• 제목/요약/키워드: CFD, Computational fluid dynamics

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유전 알고리듬과 반응표면을 이용한 천음속 익형의 최적설계 (Optimization of Transonic Airfoil Using GA Based on Neural Network and Multiple Regression Model)

  • 김윤식;김종헌;이종수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권12호
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    • pp.2556-2564
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    • 2002
  • The design of airfoil had practiced by repeat tests in its first stage, though an airfoil has as been designed based on simulations according to techniques of computational fluid dynamics. Here, using of traditional optimization is unsuitable because a state of flux is hypersensitive to the shape of airfoil. Therefore the paper optimized the shape of airfoil in transonic region using a genetic algorithm (GA). Response surfaces are based on back propagation neural network (BPN) and regression model. Training data of BPN and regression model were obtained by computational fluid dynamic analysis using CFD-ACE, and each analysis has been designed by design of experiments.

Diffusion Range and Pool Formation in the Leakage of Liquid Hydrogen Storage Tank Using CFD Tools

  • Kim, Soohyeon;Lee, Minkyung;Kim, Junghwan;Lee, Jaehun
    • 공업화학
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    • 제33권6호
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    • pp.653-660
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    • 2022
  • In liquid hydrogen storage tanks, tank damage or leakage in the surrounding pipes possess a major risk. Since these tanks store huge amounts of the fluid among all the liquid hydrogen process facilities, there is a high risk of leakage-related accidents. Therefore, in this study, we conducted a risk assessment of liquid hydrogen leakage for a grid-type liquid hydrogen storage tank (lattice-type pressure vessel (LPV): 18 m3) that overcame the low space efficiency of the existing pressure vessel shape. Through a commercially developed three-dimensional computational fluid dynamics program, the geometry of the site, where the liquid hydrogen storage tank will be installed, was obtained and simulations of the leakage scenarios for each situation were performed. From the computational flow analysis results, the pool formation behavior in the event of liquid hydrogen leakage was identified, and the resulting damage range was predicted.

유적 합체기가 포함된 공기-물-기름 분리 공정에 대한 3상 Eulerian 전산유체역학 (Three-Phase Eulerian Computational Fluid Dynamics (CFD) of Air-Water-Oil Separator with Coalescer)

  • 임영일;;박치균;이병돈;김병국;임동하
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권2호
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    • pp.201-213
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    • 2017
  • 물이 포함된 원유는 oil separator 를 거쳐 물이 제거된다. 본 연구의 목적은 공기-물-기름 3상 혼합물에 대한 3차원 oil separator 의 분리성능을 예측하기 위하여 Eulerian 전산유체역학(CFD: computational fluid dynamics) 모델을 개발하는 것이다. 비압축성, 등온, 비정상상태 CFD 모델식은 공기상을 연속상으로, 물과 기름상을 분산상으로 정의하며, 운동량 보존식은 항력(drag force), 양력(lift force), 다공성매체 저항력을 포함한다. 또한, 난류현상으로 standard k-${\varepsilon}$ 모델이 이용된다. 물과 기름 출구압은 oil separator 의 액위를 결정하는 중요한 인자이며, 정상운전상태 액위 25 cm를 맞추기 위하여 측정압은 각각 6.3 kPa, 5.1 kPa으로 결정되었다. 시간에 따른 공기, 물, 기름의 부피분율의 변화를 조사하였고, 정상상태에 도달하였을 때, 물과 기름상의 침강속도를 oil separator의 종축 길이에 따라 분석하였다. 본 연구에서 제시된 CFD 모델로부터 얻은 oil separator의 기름분리성능은 99.85%이며, 실험값과 거의 일치하였다. 비교적 단순한이 CFD 모델은향후 oil separator의구조를 변경하거나, 최적운전조건을 찾기위하여 유용하게사용될수있을 것이다.

EFD-CFD 비교워크샵 : CASE 3 천음속영역 유동해석에 대해서 (EFD-CFD workshop : CASE 3 CFD for transonic flow regime)

  • 이영빈;김남균;김상호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.252-258
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    • 2017
  • 본 논문에서는 현재 한국항공우주학회 공기역학부문위원회에서 주관하고 있는 EFD-CFD 비교워크샵의 여러 과제 중 CASE 3 천음속영역 유동해석에 대해 소개하고 현재까지 참여한 기관들의 결과를 서로 비교하였다. 현재까지 이 과제에 대하여 산학연 8개 기관이 참가하였고, 그 결과 풍동실험결과와 비교적 잘 일치하며, 서로의 해석결과 역시 잘 일치함을 알 수 있었다.

전산유체해석(CFD) 모의를 이용한 다공형 스크류 노즐 입수관이 적용된 물탱크 내부의 사류구역 최소화에 대한 유동특성 (Fluid Flow Characteristics for Minimizing the Area of Rapid Flow Inside the Water Tank to which the Multiple Hoe Screw Nozzle Incurrent Canal is Applied, by Using the Computational Fluid Dynamics (CFD) Simulation)

  • 송준혁;권종우;최종웅;왕창근
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.23-33
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    • 2015
  • 본 연구는 물탱크 내부의 사류구역 최소화에 목적을 두고 진행하였으며 입수관의 형태를 개선하여 물탱크 내부에서 발생하는 유동특성을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)모사 기법을 이용하여 분석 하였다. 기존에 물탱크에 사용되던 자유낙하 방식의 입수관을 다공형 스크류 노즐 입수관으로 개선하고 유동 특성을 분석한 결과 노즐 안에 스크류 날개가 설치된 경우 유동흐름의 폭이 넓게 분사 되었으며 원통형 물탱크 내부에서도 넓은 유동 흐름이 나타났다. 또한 사각형 물탱크에 다공형 스크류 노즐 입수관이 1개 설치되어 있을 경우와 2개 설치되어있을 경우의 유동해석과 추적자모의를 수행하였으며 그 결과 입수관을 2개 설치할 경우 MODAL, MORILL index값이 1에 가깝게 나타나 Plug Flow 특성에 근접하단 결과를 얻을 수 있었다.

스테이터-로터 상호간섭 효과를 고려한 3차원 터빈 블레이드의 유체/구조 연계해석 (Fluid/Structure Coupled Analysis of 3D Turbine Blade Considering Stator-rotor Interaction)

  • 김유성;김동현;김요한;박웅
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권8호
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    • pp.764-772
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    • 2009
  • In this study, fluid/structure coupled analyses have been conducted for 3-D stator and rotor configuration. Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics(CFD) and computational structural dynamics(CSD) has been developed in order to investigate fluid/structure responses of general stator-rotor configurations. To solve the fluid/structure coupled problems, fluid domains are modeled using the structural grid system with dynamic moving and local deforming techniques. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with Spalart-Allmaras(S-A) and SST ${\kappa}-{\omega}$ turbulence models are solved for unsteady flow problems. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of the 3-D turbine blades for fluid-structure interaction(FSI) problems. Detailed fluid/structure analysis responses for stator-rotor interaction flow conditions are presented to show the physical performance and flow characteristics.

스테이터-로터 상호간섭 효과를 고려한 3차원 터빈 블레이드의 유체/구조 연계해석 (Fluid/structure Coupled Analysis of 3D Turbine Blade Considering Stator-Rotor Interaction)

  • 김유성;김동현;김요한;박웅
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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    • pp.563-569
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    • 2008
  • In this study, fluid/structure coupled analyses have been conducted f3r 3-D stator and rotor configuration. Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics (CFD) and computational structural dynamics (CSD) has been developed in order to investigate fluid/structure responses of general stator-rotor configurations. To solve the fluid/structure coupled problems, fluid domains are modeled using the structural grid system with dynamic moving and local deforming techniques. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with Spalart-Allmaras (S-A) and SST ${\kappa}-{\omega}$ turbulence models are solved for unsteady flow problems. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of the 3-D turbine blades for fluid-structure interaction (FSI) problems. Detailed fluid/structure analysis responses for stator-rotor interaction flow conditions are presented to show the physical performance and flow characteristics.

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원심 압축기의 CFD를 위한 대표적인 Bench Mark (Representative Bench Marks for CFD of Centrifugal Compressors)

  • 오종식
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 1999년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.147-160
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    • 1999
  • The importance of CFD work in the process of turbomachinery development has been continuously growing. It is therefore necessary to have some bench marks for validation purposes when any CFD codes are to be developed. In the present study, some public information on centrifugal compressor test results is collected to render useful data for the developers.

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A RANS CFD Based Approach for Resistance, Maneuvering and Seakeeping

  • Sasanapuri, Balasubramanyam;Wilson, Wesley;Rhee, Shin-Hyung
    • Journal of Ship and Ocean Technology
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    • 제11권4호
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    • pp.55-71
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    • 2007
  • The primary objective of this work is to develop methodologies for virtual model basin and to demonstrate the capabilities for generic multi-hull ship geometry. A computational fluid dynamics approach is used to simulate various model basin tests for steady resistance, maneuvering and seakeeping. For a catamaran hull configuration, the methodologies are used for solving these problems and the results are discussed. Computational results are compared with the results of a benchmarked potential flow theory method for calm water resistance.

하이브리드 방법을 이용한 비행 중 비행체 음향하중 예측에 관한 연구 (A study on the acoustic loads prediction of flight vehicle using computational fluid dynamics-empirical hybrid method)

  • 박서룡;김만식;김홍일;이수갑
    • 한국음향학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.163-173
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    • 2018
  • 본 논문에서는 비행 중 비행체 표면에 작용하는 음향하중 예측을 수행하였다. 비행 중 음향하중은 비행체 표면의 압력 변동에 의해 발생한다. 기존의 비행 중 음향하중 예측방법은 반경험적 방법으로 이론과 실험 결과를 기반으로 도출한 경험식을 활용한다. 하지만 경험식의 입력 값으로 사용되는 비행체 주변 유동특성 및 경계층 파라미터를 매번 실험을 통해 얻는 것에는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics, CFD) 결과를 반경험적 방법과 혼합하는 하이브리드 방법을 이용하여 비행 중 비행체에 작용하는 음향하중을 예측하였다. Cone-cylinder-flare 형상 비행체에 대해 아음속, 천음속, 초음속, 최대동압도달(Maximum dynamic pressure, Max-q) 시점의 비행 환경에 대한 음향하중 예측을 수행하였다. 하이브리드 방법 적용 시 전산유체해석결과를 기반으로 한 경계층 끝단 영역 판단 방법에 대해 비교하였고 여러 연구자에 의해 제시된 경험식에 따른 음향하중 예측결과를 비교하였다.