• Title/Summary/Keyword: 3차원 유동장

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Study of Flowfield of the Interaction of Secondary Sonic Jet into a Supersonic Nozzle (음속 이차유동 분출시 나타나는 초음속 노즐 내부 유동장에 관한 연구)

  • Ko, Hyun;Lee, Yeol;Yoon, Woong-Sup
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.7 no.3
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    • pp.45-52
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    • 2003
  • Detailed flowfield resulting from the secondary sonic gas injection into a divergent section of supersonic conical nozzle has been numerically investigated. The three-dimensional flowfield associated with the bow-shock/boundary-layer interaction inside the nozzle has been solved by Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with an algebraic and $\kappa$-$\varepsilon$ turbulence model. The numerical results have been compared with the experimental results for the identical flow conditions, and it is shown that the comparison is satisfactory Effects of different injection pressures of the secondary jet on the shock/boundary-layer interactions and the overall flow structure inside the nozzle have been investigated. The vortex structures behind the shock interaction and wall pressure variations have also been studied.

Flow Characteristics of Two-Dimensional Turbulent Stepped Wall Jet (2次元 亂流 Stepped Wall Jet 의 流動特性)

  • 부정숙;김경천;박진호;강창수
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.6
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    • pp.732-742
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    • 1985
  • Measurements of mean velocity and turbulence characteristics are obtained with a linearized constant temperature hot-wire anemometer in a two-dimensional turbulent jet discharging parallel to a flate. Wall static pressure distribution is also measure. The Reynolds number based on the jet nozzle width (D) is about 42,000 and the step height is 2.5D. The reattachment length is found to be 7.5D by using both wool tuft and oil methods. Upstream of the reattachment point, there exist double coherent structures and mean velocity, Reynolds stresses and triple product profiles are asymmetric about jet center line due to the influence of streamline curvature and recirculating flow region. Near the reattachment point, wall static pressure and turbulence quantities change its shape rapidly because of the large eddies by the solid wall. Especially, turbulence intensity has a maximum value in the reattachment regin, then decreases slowly in the redeveloping wall jet ragion. Downstream of X/D=14, a single large scale eddy structure is formed. Far downstream affer the reattachment(X/D.geq.18) mean velocity profile, the decay of maximum velocity and the variation of jet half width are nearly similar to those of plane wall jet, but the Reynolds stresses are higher than those of the latter.

Incompressible Laminar Entry Flows in a Square Duct of Strong Curvature Using an Implicit SMAC Scheme (SMAC 음해법에 의한 큰 곡률를 갖는 정사각형 덕트내의 비압축성 층류 입구유동)

  • Shin B. R.;Ikohagi T.
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.1 no.1
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    • pp.35-46
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    • 1996
  • 원심형 임펠러 내부 유로등 큰 곡률을 수반하는 터보기계 요소의 유동해석을 위한 계산코드를 개발하였다. 이 코드에서는 곡선좌표계에 유도된 3차원 비압축성 Navier-Stokes의 운동 방정식을 SMAC 음해법으로 푼다. 이 코드를 이용하여 유로의 단면이 정사각형이고 90도로 굽은 덕트내부의 층류 입구유동을 해석하고, 굽은 관 특유의 유동현상을 수치모사하였다 또한 곡관부 입구에서 충분히 발달한 유동, 또는 발달중인 유동이 유입될 경우에 이것이 곡관부 내부의 유동에 미치는 영향을 상·하류의 계산영역이 서로 다를 몇몇 유동장에 대하여 조사하고, 본 계산에서 얻어진 결과와 실형결과와의 비교로 본 3차원 유동해석 코드의 유효성을 검토 하였다.

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Unsteady Three-Dimensional Analysis of Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using Detached Eddy Simulation Part II : Reacting Flowfield (DES를 이용한 초음속 유동내 수직 연료분사 유동의 비정상 3차원 해석 Part II : 반응 유동장)

  • Won, Su-Hee;Jeung, In-Seuck;Choi, Jeong-Yeol
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.9
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    • pp.879-888
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    • 2009
  • Unsteady three-dimensional reacting flowfield generated by transverse hydrogen injection into a supersonic mainstream is numerically investigated using DES and finite-rate chemistry model. Comparisons are made with experimental results to investigate the turbulent reacting flow physics. The numerical OH distribution describes well the experimental OH-PLIF result, while the numerical ignition delay time shows some disparity due to the restricted available experimental data. The intermittency phenomena are identified by the comparative analysis between RANS and DES. Those effects are also quantified by the temperature distributions along streamlines and superimposed OH mass fraction along with time.

Analysis of Density Distribution for Hydrogen Flow Using Three-dimensional Digital Speckle Tomography (3차원 디지털 스페클 토모그래피를 이용한 수소 유동의 밀도 분포 분석)

  • Ahn, S.S.;Ko, H.S.
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.16 no.3
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    • pp.253-261
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    • 2005
  • 석유 연료 고갈 해결 및 온실 효과 가스 배풀 저감을 위한 방안으로 제시되는 수소는 다양한 에너지 저장체로 사용되어 질 수 있으나 안전성에 대한 연구가 요구되어진다. 따라서, 일반적인 저장 형태인 고압 저장 탱크에서 누출이 되었을 경우 분사되는 수소의 거동에 대한 연구가 이루어져야하며 이를 바탕으로 한 보완책이 제시되어야 한다. 이번 연구에서는 누설 시 확산되는 수소의 밀도를 실제 거동과 유사한 3차원 컴퓨터 영상장으로 합성한 후 ART(algebraic reconstruction technique) 및 MART(multiplicative ART)를 기반으로 한 3차원 디지털 스페클 토모그래피 기법을 개발하여 재건하고 분석하였다.

Immersed Boundary Method for numerical Analysis of Bridge Section (가상경계법을 이용한 교량 내풍단면 유동장 수치해석)

  • Kim, Hak Sun;Lee, Sungsu;Nho, Jae Geun
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.69-69
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    • 2011
  • 본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

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Unsteady Three-Dimensional Analysis of Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using Detached Eddy Simulation Part I : Non-Reacting Flowfield (DES를 이용한 초음속 유동내 수직 연료분사 유동의 비정상 3차원 해석 Part I : 비반응 유동장)

  • Won, Su-Hee;Jeung, In-Seuck;Choi, Jeong-Yeol
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.9
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    • pp.863-878
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    • 2009
  • Unsteady three-dimensional flowfield generated by transverse fuel injection into a supersonic mainstream is simulated with a DES turbulence model. Comparisons are made with experimental results in terms of the temporal eddy position and eddy formation frequency. The vorticity field around the jet exit is also analyzed to understand the formation mechanism of the large eddy structures. Results indicate that the DES model correctly predicts the convection characteristics of the large scale eddies. However, it is also observed that the numerical results slightly over-predict the eddy formation frequency. The large eddy structures are generated as the counter-rotating vortices are detached alternately in the upstream recirculation region.

A Numerical Simulation of a Viscous Flow behind a Sea-botton Isolated Ridge in Shallow Water (천해수역에 위치한 3차원 해저돌출물 주위 점성유동장의 수치시뮬레이션)

  • Lee, Young-Gill;Miyata, Headeki;Lee, Guen-Moo
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.6 no.1
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    • pp.29-42
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    • 1992
  • 자유표면하에 잠긴 복잡한 3차원 물체 주위의 흐름을 해소하기 위한 수치계산법이 TUMMAC(Tokyo Univ. Modified Marker And Cell)법을 기초로 하여 개발되었다. 임의물체의 no-slip 3차원 물체표면조건을 보다 간단히 처리하기 위하여 "porosity"라는 개념이 도입되었으며, 담수성에 잠겨 있는 해저돌출물 주위의 유동을 계산하여 그 응용성을 검토하였다. 돌출물 후방의 복잡한 와동들의 상호간섭이 잘 시뮬레이션 되었다.시뮬레이션 되었다.

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