노라마상에서 측정하였고, 제2유구치의 교합관계도 조사하였다. 이소맹출군과 정상군은 통계학적으로 유의한 차이를 보였지만(p < 0.05), 가역성과 비가역성 이소맹출군 간에는 통계학적으로 유의한 차이는 없었다(p > 0.05). 제2유구치와 제1대구치 그리고 제2대구치 치배 간의 각도는 정상군에 비해 이소맹출 군에서 작은 값을 보였으며, 근심 계단형이 이소맹출군에서 더 높은 빈도로 관찰되었다. 본 연구의 결과를 토대로 상악 제1대구치의 이소맹출은 상악 제1대구치와 제2대구치 치배의 각도와 관련이 있으며, 이소맹출한 상악 제1대구치는 상악 저성장의 3급 부정교합 환자에서 보다 빈번하게 나타나는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.

최근 4년간 서부 경남지역의 소아에서 발생한 쯔쯔가무시열의 임상적 고찰 (A Clinical Study of Tsutsugamushi Fever in Children during 1997~2000 in the Western Kyungnam Province)

  • 주혜영;이준수;김정희;유황재;김천수
    • Pediatric Infection and Vaccine
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    • 제8권2호
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    • pp.213-221
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    • 2001
  • 목 적 : 급성 열성 질환으로 입원한 환아들 중 임상적 또는 혈청학적 소견상 쯔쯔가무시열로 진단된 17례의 임상양상을 조사하여 소아에서 발진을 동반한 급성 발열성 질환의 감별에 있어서 쯔쯔가무시열의 조기진단과 치료에 도움을 주고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 1997년 9월부터 2000년 12월까지 성균관대학교 마산삼성병원 소아과에 급성 열성 질환으로 입원한 환아들 중 임상적 또는 혈청학적 소견상 쯔쯔가무시열로 진단된 17례를 대상으로 성별 및 연령 분포, 발생시기, 임상증상, 검사소견, 치료결과 등을 후향적으로 분석하였다. 쯔쯔가무시열의 임상적 진단기준은 1일 이상의 발열을 주소로 입원한 환아들 중 최근 3주내 유행지역에 노출된 병력이 있으면서 반점 구진상의 피부 발진과 가피, 림프절 종대 등의 특징적인 진찰소견이 동반된 환아들로 제한하였다. 혈청학적 진단기준은 O.tsutsugamushi 항원 감작 면양 적혈구를 이용한 수동혈구응집반응검사(PHA)인 Genedia tsutsugamushi PHA 2 kit(녹십자, 한국)를 이용하였는데 O.tsutsugamushi 항체가 가 1 : 80 이상이면 양성으로 판정하였고, 양성으로 판정된 검체는 1 : 5,120까지 계단 희석하여 항체가의 변화를 정량 분석하였다. 또한 Hantann virus와 Leptospira에 대한 혈청학적 검사도 동시에 시행하였다. 결 과 : 연구군 17례의 연령 분포는 6개월부터 12세까지로 평균 연령은 $6.9{\pm}3.6$세였으며 성별은 남아가 10례(58.8%), 여아가 7명(41.2%)으로 남아에서 많았다. 발생 시기는 10월에 7명, 11월에 10명으로 전례에서 10~11월에 발생하였고, 환아들 중 14명은 유행지역의 외부환경에 노출된 병력이 있었다. 임상증상은 발열이 전례에서 있었는데 입원 전 발열기간은 2~8(평균 $5.2{\pm}1.7$)일의 분포를 보였고 그 외에 두통, 기침, 소양감, 콧물, 복통, 구토, 설사 등이 있었으며 진찰소견은 피부 발진이 전례에서 있었고 그 외에 가피, 림프절 종대, 결막 충혈, 인후 발적, 피부의 막양 낙설, 간 비대, 발의 부종 등의 순으로 관찰되었다. 가피는 14례에서 관찰되었는데 등과 서혜부가 각각 3례로 가장 많았고 그 외에 경부, 가슴, 슬와부, 두부, 대퇴부 등에서 발견되었다. 말초혈액 검사상 빈혈은 1례에서 관찰되었고 백혈구 감소와 혈소판 감소는 각각 5례에서 보였다. 소변검사에서는 혈뇨와 단백뇨가 각각 1례에서 있었고, 급성기 반응으로 ESR은 단지 2례에서 상승되었으나 CRP는 12례에서 양성이었으며, 간기능 검사상 AST와 ALT치는 각각 9례와 7례에서 증가되었다. 혈청학적 검사(PHA)상 입원 당시의 양성반응은 8례(47%)였으며 발열기간에 따른 양성율은 7일 미만군(38.5%)에 비해서 7일 이상군(75%)에서 더 높았으나 유의성은 없었고 입원 당시 음성반응이었던 9례 중 발병 후 2~3주경에 추적검사한 4명에서는 모두 양성반응으로 전환되었다. 치료는 8세 미만인 9례에서는 chloramphenicol(25 mg/kg)을 8시간 간격으로 정맥 주사하였고, 8세 이상인 8례에서는 doxycycline(5 mg/kg/day)을 2회로 나누어서 경구 투여하였으며 해열 후 4일까지 투여하였다. 치료 후 해열에 걸리는 기간은 chloramphenicol군 : $1.3{\pm}0.6$일, doxycycline군 : $1.5{\pm}1.0$일로 두 군에서 비슷하였다. 합병증은 간질성 폐렴이 1명, 무균성 뇌수막염이 3명 있었으나 17명 전례에서 휴유증이나 재발 없이 완쾌되었다. 결 론 : 소아 쯔쯔가무시열의 발생시기와 임상양상은 성인과 유사하나 소아에서는 남아에서 발생율이 더 높은 차이점이 있었다. 또한 PHA에 의한 검사는 발병 1주내에는 민감도가 낮으므로 유행지역에 노출된 병력이 있는 소아에서는 발열, 발진, 가피, 림프절 종대 등의 특징적 임상소견에 의한 조기진단과 적극적인 치료가 중요하며, 발병 2~3주경에 반복적 검사에 의한 혈청학적 확진이 필요하다고 생각된다.

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