• 제목/요약/키워드: 3 dimensional numerical model

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부산 연안에서의 3차원 해륙풍 수치 모의 (A Three Dimensional Numerical Simulation of the Land and Sea breeze over Pusan Coastal Area, Korea.)

  • 문승의;김유근
    • 한국환경과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.103-113
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    • 1993
  • The land and sea breeze over the Pusan coastal area is studied by three dimensional mesoscale numerical model. According to the results of the simulation experiments, both Pusan areas and Kimhae areas, the sea breeze began at 0800LST and the strongest at 1500LST and then at 1800LST. After midnight, the sea breeze changed about the land breeze and become weaker than that of the sea breeze in the daytime. Comparisons between calculations and observations showed that the characteristics of diurnal variation and v-component of the wind velocity relatively is similar to the Pusan areas. On the Kimhae areas, however, observations showed time lag which compared to the results of simulation experiments in the velocity of sea breeze and diurnal variation. From the above results, comparisons between calculations and observations is much more similar to the coastal areas than on the inland area.

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파력 발전용 웰즈터빈의 유동특성에 관한 수치적 연구 (Numerical Analysis of Flow Characteristics in the Wells Turbine for Wave Power Conversion)

  • 이형구;김정환;이연원
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.325-333
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    • 2000
  • The aerodynamics of the Wells turbine has been studied using a 3-dimensional, unstructured mesh flow solver for the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. The basic feature of the Wells turbine is that even though the cyclic airflow produces oscillating axial forces on the airfoil blades, the tangential force on the rotor is always in the same direction. Geometry used to define the 3-dimensional numerical grid is based upon that of an experimental test rig. The 3-dimensional Wells turbine model, consisting of approximate 220,000 cells is tested at four axial flow rates. In the calculations the angle of attack has been varied between $10^{\circ}$ and $30^{\circ}$ of blades. Representative results from each case are presented graphically and analyzed. It is concluded that this method holds much promise for future development of Wells turbines.

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원심 압축기 벌류트 3차원 유동의 수치해석 (Numerical Study on the Three-Dimensional Centrifugal Compressor Volute Flow)

  • 윤주식;박기철;장근식;배황
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권3호
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    • pp.222-229
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    • 2006
  • Three dimensional turbulent flow in the scroll volute of centrifugal compressor has been numerically investigated in this paper by solving the Navier-Stokes equations and $\kappa-\varepsilon$ equation model. The computational grid for the flow field of the scroll volute has been constructed based on the multi-block grid concept, which is good to avoid the central grid singularity as well as to promote grid stretching toward the volute wall. Numerical result has been obtained for both the two- and three- dimensions. For the latter flow, result of the scroll volute flow is compared with that of the straight conical volute. This comparison has sorted out the characteristic features of the three-dimensional scroll-type volute flow of centrifugal compressor.

Prediction of solute rejection and modelling of steady-state concentration polarisation effects in pressure-driven membrane filtration using computational fluid dynamics

  • Keir, Greg;Jegatheesan, Veeriah
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제3권2호
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    • pp.77-98
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    • 2012
  • A two-dimensional (2D) steady state numerical model of concentration polarisation (CP) phenomena in a membrane channel has been developed using the commercially available computational fluid dynamics (CFD) package CFX (Ansys, Inc., USA). The model incorporates the transmembrane pressure (TMP), axially variable permeate flux, variable diffusivity and viscosity, and osmotic pressure effects. The model has been verified against several benchmark analytical and empirical solutions from the membrane literature. Additionally, the model is able to predict the rejection of an arbitrary solute by the membrane using a pore model, given some basic knowledge of the geometry of the solute molecule or particle, and the membrane pore geometry. This allows for predictive design of membrane systems without experimental determination of the membrane rejection for the specified operating conditions. A demonstration of the model is presented against experimental results for two uncharged test compounds (sucrose and PEG1000) from the literature. The model will be extended to incorporate charge effects, transient simulations, three-dimensional (3D) geometry and turbulent effects in future work.

전지구 해양의 $M_2$조석 수치모형 ($M_2$ Numerical Model of the Global Ocean Tides)

  • 서경석;최병호
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.161-173
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    • 1996
  • 전지구 해양의 M$_2$조석 특성을 파악하기 위해 1$^{\circ}$및 1/3$^{\circ}$의 분해능을 갖는 2차원 수치모형을 수립하였다. 특히 수립된 1/3$^{\circ}$수치모형은 현재까지 수행된 전지구 해양 수치모형 중 가장 분해능이 높은 모형으로 기존 수치모형에서 낮은 분해능으로 인하여 평가하지 못하였던 천해역 및 육붕해에서의 조석현상을 평가하였다. 작성된 조석도는 기존의 수치모형 및 위성 고도계 자료로부터 작성된 조석도와 심해의 일부 지역에서 관측된 조화상수와 상호 비교하였다. 계산결과는 1$^{\circ}$모형에 비하여 1/3$^{\circ}$모형에서 향상되었고 1/3$^{\circ}$수치모형의 계산 결과는 국지적 수치모형 운영시 외해 개방 경계조건으로 이용될 수 있음을 제시하였다.

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해안방조제가 조류 및 잔류흐름에 미치는 영향 (The Effects of Tidal Currents and Residual Flow on the Sea Dike)

  • 백중철;윤영호;신문섭
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권1호
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    • pp.83-96
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    • 2005
  • 해안매립이 해양의 동수력학, 환경 및 생태계에 미치는 영향을 분석하기 위하여 3차원 동수력학 수치해석을 실시하였다. 이 연구에서는 방조제 건설에 따른 조석, 바람 및 밀도변화 성분을 포함한 조류와 잔차류의 변화를 수치모의 하였다. $\sigma$-좌표로 변환된 지배방정식은 음해유한차분법을 이용하여 해석하였다. 수치모형은 조석의 4대 주요 구성성분인 M$_2$, S$_2$, $K_1$$O_1$의 조석표를 이용하여 검증하였다. 수치해석결과, 주로 조석 및 바람에 의한 잔차류의 변화가 큰 것으로 나타났다.

3차원 수치해석을 이용한 Shield TBM 굴진시 지표침하 주요 영향요소 분석 (A study on key factors of ground surface settlement due to shield TBM excavation using 3-dimension numerical analysis)

  • 전기찬;김동현
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.305-317
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    • 2015
  • 본 연구는 Shield TBM 굴착시 지표침하에 대한 주요 요소를 선정하기 위하여 3차원 지반해석 프로그램을 이용하여 막장압, 뒤채움압, 굴진장, 지반모델 및 요소망에 대한 다양한 조건을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석에 의한 지표침하 산정결과 뒤채움압과 지반모델조건이 가장 큰 영향을 미치는 요소로 판단되었으며 향후 지반조건 및 장비특성에 따른 사례를 추가하여 연구를 보완하고자 한다.

다공성 구조물을 통과하는 댐 붕괴파의 전파특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Propagation Characteristics of Dam-break Wave through a Porous Structure)

  • 정우창
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권1호
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    • pp.11-24
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    • 2014
  • 본 연구에서는 3차원 수치모형(ANSYS CFX model)을 이용하여 수조 내 다공성 구조물을 통과하는 댐 붕괴파의 전파특성에 대한 수치적 분석을 수행하였다. 다공성 구조물 내 및 주위에서의 수심분포에 대한 기존의 측정된 결과와 모의된 결과를 비교한 결과 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 수조 내에 다공성 구조물이 부분적으로 존재하고 있을 경우에 대한 3차원 흐름구조를 수치적으로 분석하였다. 전반적으로 다공성 구조물이 존재하는 영역에 비해 존재하지 않은 영역에서 수심의 급격한 변동이 보다 크게 나타났으며, 따라서 다공성 구조물은 수심의 급격한 변동을 감소시키는 역할을 하는 것으로 나타났다.

낙동강의 보 구조물 설치 후 장기 하상변동 분석 및 평형하상고 예측에 관한 연구 (Long-term Bed Change Analysis and Equilibrium Bed Elevation Prediction after Weir Construction in Nakdong River)

  • 지운;장은경;김원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.7089-7097
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    • 2015
  • 본 논문에서는 4대강 살리기 사업이 수행된 낙동강의 하상변동 양상을 해석하기 위해 과거 장기 모니터링 자료를 활용한 하상변동 분석을 수행하였다. 또한 4대강 살리기 사업 후 가장 큰 하상변동이 관측된 구간을 대상으로 향후 발생할 수 있는 장기 하상변동을 1차원 하상변동모형을 구축하여 예측하였다. 유입유사량 조건 및 유사이송공식에 따른 하상변동 예측 결과 값의 민감도 분석을 수행하였으며 단기 모니터링 실측자료와 하상변동 모의결과 값을 비교하여 모형 보정을 수행한 후 10년 장기 하상변동을 예측하였다. 모니터링 자료 분석 결과, 4대강 창녕 함안보-합천 창녕보 구간에서 전반적으로 가장 큰 최심하상고 변화가 나타났다. 1차원 하상변동 모형을 활용한 10년 동안의 장기 하상변동 수치모의에서는 창녕 함안보와 합천 창녕보 구간에서 구간별로 최대 2.07 m에서 3.26 m의 유사 퇴적이 발생하는 것으로 나타났다.

고무패드 변형의 3차원 유한요소해석 (Three-dimensional Finite Element Analysis of Rubber Pad Deformation)

  • 신수정;이태수;오수익
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권1호
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    • pp.111-120
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    • 1998
  • This paper is the first one of two-parted research efforts focusing on the modeling of rubber pad forming process. The rubber pad, driven by the pressurized fluid during the forming process, pushes the sheet metal to solid tool half and forms a part to final shape. In this part of the paper, a numerical procedure for the FE analysis of the rubber pad deformation is presented. The developed three-dimensional FE model is based on the total Lagrangian description of rubber maerial characterized by nearly incompressible hyper-elastic behavior under a large deformation assumption. Validity of the model as well as effects of different algorithms corresponding to incompresibility constraints and time integration methods on numerical solution responses are also demonstrated.