• 제목/요약/키워드: 2상 유체 유동

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연안해수유동에 관한 효율적인 수치계산기법 (Effective Simulation Technology for Near Shore Current Flow)

  • 윤범상;노준혁;등야정륭;빈전효치
    • 대한조선학회논문집
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    • 제32권4호
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    • pp.38-47
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    • 1995
  • 연안해역에서의 해수의 유동을 추정하기 위하여, $\sigma$ 좌표계를 이용한 3차원 해수유동 수치계산 기법을 개발하여, 이를 다양한 해저지형을 가진 정방형의 유체영역 및 인천항부근의 실해역에 적용한 바 있다. 수치해의 수렴성 및 안정성에 있어서 몇가지 제약이 뒤따랐던, 기존의 수치계산기법을 다음과 같은 몇가지 개선을 하여, 수치해의 수렴성 및 안정성을 도모하였다. (1) 개방경계조건으로서 무반사 경계조건을 도입하였다. (2) 시간의 전개에 있어서, 속도장과 수면변위의 추정시각을 교대로 취하였다. (3) 운동방정식중의 이류항의 공간차분을 중앙차분법에서 상류차분법으로 치환하였다. 그 결과, 유체영역내부의 질량 및 운동량보존의 향상이 얻어졌으며, 시간영역에서의 진동이 대부분 억제되었고, 수치해의 수렴성 및 계산정도 등에 있어서 괄목할 만한 향상이 얻어졌다. 또한, 개선된 3차원 해수유동 수치계산기법과 동경대학의 3차원 해수유동 수치계산기법 상호간의 유효성을 검증하기 위하여 공동연구를 수행하였다. 물리좌표계를 이용한 동경대학의 해수유동 추정결과와, $\sigma$ 좌표계를 이용한 울산대학교의 해수유동 추정결과를 비교한 결과, 일부 다소간의 차가 생기는 점을 제외하고는 대부분 상당한 일치를 보이는 유용한 결과를 얻었다.

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이산 보오텍스법에 의한 원주의 양력 및 항력 (Lift and Drag of a Circular Cylinder by the Discrete Vortex Method)

  • 이동기
    • 대한조선학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.40-46
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    • 1990
  • 이산 보오텍스를 내포하고 있는 이상유체의 비정상 유동에 의하여 원주에 작용되는 양력과 항력을 계산하기 위한 수식을 유도하였다. 이 식은 유체유동에 대한 시뮬레이션에서 이산 보오텍스법을 적용할 때 사용될 수 있으며 복소평면 위에서 연결선 적분에 의하여 유도되었다. Sarpkaya의 공식과는 의미에 상당한 차이가 있는 항이 나와 있어 지금까지 얻어진 힘의 크기에 변화를 초래할 것으로 예상된다.

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헬리컬 증기발생기 코일에서 강제대류 비등 열전달 및 유동의 수치 적 예측 (Numerical Prediction of Forced Convective Boiling Heat Transfer and Flow in Steam Generator Helical Coils)

  • 조종철;김효정;김웅식;유선오
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2004년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.127-130
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    • 2004
  • In this study, three-dimensional numerical calculations are peformed to simulate the flow and heat transfer in helically coiled tube steam generator employing a commercial CFD (Computational Fluid Dynamics) code. The problem considered herein includes the boiling phase change flow of tube side fluid and the single-phase counter-current flow of shell side hot fluid transferring heat to the tube side flow thru the tube wall. Detailed investigations are performed for both shell-side and tube-side flow fields in terms of density and volume fractions of each phase of fluids as well as for the tube wall heat transfer field in terms of heat transfer coefficients.

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곤충비행에서 추력발생에 관한 2차원 유동장 특성 - 와류정체 및 와류 짝 현상 (TWO-DIMENSIONAL FLOW PROPERTIES OF INSECT FLIGHT ABOUT THRUST GENERATION - VORTEX STAYING AND VORTEX PAIRING PHENOMENA)

  • 이정상;김진호;김종암
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.126-129
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    • 2006
  • Many researchers have made an effort to explain flight mechanism of flapping insects. As a result, several unsteady mechanisms about lift generation in insect flight have been proposed. But it has a limits to elucidate insect's forward flight and abrupt thrust, because most of these are about insect's hovering flight. For this reason, the objective of this paper is to simulate "Figure-of-eight motion" of insect's wing during tethered flight for comprehending aerodynamic property in insect's forward flight.

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수직 상향유동 배관에서 비뉴톤유체에 의한 2상류의 유동특성 (The Characteristics of Two Phase Flow by Non-Newtonian Fluid for Vertical Up-ward in a Tube)

  • 차경옥;김재근;최경석
    • 한국가스학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.53-59
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    • 1998
  • 기-액 2상유동장에서 유동양식은 압력강하, 보이드율분포, 유동장의 기하학적 형상과 밀접한 관계가 있다. 한편 원유수송, 비등이 발생하는 유동, 펌프에서 발생하는 케비테션 현상, 그리고 화학 반응로와 같은 상변화 장치 등의 2상유동에서 고분자물질에 의한 저항감소 현상의 적용이 가능할 것으로 예상된다. 그러나 2상유동장에서 고분자물질에 의한 저항감소에 관한 연구는 매우 미비하다. 그래서 본 연구는 2상유동장에 합성고분자물질(A611p)에 의한 저항감 소율을 실험을 통하여 계측 및 분석하였다. 본 연구에서는 고분자물질의 농도를 증가시킬수록 국부보이드율의 최고치가 관의 중심에서 관의 벽쪽으로 이동하며 2상유동의 유동양식이 변화됨을 규명하였다. 그래서 저항감소율과 유동양식과 밀접한 관계가 있음을 예측할 수 있었다.

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과냉 비등유동에 대한 CFD 모의 계산에서의 벽 인접격자 영향 (NEAL-WALL GRID DEPENDENCY OF CFD SIMULATION FOR A SUBCOOLED BOILING FLOW)

  • 인왕기;신창환;전태현
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.320-325
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    • 2010
  • A multiphase CFD analysis is performed to investigate the effect of near-wall grid for simulating a subcooled boiling flow in vertical tube. The multiphase flow model used in this CFD analysis is the two-fluid model in which liquid(water) and vapor(steam) are considered as continuous and dispersed fluids, respectively. A wall boiling model is also used to simulate the subcooled boiling heat transfer at the heated wall boundary. The diameter and heated length of tube are 0.0154 m and 2 m, respectively. The system pressure in tube is 4.5 MPa and the inlet subcooling is 60 K. The near-wall grid size in the non-dimensional wall unit ($y_{w}^{+}$) was examined from 64 to 172 at the outlet boundary. The CFD calculations predicted the void distributions as well as the liquid and wall temperatures in tube. The predicted axial variations of the void fraction and the wall temperature are compared with the measured ones. The CFD prediction of the wall temperature is shown to slightly depend on the near-wall grid size but the axial void prediction has somewhat large dependency. The CFD prediction was found to show a better agreement with the measured one for the large near-wall grid, e.g., $y_{w}^{+}$ > 100.

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벽 비등모델을 이용한 과냉비등 유동에 대한 CFD 모의계산에서 벽 인접격자의 영향 (NEAR-WALL GRID DEPENDENCY OF CFD SIMULATION FOR A SUBCOOLED BOILING FLOW USING WALL BOILING MODEL)

  • 인왕기;신창환;전태현
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.24-31
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    • 2010
  • boiling flow in vertical tube. The multiphase flow model used in this CFD analysis is the two-fluid model in which liquid(water) and gas(vapour) are considered as continuous and dispersed fluids, respectively. A wall boiling model is also used to simulate the subcooled boiling heat transfer at the heated wall boundary. The diameter and heated length of tube are 0.0154 m and 2 m, respectively. The system pressure in tube is 4.5 MPa and the inlet subcooling is 60 K. The near-wall grid size in the non-dimensional wall unit for lqiuid phase ($y^+_{w,l}$) was examined from 101 to 313 at the outlet boundary. The CFD calculations predicted the void distributions as well as the liquid and wall temperatures in tube. The predicted axial variations of the void fraction and the wall temperature are compared with the measured ones. The CFD prediction of the wall temperature is shown to slightly depend on the near-wall grid size but the axial void prediction has somewhat large dependency. The CFD prediction was found to show a better agreement with the measured one for the large near-wall grid, e.g., $y^+_{w,l}$ > 300 at the tube exit.

수직 오리피스 이젝터의 혼합유동 및 산소전달 특성 (Mixed Flow and Oxygen Transfer Characteristics of Vertical Orifice Ejector)

  • 김동준;박상규;양희천
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권1호
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    • pp.61-69
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    • 2015
  • 본 논문은 수직 오리피스 이젝터의 혼합유동 및 산소전달 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 실험장치는 전동 모터-펌프, 오리피스 이젝터, 순환 수조, 공기압축기, 고속 카메라 시스템 그리고 제어 및 측정기기로 구성하였다. 측정된 구동유체 및 유입공기의 유량을 이용하여 유량비를 도출하였다. 이적터에서 분출된 혼합유동의 가시화를 통해 정성적 거동을 고찰하였으며, 용존산소 농도를 측정하여 총괄 산소전달계수를 도출하였다. 구동유체의 유량이 일정하고 압축기의 공기압이 높아지면 유량비와 산소전달계수는 증가하며, 압축기의 공기압이 일정하고 구동유체의 유량이 증가하면 유량비는 감소하지만 산소전달계수는 증가하였다. 기포의 크기에 따른 체류시간 및 확산도와 수직 혼합유동의 도달거리는 2 상의 접촉면적과 시간에 크게 영향을 미치기 때문에 산소전달율의 중요한 변수임을 유추할 수 있다.

2상 극저온 열전달 과정 계산에서의 CFD 응용 (Application of CFD to tile Calculation of 2 Phase Cryogenic Heat Transfer Processes)

  • 유걸;악해파;정모;배철호
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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    • pp.141-147
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    • 2011
  • A two-phase numerical model for plate-fin heat exchangers with plain fins and wave fins is studied incorporating the thermodynamic properties and the characteristics of fluid flow. The numerical simulations for the two fins in cryogenic conditions are earned out by employing a homogenous two-phase flow model with the CFD code ANSYS CFX. The heat transfer coefficients and the friction factor for nitrogen saturated vapor condensation process inside two types of plate fin heat exchanger are evaluated including the effects of saturation temperature (pressure), mass flow rate and inlet vapor quantity. The convective heat transfer coefficients and friction factors will be used for design of plate-fin type heat exchangers operating under cryogenic conditions.

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