• 제목/요약/키워드: 3-dimensional numerical analysis

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Numerical Analysis on the Turbulent Flow of Compressor Cascades at High Incidence Angle

  • Jeong, Soo-in;Jeong, Gi-ho;Kim, Kui-soon
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.825-830
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    • 2004
  • A numerical analysis based on two-dimensional and three-dimensional incompressible Navier-Stokes equations has been carried out for double-circular-arc (DCA) compressor cascades. Two types of double-circular-arc cascades were used in this analysis. The appropriate turbulence model for compressor analysis was selected among the conventional turbulence models such as Baldwin-Lomax, k-$\varepsilon$ and k-$\varepsilon$ models. The results of current study were compared with available experimental data at various incidence angles. The 2-D and 3-D computational codes based on SIMPLE/PWIM algorithm for collocated grid and hybrid scheme for the convective terms were the main features of numerical tools. As commonly known, turbulence modeling is very important for the prediction of cascade flows, which are extremely complex with separation and reattachment by adverse pressure gradient. For selection of turbulence model, 2-D analysis was performed. And then, k-$\varepsilon$ turbulence model with wall function chosen as the reasonable turbulence model for 3-D calculation was used to increase the efficiency of computation times. A reasonable result of 3-D flow pattern passing through the double-circular-arc cascade was obtained.

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일체형 식생호안블록 시스템 개발 및 수리특성 연구(II) -일체형 호안블록시스템 수치모의를 통한 효과 분석- (Development and Hydraulic Characteristics of Continuous Block System in River Bank Protection (II) - Comparison of Numerical Analysis with Physical Modeling -)

  • 장석환
    • 한국습지학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.99-109
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    • 2008
  • 본 연구는 I편에서 개발된 일체형 블록시스템의 수리모형실험 결과를 검증하고 호안블록의 효과를 해석하기 위하여 수치해석을 통한 수리모형 실험을 수리특성을 모의하고자 하였다. 하도내 적용된 일체형 호안블록의 수치해석을 위하여 1차원 HEC-RAS 모형과 2차원 흐름 모의를 위하여 RMA-2 모형을 적용하여 식생전후의 수리현상을 수리모형 실험결과와 비교하여 홍수 시 유속 저감효과의 분석 및 대안으로 제시하는데 그 목적이 있다. 분석결과 2차원 수치해석 모형이 1차원 수치해석보다는 수위 유속 모두 수리모형실험결과와 근접한 결과를 나타내어 수치해석을 통한 자료구축 시 좀 더 신뢰성 있는 자료를 구축할 수 있는 것으로 판단되었다. 유속은 최저 0.21m/sec에서 최대 1.89m/sec의 저감효과를 나타내었으며, 이는 100m 당 4.89sec에서 7.33sec의 지체시간을 가져오는 것으로 분석되었다.

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미소유체요소 내부유동의 3차원 측정 및 수치해석 (Three-dimensional Flow Structure inside a Plastic Microfluidic Element)

  • 이인원;안광협;남영석;이인섭
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.419-422
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    • 2002
  • A three-dimensional inlet flow structure inside a microfluidic element has been investigated using a micro-PIV(particle image velocimetry) measurement as well as a numerical analysis. The present study employs a state-of-art micro-PIV system which consists of epi-fluorescence microscope, 620nm diameter fluorescent seed particles and an 8-bit megapixel CCD camera. For the numerical analysis, a commercial software CFD-ACE+(V6.6) was employed for comparison with experimental data. Fixed pressure boundary condition and a 39900 structured grid system was used for numerical analysis. Velocity vector fields with a resolution of $6.7{\times}6.7{\mu}m$ has been obtained, and the attention has been paid on the effect of varying measurement conditions of particle diameter and particle concentration on the resulting PIV results. In this study, the microfluidic elements were fabricated on plastic chips by means of MEMS processes and a subsequent melding process.

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공진장치에 의한 단주기파랑의 제어에 관한 연구 (A Study on the Control of Short-period Waves by Resonator)

  • 이광호;범성심;김도삼;박종배;안성욱
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.36-47
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    • 2012
  • 본 연구에서는 단주기파랑의 저감을 위해 기설의 직선배치된 방파제와 직사각형항만의 개구부에 기존의 연구에서 제안된 공진장치를 부착하여 3차원수리모형실험과 수치해석으로부터 공진장치의 제어능을 검토하였다. 수치 해석에 있어서는 연직선 Green함수에 기초한 특이점분포법의 선형해석법과 3D-NIT모델에 의한 강비선형해석법을 적용하여 수리실험결과와 수치해석결과의 비교 분석으로부터 본 수치해석법의 타당성을 검증하였다. 또한, 공진장치가 부착되지 않은 경우와 대비 검토하여 단주기파랑의 제어에 대한 공진장치의 제어능을 다각도로 검토하여 그의 유효성을 충분히 확인할 수 있었다.

Numerical simulation of the crack propagation behavior in 3D elastic body

  • Taniguchi, Takeo;Miyaji, Akihiko;Suetsugu, Takeshi;Matsunaga, Shohgo
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제2권3호
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    • pp.227-244
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    • 1994
  • The purpose of this investigation is to propose a numerical simulation method of the crack propagation behavior in 3-dimensionl elastic body. The simulation method is based on the displacement-type finite element method, and the linear fracture theory is introduced. The results from the proposed method are compared with those from the structural experiments, and the good coincidences between them are shown in this paper. At the same time, 2-dimensional analysis is also done, and the results are compared with those obtained from 3-dimensional analysis and the structural experiments.

병렬계산에 의한 비축대칭 3차원 스핀업 유동해석 (Analysis of Three-dimensional Nonaxisymmetric Spin-up by Using Parallel Computation)

  • 박재현;최윤환;서용권
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.512-517
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    • 2001
  • In this study, spin-up flows in a rectangular container are analysed by using three-dimensional computation. In the numerical computation, we use the parallel computer system of PC-cluster type. We compared our results with those obtained by two-dimensional computation. Effect of velocity and vorticity on the flow is studied. The result shows that two-dimensional solution is in good agreement with the 3-D result. Attention is given to the region where the 3-D flow is significant.

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우이천 유역의 횡단 월류형 구조물 철거에 의한 수리영향 분석 (Analysis of Hydraulic effect on Removing Side Overflow Type Structures in Woo Ee Stream Basin)

  • 문영일;윤선권;전시영;김종석
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.687-690
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    • 2008
  • Currently, Stream flow analysis has been accomplished by one or two dimensional equations and was applied by simple momentum equations and fixed energy conservations which contain many reach uppermost limit. In this study, FLOW-3D using CFD(Computational Fluid Dynamics) was applied to stream flow analysis which can solve three dimensional RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes Equation) control equation to find out physical behavior and the effect of hydraulic structures. Numerical simulation accomplished those results was compared by using turbulence models such as $k-\varepsilon$, RNG(Renomalized Group Theory) $k-\varepsilon$ and LES(Large Eddy Simulation). Numerical analysis results have been illustrated by the turbulence energy effects, velocity of flow, water level pressure and eddy flows around the side overflow type structures at Jangwall bridge in urban stream.

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OWC 플랜트 주위 파랑변형 (Wave deformation due to oscillating water column plant)

  • 김용직;김동준;윤길수;류청로;홍석원
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.77-90
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    • 1997
  • Wave deformation due to Oscillating water column (OWC) plant was studied. To solve this problem, three dimensional numerical method based on Improved Green integral equation was applied. Method condition was considered as well as fixed condition and freely floating condition. From the calculation results, main characteriatic of wave deformation due to OWC plant were discussed. Also, some calculations for the floating barge were performed to confirm the validity of numerical solution of the method.

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제방만곡부에서의 침투특성에 관한 수치해석적 연구 (A Study on theProperty of Seepage in the Curved Levee by Numerical Analysis)

  • 박춘식;안병호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제37권4호
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    • pp.5-17
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    • 2021
  • 본 논문은 만곡부 제방에 대해 곡률각도, 곡률반경에 따라 3차원 해석을 실시하여 침투특성을 규명하였다. 제방만곡부에서 동수경사는 2차원 해석 결과에 비해 외측제방에서는 감소하였고, 내측제방에서는 증가하였다. 곡률각도와 곡률반경이 작을수록 2차원 해석 대비 동수경사의 변화가 큰 경향을 나타내었으며, 곡률각도보다는 곡률반경이 동수경사에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 한계동수경사에 의한 파이핑 안전율 산정결과, 2차원 해석에 대비하여 안전율은 외측제방에서는 2~5%가 증가되었고, 내측제방에서는 4~12%가 감소되었다. 이 감소폭을 고려해 볼 때 제방만곡부에 대해 2차원 해석을 실시하고 파이핑에 대한 허용안전율 Fs=2.0보다 0.1~0.3정도 더 크게 설계하면 만곡부의 안전율은 약간 감소되지만 안정성 확보에는 무리가 없는 것으로 판단되었다.

3D 수치해석을 이용한 퇴적암 터널의 암반 등급별 전변위 산정 (Estimation of Total Displacements by RMR Grades using 3-Dimensional Numerical Analysis)

  • 임성빈;윤현석;서용석;박시현
    • 지질공학
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    • 제17권2호
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    • pp.217-224
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    • 2007
  • 터널이 굴착되면 응력이 재분배되는 과정동안 변위가 발생한다. 터널의 변위는 굴착 전 선행변위, 굴착 후 미측정 변위, 계측변위로 구분할 수 있다. 일반적으로 굴착 전 선행변위와 굴착 후 미측정 변위의 현장 측정은 어렵기 때문에 터널 굴착에 따른 전변위의 크기와 변화 양상을 산정하기 위한 연구가 많이 수행되어왔다. 본 연구에서는 퇴적암을 기반으로 하는 터널의 지반등급별 전변위를 산정하고 이들의 특성을 파악하기 위하여 역해석 기법을 사용하였다. 계측변위와 3차원 수치해석에 의해 계산된 변위의 오차를 최소한으로 줄여 지반등급별 물성치를 추정하였으며, 굴착에 따른 전변위 분포 양상을 산정하였다. 최종적으로 logistic 모형을 따르는 지반등급별 굴착에 따른 변위의 비선형 회귀식을 산정하였다.