• 제목/요약/키워드: CFD system

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세가지 다른 모형의 덕트 프로펠러의 CFD 해석과 시험에 관한 연구 (CFD Simulations and Experimental Tests for Three Different Ducted Propellers)

  • 정태환;정성재;이승건
    • 한국해양공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.199-208
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    • 2014
  • In this study, propeller open water characteristics ($K_P$, $K_T$ and ${\eta}_o$) were compared for three different ducted propellers using a Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis, as well as an experimental test at a basin. The best shape of the duct was selected from the three types of specially designed ducts based on the CFD analysis results. The same propeller model (Kaplan type propeller) was used inside all three duct models, and the propeller open water characteristics were compared, predominantly at the design speed for an underwater vehicle. Finally, the results of the CFD test simulations for the selected duct case were verified by experimental open water tests in a towing tank.

CFD/Kirchhoff 적분 방법을 이용한 자동차 타이어의 Air-Pumping 소음 예측 (CFD/Kirchhoff Integral Method for the Prediction of the Air-Pumping Noise by a Car Tyre)

  • 김성태;이수갑
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.916-919
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    • 2004
  • The monopole theory has long been used to model air-pumped effect from the elastic cavities in car tire. This approach models the change of an air as a piston moving backward and forward on a spring and equates local air movements exactly with the volume changes of the system. Thus, the monopole theory has a restricted domain of applicability due to the usual assumption of a small amplitude acoustic wave equation and acoustic monopole theory. This paper describes an approach to predict the air-pumping noise of a car ave with CFD/Kirchhoff integral method. The type groove is simply modeled as piston-cavity-sliding door geometry and with the aid of CFD technique flow properties in the groove of rolling car tyre are acquired. And these unsteady flow data are used as a air-pumping source in the next Cm calculation of full tyre-road geometry. Acoustic far field is predicted from Kirchhoff integral method by using unsteady flow data in space and time, which is provided by the CFD calculation of full tyre-road domain. This approach can cover the non-linearity of acoustic monopole theory with the aid of using Non-linear governing equation in CFD calculation. The method proposed in this paper is applied to the prediction of air-pumping noise of modeled car tyre and the predicted results are qualitatively compared with the experimental data.

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태양열 시스템에 적용된 나선재킷형 축열조의 CFD 해석 (CFD Analysis for Spiral-Jacketed Thermal Storage Tank in Solar Heating Systems)

  • 남진현;김민철;김찬중;홍희기
    • 설비공학논문집
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    • 제20권10호
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    • pp.645-653
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    • 2008
  • Spiral-jacketed thermal storage tanks can greatly simplify solar heating systems while maintaining the thermal performance at a similar level as conventional systems with an external heat exchanger. Proper design of the spiral-jacket flow path is essential to make the most of solar energy, and thus to maximize the thermal performance. In the present work, computational fluid dynamics (CFD) analysis was carried out for a spiral-jacketed storage tank installed in a solar heating demonstration system. The results of the CFD analysis showed a good agreement with experimentally determined thermal performance indices such as the acquired heat, collector efficiency, and mixed temperature in the storage tank. This verified CFD modelling approach can be a useful design tool in optimizing the shape of spiral-jacket flow path and the flow rate of circulating fluid for better performance.

CFD를 이용한 기상청 지중온도의 피트부분 지중열원 유용성 평가에 관한 연구 (Effectiveness Assessment on the Soil Temperature of KMA as Ground Heat Source Using CFD in Pit Area)

  • 민준기;김정태
    • KIEAE Journal
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    • 제8권5호
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    • pp.49-54
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    • 2008
  • The experimental of temperature, humidity and velocity was taken from the underground pit which utilized the system of ground heat source quite similar to the cool-pit system. Also, through CFD analysis, one could review the effectiveness of analysis of future alternatives. Furthermore, the temperature range of mock up cool-pit system was analyzed by inputting the weather data of annual average soil temperature provided by KMA(Korea Meteorological Administration) into the fluid simulation of anticipated heat distribution. Firstly, the difference between the temperature of air exhaust of the pit or the temperature of air supply of the compressor room and the experimental data for the month of May from the CFD analysis came out to be $0.6^{\circ}C$ and $0.9^{\circ}C$ respectively with tolerance of 3.1% and 4.7%. Secondly, the difference between the temperature of air exhaust of the Pit or the temperature of air supply of the compressor room and the experimental data for the month of July from the CFD analysis came out to be $0.8^{\circ}C$ and $1.1^{\circ}C$ respectively with tolerance of 3.3% and 4.5%. Thirdly, for the month of May, the difference between the experimental data taken for the air exhaust of the Pit or the air supply of the compressor room and soil temperature provided by KMA for monthly and yearly average temperature of Jeonju region came out be $1.9^{\circ}C$ and $1.8^{\circ}C$ respectively with tolerance of 10.7% and 9.8%. Fourthly, for the month of July, the difference between the experimental data taken for the air exhaust of the Pit or the air supply of the compressor room and soil temperature provided by KMA for monthly and yearly average temperature of Jeonju region came out be $1.1^{\circ}C$ and $1.4^{\circ}C$ respectively with tolerance of 4.5% and 5.8%. The result of above experiments allowed us to establish CFD model set up as a verification tool that is based on experimental data collected within the Pit area. Also, one could confirm the possibility to apply weather data of soil temperature provided by KMA in order to anticipate proper value for CFD analysis.

CFD 기법을 이용한 팬 앤 패드 냉방 온실의 온도경사 분석 (Analysis of Temperature Gradients in Greenhouse Equipped with Fan and Pad System by CFD Method)

  • 남상운;;김기성
    • 생물환경조절학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.76-82
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    • 2005
  • 팬 앤 패드 시스템은 국내외적으로 온실냉방에서 많이 이용되고 있으며, 그 효율도 매우 높지만 온실 내부의 온도분포가 불균일하고 설치비와 유지비가 많이드는 단점이 있다. 본 연구에서는 팬 앤 패드 시스템의 설계를 위한 자료를 제공할 목적으로 팬 앤 패드시스템 설치온실의 온도분포를 예측하기 위한 CFD 모델을 개발하였다. 개발된 모델은 실험 데이터를 이용하여 검증한 결과 실험치와 예측치가 잘 일치하여 모델의 응용이 가능할 것으로 판단되었다. 개발된 모델을 이용하여 온실 외부의 풍속과 풍향, 팬과 패드의 높이, 환기율에 따른 실내유속, 차광율 및 온실의 길이가 팬 앤 패드 냉방온실의 실내 온도경사에 미치는 영향을 검토하였다. 실내 온도경사를 감소시키기 위하여는 온실 설치 지역의 주풍향을 고려하고 팬과 패드의 높이가 적절해야 할 것으로 판단되었다. 시뮬레이션 결과 높은 환기율과 차광율은 팬 앤 패드 냉방 온실의 온도경사를 감소시키는데 기여할 수 있는 것으로 나타났다. 팬 앤 패드 냉방 온실의 온도를 적정 수준으로 유지시키기 위해서는 외부기상조건, 차광 및 환기율에 따라 온실의 길이를 제한해야 할 것으로 판단되었다. 개발된 CFD모델은 다양한 조건에서 팬 앤 패드 냉방온실의 설계와 평가에 유용한 도구가 될 수 있을 것으로 판단된다.

다중규모 모델을 이용한 도시 지역 흐름과 초미세먼지(PM2.5) 분포 특성 연구: Part I - 상세 흐름 분석 (A Numerical Study on the Characteristics of Flows and Fine Particulate Matter (PM2.5) Distributions in an Urban Area Using a Multi-scale Model: Part I - Analysis of Detailed Flows)

  • 박수진;최원식;김재진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권6_3호
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    • pp.1643-1652
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    • 2020
  • 본 연구에서는 국지예보시스템(LDAPS)과 전산유체역학(CFD) 모델을 접합하여, 부산 중구 광복동에 소재한 건물 밀집 지역의 상세 흐름을 조사하였다. 도시 지역 기상에 대한 보다 현실적인 수치 모의를 위해 기상청이 현업으로 운용하는 LDAPS 결과로부터 기상 요소(풍향, 풍속, 온위)를 추출하여 CFD 모델의 초기·경계장으로 사용하였다. LDAPS로부터 추출한 기상 요소(U, V)는 공간 선형 보간법을 이용하여 CFD 모델의 수평·연직 격자에 맞게 내삽하였고, 공간 선형 보간법을 이용해 내삽한 온위는 CFD 모델의 각 격자점에서 온도로 변환된다. 본 연구에서는 건물 옥상에서 측정한 3차원 초음파 풍향·풍속계에서 측정한 풍속과 풍향을 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. 대상 기간(2020년 6월 22일) 동안 측정 지점(PKNU-SONIC)에서는 바람이 약하게 나타났고, 새벽 시간에는 북동풍과 북서풍이 불었으며, 주간에는 주로 남동풍이 불었다. LDAPS-CFD 접합 모델은 측정 풍향과 풍속을 유사하게 수치 모의하였다. 07시에는 동북동쪽에서 유입되는 흐름이 지형과 건물에 의해 변화하였고, PKNU-SONIC 지점에서 수치 모의된 풍향(동남동풍)은 측정 풍향과 유사하다. 19시에는 남동쪽에서 유입되는 흐름이 PKNU-SONIC 지점까지 유입되어 측정 풍향과 유사하게 모의하였다.

발사체 탑재물 페어링 내부 공기 공급을 위한 탑재 시스템 유동 해석 (FLOW ANALYSIS OF THE ON-BOARD SYSTEM FOR THE AIR SUPPLY TO THE PAYLOAD FAIRING OF A LAUNCH VEHICLE)

  • 옥호남;김영훈;김인선
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.269-273
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    • 2005
  • The on-board system for the air supply to the payload fairing(PLF) of a launch vehicle using both high and low pressure air was designed. The design concept was obtained from the CFD analysis of a Russian interstage air supply system, and a collector was adopted to expand the high pressure air. To verify that the on-board system would work as designed, a simplified axisymmetric computational model was made and a CFD analysis was also performed. It was found that the flow ejected from the hole of the collector expands to the Mach number of 4 and is soon retarded due to the action of viscosity. It was also found that a small gap between the low pressure duct and equipment bay wall can cause large velocity in PLF over the velocity requirement and no gap should be allowed in the design.

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e-AIRS 환경을 활용한 웹기반의 유체역학 교육 (Web-based Fluid Dynamics Education using e-AIRS System)

  • 김진호;이준석;고수흠;김종암;김윤희;문종배;조금원
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.212-215
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    • 2008
  • e-AIRS, an abbreviation of 'e-Science Aerospace Integrated Research System,' is a virtual organization supporting CFD(computational fluid dynamics) simulations, remote experimental service, and collaborative and integrative study between computation and experiment. e-AIRS works on the e-Science environment and research process is accomplished through the web portal. By the system development since 2005, a stable education system with the full support on fluid dynamics is successfully established and utilized to various fluid dynamic lectures in universities. By using e-AIRS system during a lecture, students can conduct the full CFD simulation process on the web and inspect the wind tunnel experiment via Access Grid. This kind of interactive lecture makes students to have a deeper understanding on the physics of fluid, as well as the characteristics of numerical techniques. The current paper will describe system components of e-AIRS and its utilization on education.

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Efficient Time Domain Aeroelastic Analysis Using System Identification

  • Kwon, Hyuk-Jun;Kim, Jong-Yun;Lee, In;Kim, Dong-Hyun
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제6권1호
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    • pp.52-60
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    • 2005
  • The CFD coupled aeroelastic analyses have significant advantages over linear panel methods in their accuracy and usefulness for the simulation of actual aeroelastic motion after specific initial disturbance. However, in spite of their advantages, a heavy computation time is required. In this paper, a method is discussed to save a computational cost in the time domain aeroelastic analysis based on the system identification technique. The coefficients of system identification model are fit to the computed time response obtained from a previously developed aeroelastic analysis code. Because the non-dimensionalized data is only used to construct the model structure, the resulting model of the unsteady CFD solution is independent of dynamic pressure and this independency makes it possible to find the flutter dynamic pressure without the unsteady aerodynamic computation. To confirm the accuracy of the system identification methodology, the system model responses are compared with those of the CFD coupled aeroelastic analysis at the same dynamic pressure.

대단면 지하 석회석 광산내 무풍관 국부통기 최적화 연구 (Optimization of the Unducted Auxiliary Ventilation for Large-Opening Underground Limestone Mines)

  • 응우엔반득;이창우
    • 터널과지하공간
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    • 제29권6호
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    • pp.480-507
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    • 2019
  • 본 논문은 무풍관 선풍기를 이용한 대단면 갱내 국부통기시스템의 최적화를 목적으로 한다. 갱내 맹갱도 형태의 작업공간을 대상으로 일련의 CFD분석과 현장실험을 수행하였다. 선풍기 위치, 운전방식 및 배치가 최적화의 주요 대상변수이다. 국부선풍기에서 토출되는 제트류는 대부분의 경우, 풍속이 15m/s이상으로 고속이므로 토출 후 갱도 바닥, 내벽, 천정 그리고 다른 선풍기에서 토출되는 제트류와 충돌할 가능성이 있다. 따라서 충돌시 상당한 에너지 손실이 발생하므로 통기 효율이 급격히 저하될 수 있다. 본 논문에서 최적 선풍기 간격은 제트류가 충돌 없이 최대의 유동거리를 유지할 수 있는 거리로 정의하며, 반면 단면상의 최적 위치란 갱도내벽과의 충돌 가능성이 최소화된 위치로 정의하였다. 따라서 선풍기 설치위치의 최적화는 통기의 효율뿐만 아니라 에너지 비용 또한 최소화가 가능하다. 3차원 CFD분석을 위하여 다양한 갱내 맹갱도 작업공간을 가정하였다. 무풍관 국부통기의 설계 및 최적화를 위하여 풍속 및 CO농도 분포를 CFD분석하였으며 동시에 비교 목적으로 현장실험을 수행하였다. 본 논문의 궁극적인 목적은 풍관을 사용하기 않는 국부통기시스템을 최적화함으로써 대단면 맹갱도 작업공간에 고효율, 저비용 국부통기를 가능케하여 깨끗하고 안전한 작업환경을 확보하기 위함이다.