Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.43
no.2
s.146
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pp.258-267
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2006
The present piping modeling method requires detailed inputs from a designer to generate a piping model, and thus it takes much time for the designer to perform such task. Moreover, the piping model has no relation with that of hull structure. Thus, it is time-consuming and requires much effort if design changes arise. In this study, a method that generates quickly many pipes using a pipe tray and a conversion method that converts automatically the pipes into objects related with the hull structure are proposed. A piping modeling system based on the proposed methods is developed. The applicability of the developed system is demonstrated by applying it to the generation of the piping model of a deadweight 300,000ton VLCC(Very Large Crude oil Carrier). The results show that the developed system can quickly generate the piping model in relation with the hull structure.
We examined the optimal shape of blades and efficiency of a self-power generator when the self-power generator using flow of the water in pipe as the power source was installed. Selected factors were the shape of blades, the number of blades, pitch angle, and the existence of separator. GAMBIT2.4 was used as a modeling program, FLUENT6.3, which is computational fluid dynamics simulation program, was used as an analytical model. In the case of a viscous model, k-epsilon standard model was chosen. As a result, when the number of blades was increased, the efficiency and maximum moment were enhanced slightly. The pitch of blades went up, and maximum moment was also increased. The optimal pitch of blade was 62.5 degree and the efficiency was increased by 30%. The efficiency was also increased when a separator was installed.
Fakhar, Mohammad Hosein;Fakhar, Ahmad;Tabatabaei, Hamidreza
Steel and Composite Structures
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v.30
no.3
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pp.281-292
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2019
In this paper, analysis of critical fluid velocity and heat transfer in the nanocomposite pipes conveying nanofluid is presented. The pipe is reinforced by carbon nanotubes (CNTs) and the fluid is mixed by $AL_2O_3$ nanoparticles. The material properties of the nanocomposite pipe and nanofluid are considered temperature-dependent and the structure is subjected to magnetic field. The forces of fluid viscosity and turbulent pressure are obtained using momentum equations of fluid. Based on energy balance, the convection of inner and outer fluids, conduction of pipe and heat generation are considered. For mathematical modeling of the nanocomposite pipes, the first order shear deformation theory (FSDT) and energy method are used. Utilizing the Lagrange method, the coupled pipe-nanofluid motion equations are derived. Applying a semi-analytical method, the motion equations are solved for obtaining the critical fluid velocity and critical Reynolds and Nusselt numbers. The effects of CNTs volume percent, $AL_2O_3$ nanoparticles volume percent, length to radius ratio of the pipe and shell surface roughness were shown on the critical fluid velocity, critical Reynolds and Nusselt numbers. The results are validated with other published work which shows the accuracy of obtained results of this work. Numerical results indicate that for heat generation of $Q=10MW/m^3$, adding 6% $AL_2O_3$ nanoparticles to the fluid increases 20% the critical fluid velocity and 15% the Nusselt number which can be useful for heat exchangers.
In this study, field experiment, odor simulator, and dispersion modeling were used to evaluate the odor impact from J sewage sludge treatment facility. The height and flow rate of exhaust stack at this facility were 22.3 m and $100Nm^3/min$. The mean odor concentrations of the wet scrubber inlet and exhaust stack were $267{\pm}160$ and $93{\pm}44OU/m^3$, respectively. The odor removal efficiency of wet scrubber showed 65%. The odor simulator is used for the regulated standard calculation of the exhaust pipe(stack). Resulting odor emission rate(OER) by odor simulator was $2.4{\times}10^6(24,000OU/m^3)$. The forecasting result by Screen3 modeling showed that odor exhaust concentration up to $30,000OU/m^3$ was't exceeded maximum allowable emission level on site boundary($15OU/m^3$).
Laboratory scale model was constructed for open-cut riverbed infiltration experiment and four kinds of media were selected, medium sand, sand, volcanic rock, and gravel, for the experiment. Hydraulic conductivity for each medium and flow rate from the collecting pipe with functional screen were estimated from the experiment. Modified hydraulic conductivity scenarios considering turbid water (30~50 NTU) were applied in Visual MODFLOW modeling to analyze the effects of turbid water on the flow rate. Twenty-two scenarios were generated considering prticles in turbid water and applied to each medium cases in MODFLOW modeling. The minimum error was occurred when the gravel medium had 20% less hydraulic conductivities for the third layer-depth from the top and clay particles in turbid water might play a role in adsorption process to the surface of volcanic rock (2~5 mm). For medium sand case the error was also quite small when the mediumhas 5% less hydraulic conductivities for the second layer-depth from the top.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2015.08a
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pp.84.1-84.1
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2015
Recent years in particular in Korea see intensive interests in a deep geothermal engineering and its application in different uses as far as from direct uses to power generation sectors, that are achieved by harnessing hot energy sources from the earth. For instance widespread interest has been generated because the geothermal energy is the source that one extracts it for more than 20 hours per day and for about 30 years of an operation of the plant, which enables to give base load as for heating as well as an electric generation. In retrospect, shallow geothermal energy using heat pumps is commonplace in Korea while the deep geothermal is in the early stage of the development. Geothermal energies in view of the way of extracting heat are mainly categorized into several types such as a single well system, a hydrothermal system, an enhanced geothermal system (EGS) etc. In this talk, this speaker focuses on the thermo-fluid engineering of the single well system by introducing the modeling in order to harness hot fluid that is thermally balanced with the fluid of an injection well, which provides a challenge to assess the life time of the well. To avoid the loss of the temperature in producing the hot fluid, a specialized pipe or a borehole heat exchanger has been designed, and its concept is introduced. On the other hand, a binary system or an organic Rankine cycle, which provides the methodology to convert the heat into an electricity, is briefly introduced. Some experimental results of the binary system which has been constructed in our lab will be presented. Lastly as for the future direction, some comments for the industrialization of the deep geothermal energy in this country will be discussed.
This study is the result of performing structural analysis in accordance with the new ambulance design of inside space using the new vehicle's bodywork. 3D design works were performed based on international standards and designed ambulance. And then it was tested by a shock of 10G to the ambulance car inside with respect to the vehicle body after that we looked into the consequences. At this time, it was carried out in consideration of its own weight and the weight of components according to the EN regulation. From the result of structural analysis, the internal frame and configured handrail in a variety of pipe did not have a relatively large stress load, but internal panel and cabinets has been interpreted to receive a large stress load at least over 50 MPa. When carried out reinforcement design in accordance with this analysis, the modification of thickness and shape could be necessary. On the basis of these findings, it is also expected that there could be a useful information to produce a more secure vehicle for paramedics and patients using a ambulance inside the vehicle.
Response of the pipeline crossing fault is considered as the large strain problem. Proper estimation of the pipeline response plays important role in mitigation studies. In this study, an advanced continuum modeling including material non-linearity in large strain deformations, hardening/softening soil behavior and soil-pipeline interaction is applied. Through the application of a fully nonlinear analysis based on an explicit finite difference method, the mechanics of the pipeline behavior and its interaction with soil under large strains is presented in more detail. To make the results useful in oil and gas engineering works, a continuous pipeline of two steel grades buried in two clayey soil types with four different crossing angles of 30°, 45°, 70° and 90° with respect to the pipeline axis have been considered. The results are presented as the fault movement corresponding to different damage limit states. It was seen that the maximum affected pipeline length is about 20 meters for the studied conditions. Also, the affected length around the fault cutting plane is asymmetric with about 35% and 65% at the fault moving and stationary block, respectively. Local buckling is the dominant damage state for greater crossing angle of 90° with the fault displacement varying from 0.4 m to 0.55 m. While the tensile strain limit is the main damage state at the crossing angles of 70° and 45°, the cross-sectional flattening limit becomes the main damage state at the smaller 30° crossing angles. Compared to the stiff clayey soil, the fault movement resulting 3% tensile strain limit reach up to 40% in soft clayey soil. Also, it was seen that the effect of the pipeline internal pressure reaches up to about 40% compared to non-pressurized condition for some cases.
A severe flooding occured at a small urban catchment in Daejeon-si South Korea on July 30, 2020 causing significant loss of property (inundated 78 vehicles and two apartments) and life (one casualty and 56 victims). In this study, a retrospective analysis of the inundation event was implemented using a physically-based urban flood model, H12 with high-resolution data. H12 is an integrated 1-dimensional sewer network and 2-dimensional surface flow model supported by hybrid parallel techniques to efficiently deal with high-resolution data. In addition, we evaluated the impact of the flooding barriers which were installed after the flood disaster. As a result, it was found that the inundation was affected by a combination of multiple components including the shape of the basin, the low terrain of the inundation area located in the downstream part of the basin, and lack of pipe capacity to drain discharge from the upstream during heavy rain. The impact of the flooding barriers was analyzed by modeling with and without barriers on the high-resolution terrain input data. It was evaluated that the flood barriers effectively lower the water depth in the apartment complex. This study demonstrates capability of high-resolution physically-based urban modeling to quantitatively assess the past inundation event and the impact of the reduction measures.
Annular flow refers to a special type of two-phase flow pattern in which liquid flows as a thin film at the periphery of a pipe, tube, or conduit, and gas with relatively high velocity flows at the center of the flow section. This gas also includes dispersed liquid droplets. The liquid film flow rate continuously changes inside the tube due to two processes-entrainment and deposition. To determine the liquid holdup, pressure drop, the onset of dryout, and heat transfer characteristics in annular flow, it is important to have proper knowledge of flow characteristics. Especially a better understanding of entrainment fraction is important for the heat transfer and safe operation of two-phase flow systems operating in an annular two-phase flow regime. Therefore, the objective of this work is to develop a computational model for the simulation of the annular two-phase flow regime and assess the various existing models for the entrainment rate. In this work, Computational Fluid Dynamics (CFD) in ANSYS FLUENT has been applied to determine annular flow characteristics such as liquid film thickness, film velocity, entrainment rate, deposition rate, and entrainment fraction for various gas-liquid flow conditions in a vertical upward tube. The gas core with droplets was simulated using the Discrete Phase Model (DPM) which is based on the Eulerian-Lagrangian approach. The Eulerian Wall Film (EWF) model was utilized to simulate liquid film on the tube wall. Three different models of Entrainment rate were implemented and assessed through user-defined functions (UDF) in ANSYS. Finally, entrainment for fully developed flow was determined and compared with the experimental data available in the literature. From the simulations, it was obtained that the Bertodano correlation performed best in predicting entrainment fraction and the results were within the ±30 % limit when compared to experimental data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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