• 제목/요약/키워드: 3차원 2상 유동

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유한해석법에 의한 비대칭 급확대 채널에서의 층류 유동 해석

  • 이종신;맹주성;손병진
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.345-352
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    • 1985
  • 본 연구에서는 내류(internal flow)에서 유로가 비대칭으로 급확대될 경우의 박리현상과 유동현상을 고찰하였다. 비대칭 급확대 채널에서의 층류영역에서 난류영 역까지의 유동현상을 B.F. Armaly, C.E. Thomas는 실험적 해석과 유한요소법을 사용하 여 이론적 해석을 하였고 Donald. M. Kuehn, Denham & Patrick, Kwon, Patrick J. Ro- ache, Anand Kumar등은 같은 모델에 대해서 실험적 해석과 유한차분법을 사용하여 이 론적 해석을 하였으며 지금까지의 유한해석법에 의한 연구는 입구와 출구조건이 같은 경우 및 밀폐 공간 혹은 한면의 속도가 주어지는 밀폐공간등에 대해 수행되어 왔으나 본 연구에서는 입구와 출구조건이 같지 않은 2차원, 비대칭 급확대 채널에서의 유동현 상을 유한해석법으로 해석하여 실험치와 비교하였다.

3차원 지표하 시스템에서 Lagrangian-Eulerian 유한요소법에 대한 입자추적 알고리즘 (A Particle Tracking Method for the Lagrangian-Eulerian Finite Element Method in 3-D Subsurface System)

  • 이재영;강미아
    • 지질공학
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    • 제19권2호
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    • pp.205-215
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    • 2009
  • 지표하 다공성매체에서 비정상상태의 유동을 해석하기 위한 종래의 수치적 모형들은 초기 건조한 토양으로의 강우로 인한 침투와 같은 한계적인 유입경계조건인 경우에 국지적 유동영역으로 인해 수치적 진동 및 불안정성을 초래한다. 이러한 경우 주로 공간적으로 세분된 격자와 작은 계산시간 간격을 요구하는데 이는 계산의 효율성을 떨어뜨린다. 따라서 본 연구에서는 유입 경계조건을 포함하는 비정상 상태의 지표하 유동해석을 위해 입자추적 알고리즘을 적용하여 불연속영역에서의 수치적 불안정성을 제거하고자 하였다. 즉, 수치적 안정성이 개선된 혼합 LE 유한요소기법을 제시하였다. 제시된 모형의 수치적 검증을 위해 비정상 균일 유동장과 불균일 유동장의 가상예제에 적용한 결과 해석해와 유사한 결과를 얻을 수 있었고 이를 토대로 함양 및 양수에 대한 3차원 가상유역 모의에 적용되었다. 본 연구에서 제시한 입자추적 알고리즘은 포화 및 불포화 다공성 매체의 유동을 보다 실질적으로 모의할 수 있으며 계산의 정확성 및 안정성에 크게 기여할 것으로 판단되었다.

적외선 온도 측정 3차원 매핑 기법을 이용한 오자이브 실린더 표면 유동 특성 파악 (An Investigation on the Surface Flow Characteristics of Ogive-cylinder using the Infrared Ray Thermogram 3D Mapping Technique)

  • 이재호
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.57-63
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    • 2018
  • 적외선 온도 측정 기법은 비접촉식 방법으로 모형의 표면 온도를 가시화할 수 있는 기법이다. 그러나 획득할 수 있는 결과는 2차원 온도 결과로 정량적인 결과를 획득하기에는 한계가 있다. 본 연구는 3차원 매핑 기법을 적외선 온도 측정 기법에 적용하는 것이 목표이다. 풍동 실험은 국방과학연구소에서 보유하고 있는 중형 아음속 풍동에서 수행했으며, 대상 모형은 오자이브 실린더이다. 시험 조건은 유속 20 m/s에서 80 m/s, 받음각은 $0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$이다. 3차원 매핑 기법은 마커를 이용하여 실제 모형의 위치정보와 적외선 이미지 상의 위치 정보를 대응시키는 방법을 사용하였다. 그 결과, 모형의 박리점이 이론적인 값과 매우 일치하는 것을 확인하였다.

근사수평 반류성층 2상유동에서의 계면전단응력 및 마찰계수 (Interfacial shear stresses and friction factors in nearly-horizontal countercurrent stratified two-phase flow)

  • 이상천;이원석
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.116-122
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    • 1988
  • 본 연구에서는 공기와 물을 매질로 사용하여 3차원 계면파가 존재하는 근사수평 반류성층유동에서의 계면전단응력과 마찰계수를 결정하였다. 기상과 액상의 유량조건에 따라 3차원 계면파의 특성을 needle contact법에 의하여 측정 하였으며, 기상의 압력강하와 속도분포를 구하여 계면전단응력을 구하였다. 또 공학적인 응용을 위하여 3차원과 영역에서의 계면마찰계수에 관한 실험식을 개발하였다. 그리고 거칠은 고체표면에서의 마찰계수를 표현한 Nikuradse식을 이용하여 계면의 등가조도(equivalent roughness)를 계산하였으며 이것을 계면의 파고교란강도와 비교분석하여 계면전단응력에 영향을 미치는 인자들을 규명하였다.

유동의 가시화를 위한 컴퓨터 그래픽스

  • 신병록;대궁사구명
    • 기계저널
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    • 제32권2호
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    • pp.201-209
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    • 1992
  • 유동의 가시화를 위한 CG와 애니메이션에 대하여 설명하였다. CG처리를 위해서는 대형 컴퓨터 보다도 워크 스테이션(WS), 특히 3차원 그래픽스 기능을 갖춘 GWS가 훨씬 편리하다. GWS와 CG용 소프트 웨어는 최근 몇 년 사이에 눈에 띄게 발전하여 일본의 경우만 하더라도 20여 사 에서 100여 종에 가까운 GWS가 판매되고 있다. 그러나 이것들에 사용되고 있는 CPU는 R3000, R6000, MC68040, MC88100, PA-RISC, SPARC, POWER-아키텍춰 등으로 비교적 그 수가 적고, 사용된 CPU에 따라 대개의 성능이 결정된다. 유동의 가시화를 위한 소프트웨어도 상당한 수가 판매되고 있고, 또 대부분 범용성이 있어 쉽게 사용할 수 있는 것들이 많다. 이와 같은 추세로 금후 CG에 의한 유동의 가시화가 자연적으로 확대 이용되어 갈 것이고, 가시화기술 발전 또한 가속될 것으로 보인다.

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Lattice-Boltzmann Method를 이용한 기체-액체 상분리 시뮬레이션 (Numerical Simulation on Phase Separation by Using the Lattice-Boltzmann Method)

  • 정노택
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.197-201
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    • 2009
  • 다상유동의 상분리 시뮬레이션 기법으로 Lattice-Boltzmann방법(LBM)을 이용하였다. 기체와 액체상사이의 경계면에서 마이크로한 상호교환을 LBM의 등가함수에서 취급하고 있으며, Van-der-Walls의 free energy를 도입하였다. 표면에너지에 따라 상경계면의 기울기의 변화, 온도에 따른 상분리 특성등을 조사하고, 일정 온도상에서 기체와 액체의 상분리 시뮬레이션을 수행하였다.

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퍼지논리의 에지검출에 의한 정합을 이용한 3차원 얼굴모델 생성 (A Study on Creation of 3D Facial Model Using Fitting by Edge Detection based on Fuzzy Logic)

  • 이혜정;김주리;정석태
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.2681-2690
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    • 2010
  • 본 논문에서는 3차원 스캐너나 카메라, 고가의 소프트웨어를 이용하지 않고 비용과 노력을 크게 절감하면서 자연스러운 얼굴모델링을 효율적으로 수행하는 3차원 얼굴 모델링 시스템을 제안한다. 임의의 정면 얼굴 모습의 2차원 이미지에서 퍼지논리를 이용한 에지검출 방법을 이용하여 각 얼굴 구성 요소의 에지를 검출하고 검출한 에지를 이용하여 3차원 표준 얼굴모델과의 정합 위치를 좀 더 정확히 맵핑시킨다. 또한 이 시스템은 3차원 표준 얼굴모델 메쉬상의 특징점과 2D 얼굴 이미지에서 검출된 에지에 맞게 특징점을 연결하여 정합한 다음 유동적이고 탄력적으로 조정하며 텍스쳐 맵핑함으로써 사실적이고 간편하게 3차원 얼굴 모델을 생성한다.

2상 격자 볼츠만 방법을 이용한 접촉각과 Bubble Necking 2차원 수치 모사 (Two-dimensional Numerical Simulation of the Contact Angle and the Bubble Necking Using the Two Phase Lattice Boltzmann Method)

  • 유승엽;김재용;고성호
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.10-17
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    • 2011
  • Free energy based lattice Boltzmann method (LBM) has been used to simulate the contact angle and the bubble necking with large density ratio. LBM with the proper contact angle model is able to reduce the spurious currents and eliminate the singularity in the contact lines. The numerical results of the contact angles are satisfied with the Youngs law. For bubble necking flows, simulations are executed for various viscosities and contact angles. The phenomena of the bubble necking are simulated successfully and the subsequent results are presented. The present method is also applicable to the nucleate boiling flows.

재순환식 증기발생기 U-튜브군에 대한 유체탄성 불안정 해석 (Fluidelastic Instability Analysis of the U-Tube Bundle of a Recirculating Type Steam Generator)

  • 조종철;이상균;김웅식;신원기;은영수
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.200-214
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    • 1993
  • 본 연구에서는 Westinghouse Model 51 증기발생기의 U-bend 영역에서 2차측 유체의 횡단유동으로 유발될 수 있는 튜브군의 유체탄성불안정을 예측하기 위한 해석 을 수행하고 그 대표적인 결과들을 제시하였다. 그리고 U-bend 영역에서 AVB에 의한 튜브의 지지상태와 형태 및 최상부 TSP에서 Denting 또는 이물질 고착으로 인하여 변 경된 튜브의 고정지지조건 등이 튜브의 유체탄성불안정 응답에 미치는 영향을 조사하 였다. 유체탄성불안정 해석과정에서 필수적으로 선행되어야 하는 2차측 3차원 2상 유동장 계산은 증기발생기 열수력 해석용인 ATHOS3 코드로써 수행되었으며, U-튜브의 고유진동수와 모우드 형상은 공학해석용 유한요소 프로그램인 ANSYS코드로써 계산되었 다.

MODFLOW를 이용한 터널의 지하수 유동해석 (Groundwater flow Analysis Using MODFLOW in the Tunnel)

  • 허창환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제36권1호
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    • pp.129-142
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    • 2003
  • 본 연구에서는 터널구간에서 예상되는 지하수의 유동에 관한 현상을 규명하기 위하여 지하수 유동시스템의 거동을 3차원으로 해석하였으며, 터널구간의 설계와 시공기법을 선정하는데 해석견과를 활용토록 하고, 건설기간 중에 지하수 유동과 관련한 시공상의 장애를 사전에 파악하여 대책을 수립하는데 필요한 정보로 활용할 수 있도록 하였다. 대상터널은 편도 2차선인 2개의 평행터널인 법기터널 구간으로써 시추조사 및 투수시험을 실시하여 MODFLOW 모델의 매개변수를 추정하였다. 추정된 매개변수를 이용하여 MODFLOW모델에 의해서 굴착터널 내부의 지하수 유동을 해석하고 이로부터의 계산치와 관측치를 비교한 결과 두 값이 거의 일치하였다. 또한 터널굴착에 따라 지하수 유출량을 비교해 보면, 터널시점부터 종점까지 지하수 총유출량은 0.0269㎥/day/$m^2$로 추정되었다.