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.
전산유체역학분야에서의 효율적인 해석을 위해서 병렬처리기법이 널리 사용되고 있다. 병렬처리기법과 함께 최근에는 저가의 리눅스 클러스터 컴퓨터들이 기존의 슈퍼컴퓨터들을 대체하는 추세이다. 리눅스 클러스터 컴퓨터에서 수행되는 해석프로그램의 성능은 클러스터 시스템의 프로세서 성능 뿐 아니라 클러스터 시스템에서 사용되는 네트웍 장비의 성능에 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 미리넷2000, 기가비트 이더넷, 패스트 이더넷 등 네트웍 장비에 따라서 클러스터 시스템의 성능이 어떻게 달라지는지를 Netpipe, LINPACK, NAS NPB, 그리고 MIPNS2D Navier-Stokes 해석프로그램을 사용하여 비교하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 전산유체역학 분야에서 사용될 고성능 저비용 리눅스 클러스터 시스템을 구축하는 방법을 제시하고자 하였다.
본 연구에서는 전산유동해석을 통해 송풍기에서 공급되는 공기가 덕트 배관과 원탄 선별망을 통과하며 발생하는 유동 편향을 분석하였다. 공기 유동의 유동 편향은 송풍기 볼류트 형상과 유로의 형상 특성으로부터 대부분 발생하며, 유로 내부의 정류망이나 출구의 원탄 선별망은 강력한 압력 손실을 발생시켜 유동 편향을 감쇠하는 효과를 초래한다. 전산유동해석은 ANSYS CFX 2022 R2를 사용하였으며, 정류망과 원탄 선별망은 작은 구멍 다수가 일정하게 분포되어있는 타공판 형상이기 때문에 실제 모델링을 통한 해석은 불가능하다. 따라서 Porous Loss Model을 적용하였다. 유동 편향의 평가는 전산유동해석 결과의 원탄 선별망 Porous Loss Model의 출구 면에 대한 속도 분포를 대상으로 분석하였다.
In this study, the design and verification of 6kW class lift-type vertical-axis wind turbine (VAWT) has been conducted using advanced CAE technique based on computational fluid dynamics (CFD), finite element method (FEM), and computational structural dynamics (CSD). Designed aerodynamic performance of the VAWT model is tested using unsteady CFD method. Designed structural safety is also tested through the evaluation of maximum induced stress level and resonance characteristics using FEM and CSD methods. It is importantly shown that the effect of master eccentricity due to rotational inertia needs to be carefully considered to additionally investigate dynamic stress and deformation level of the designed VAWT system.
During the water treatment process for household water supply, a reservoir is the last place the water is stored before being supplied to users, and the duration of the water's stay is an important factor that affects its safety. This may cause the concentration of the residual chlorine disinfectant to increase and thus lower the water's quality. The concentration and discharge efficiency of residual chlorine must be verified and managed, because these are key factors that affect the reservoir's performance. Because the actual verification test for analyzing the efficiency of a reservoir and the disinfectant's dilution capacity is difficult, simulations are generally conducted using the computational fluid analysis method. However, the simulation results require validation with experiments. The error and drainage efficiency were analyzed in this study by comparing and analyzing the actual tracer test and simulation so that the actual test for a hexagonal drainage can be replaced by the computational fluid analysis method. Based on the results of the efficiency analysis, the hexagonal reservoir was found to be appropriate, and the simulation's reliability was verified with a tracer test.
A Prototype Gen-IV Sodium-cooled Fast Reactor which is one of the $4^{th}$ generation nuclear reactors is in development by Korea Atomic Energy Research Institute. The reactor is composed of four main fluid systems which are categorized by its functions, i.e., Primary Heat Transport System, Intermediate Heat Transport System, Decay Heat Removal System and Sodium-Water Reaction Pressure Relief System. The coolant of the reactor is liquid sodium and sodium-to-sodium heat exchangers are installed at the interfaces between two fluid systems, Intermediate Heat Exchangers between the Primary Heat Transport System and the Intermediate Heat Transport System and Decay Heat Exchangers between the Primary Heat Transport System and the Decay Heat Removal System. For the design and performance analysis of the Intermediate Heat Exchanger and the Decay Heat Exchanger, a computer code was written during previous step of research. In this work, the computer code named "SHXSA" has been validated preliminarily by computational fluid dynamics simulations.
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.
As many researchers want to predict or assess more about wind condition and wind power generation, CFD(Computational Fluid Dynamics) analysis method is very good way to do predict or assess wind condition and power generation. But CFD analysis is needed much knowledge of aerodynamics and physical fluid theory. In this paper, Auto-Wind CFD analysis program will be introduced. User does not need specific knowledge of CFD or fluid theory. This program just needs topographical data and wind data for initial condition. Then all of process is running automatically without any order of user. And this program gives for user to select and set initial condition for advanced solving CFD. At the last procedure of solving, Auto-Wind program shows analysis of topography and wind condition of target area. Moreover, Auto-Wind can predict wind power generation with calculation in the program. This Auto-Wind analysis program will be good tool for many wind power researchers in real field.
The morphing flap wing has different structure unliked general wing structure. The actuated chord length of the morphing flap was more longer than conventional wing flap. In this reason, morphing flap wing structure was important to bending moment by aerodynamic lift force. In this study, through the fluid-structure interaction using computational fluid dynamics and structure finite element analysis to apply that the morphing flap wing's static aeroelastic stability analysis.
로터 블레이드의 구조변형을 포함한, 제자리 비행하는 로터 블레이드의 공력해석을 수행하였다. 와류포획능력을 향상시킨 전산유체 코드와 간단한 오일러-베르누이 보 모델에 기반을 둔 구조역학 방정식을 결합시켜 회전익 유동에 대한 연계 계산을 수행하였으며 계산결과 타당한 로터블레이드 구조변형 및 공력특성을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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