노즐을 빠져나가는 유동과 연소실 내 음향 섭동의 상호작용은 연소 불안정을 억제하는 핵심 요소로 작용하며 노즐감쇠는 노즐 어드미턴스를 이용하여 정량적으로 평가가 가능하다. 본 연구에서는 노즐의 음향 감쇠 성능을 측정할 수 있는 변형된 임피던스 튜브 실험을 수행하여 수치적 해석기법인 Crocco의 이론을 적용한 1차원 선형화 오일러 방정식으로 도출된 노즐 어드미턴스 값과 비교하였다. 그 결과, 노즐 어드미턴스의 증감하는 부분의 정성적인 경향이 유사함을 확인 가능하였고 그에 따른 노즐감쇠가 효율적인 주파수대를 예측할 수 있었다.
Numerical calculation was applied to supersonic under-expanded jets, and compared with the results of a linear theory and other experiments. TVD difference scheme was employed to solve 2-dimensional and axisymmetric inviscid Euler equation. This paper aims to explore the effects of angle of divergence and design Mach number of nozzle on the structure of under-expanded jets. The angle of divergence was varied from 0 to 20 deg. The results show that the length of the first cell of the under-expanded jets decreases and Mach disk generates at lower nozzle pressure ratio, if the angle of divergence or design Mach number of nozzle increases. The distance from the nozzle exit to Mach disk in 2-dimensional jets becomes much larger than that of axisymmetric jets, and the widths of the jet boundary and the barrel shock wave are also larger than that of axisymmetric jets. Calculation results indicate that the configuration of the under-expanded jets is strongly dependent on the nozzle pressure ratio.
When studying the vibration of a suspension bridge based on the traffic-bridge coupled system, most researchers ignored the contribution of the pavement response. For example, the pavement was simplified as a rigid base and the deformation of pavement was ignored. However, the action of deck pavement on the vibration of vehicles or bridges should not be neglected. This study is mainly focused on establishing a new methodology fully considering the effects of bridge deck pavement, probabilistic traffic flows, and varied road roughness conditions. The bridge deck pavement was modeled as a boundless Euler-Bernoulli beam supported on the Kelvin model; the typical traffic flows were simulated by the improved Cellular Automaton (CA) traffic flow model; and the traffic-pavement-bridge coupled equations were established by combining the equations of motion of the vehicles, pavement, and bridge using the displacement and interaction force relationship at the contact locations. The numerical studies show that the proposed method can more rationally simulate the effect of the pavement on the vibrations of bridge and vehicles.
The existing researches on the dynamics of the fluid-conveying pipes only focus on stability and vibration problems, and there is no literature report on the wave propagation of the fluid-conveying pipes. Therefore, the purpose of this paper is to explore the propagation characteristics of longitudinal and flexural waves in the fluid-conveying pipes. First, it is assumed that the material properties of the fluid-conveying pipes vary based on a power function of the thickness. In addition, it is assumed that the material properties of both the fluid and the pipes are closely depended on temperature. Using the Euler-Bernoulli beam equation and based on the linear theory, the motion equations considering the thermal-mechanical-fluid coupling is derived. Then, the exact expressions of phase velocity and group velocity of longitudinal waves and bending waves in the fluid-conveying pipes are obtained by using the eigenvalue method. In addition, we also studied the free vibration frequency characteristics of the fluid-conveying pipes. In the numerical analysis, we successively studied the influence of temperature, functional gradient index and liquid velocity on the wave propagation and vibration problems. It is found that the temperature and functional gradient exponent decrease the phase and group velocities, on the contrary, the liquid flow velocity increases the phase and group velocities. However, for vibration problems, temperature, functional gradient exponent parameter, and fluid velocity all reduce the natural frequency.
This paper presents the study of the effects of rigid-body motion simultaneously with the presence of the effects of temporal variation due to the existence of morphing speed on the aeroelastic stability of the two-stage telescopic wings, and hence this is the main novelty of this study. To this aim, Euler-Bernoulli beam theory is used to model the bending-torsional dynamics of the wing. The aerodynamic loads on the wing in an incompressible flow regime are determined by using Peters' unsteady aerodynamic model. The governing aeroelastic equations are discretized employing a finite element method based on the beam-rod model. The effects of rigid-body motion on the length-based stability of the wing are determined by checking the eigenvalues of system. The obtained results are compared with those available in the literature, and a good agreement is observed. Furthermore, the effects of different parameters of rigid-body such as the mass, radius of gyration, fuselage center of gravity distance from wing elastic axis on the aeroelastic stability are discussed. It is found that some parameters can cause unpredictable changes in the critical length and frequency. Also, paying attention to the fuselage parameters and how they affect stability is very important and will play a significant role in the design.
In recent years, there have been an increasing number of experimental studies showing the need to include robustness criteria in the design process to develop complex active control designs for practical implementation. The paper investigates the crosswind aerodynamic parameters after the blocking phase of a two-dimensional square cross-section structure by measuring the response in wind tunnel tests under light wind flow conditions. To improve the accuracy of the results, the interpolation of the experimental curves in the time domain and the analytical responses were numerically optimized to finalize the results. Due to this combined effect, the three aerodynamic parameters decrease with increasing wind speed and asymptotically affect the upper branch constants. This means that the aerodynamic parameters along the density distribution are minimal. Taylor series are utilized to describe the fuzzy nonlinear plant and derive the stability analysis using polynomial function for analyzing the aerodynamic parameters and numerical simulations. Due to it will yield intricate terms to ensure stability criterion, therefore we aim to avoid kinds issues by proposing a polynomial homogeneous framework and utilizing Euler's functions for homogeneous systems. Finally, we solve the problem of stabilization under the consideration by SOS (sum of squares) and assign its fuzzy controller based on the feasibility of demonstration of a nonlinear system as an example.
본 연구에서는 천음속 날개/동체 모텔에 대한 축소모델 (Reduced Order Model; ROM)의 정확성을 검증하고, Proper Orthogonal Decomposition(POD)을 이용한 최적설계를 통해 그 효율성을 검토하였다. full order 공력해석을 통한 Snapshot을 추출하기 위해 삼차원 오일러 방정식을 이용하였으며, 이들 Snapshot들을 통해 날개/동체 모델 주위 유동장의 거동을 모사하는 POD의 기저벡터를 계산 하였다. 이러한 과정을 거쳐 구축된 축소모텔은 6개의 Case들로 검증하였으며, 그 결과 ROM을 이용해 관심영역에 대한 유동장의 예측을 할 수 있다는 것을 확인하였다. 그리고 ROM을 통한 날개/동체 모델의 최적설계를 수행 하였으며, 그 결과는 반응면모델 (Response Surface Model; RSM)을 이용한 최적설계 결과와 비교 하였다. 이를 통해 ROM을 바탕으로한 최적설계가 RSM을 이용한 것보다 효율적임을 확인하였다.
압축성 유동장 해석을 위해 개발된 전산유체역학 프로그램의 응용범위를 확장하여 비압축성 유동장을 해석하고자 할 경우 해의 수렴성에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 수렴성 저하 문제는 지배방정식의 수학적 특성에 기인하며 예조건화 방법을 이용하면 지배방정식의 큰 수정 없이 해결할 수 있다. 본 논문은 예조건화 기법을 적용한 압축성 유동해석 프로그램을 개발하여 수렴성의 문제없이 저속의 비압축성 유동장 해석의 적용에 관한 내용을 다루고 있다. 개발된 프로그램의 정확성과 수렴특성을 확인하기 위해 정상상태의 비점성 및 층류 그리고 난류 문제에 대하여 해석하였으며 이를 실험치와 비압축성 계산치와 비교하였다
When a plane shockwave reflects ken a concave wall, it is focused at a certain location, resulting in extremely high local pressure and temperature. This focusing is due to a nonlinear phenomenon of shock wave. The focusing phenomenon has been extensively applied to many diverse folds of engineering and medical treatment as well. In the current study, the focusing of shock wave over a reflector is numerically investigated using a CFD method. The Harten-Yee total variation diminishing (TVD) scheme is used to solve the unsteady, two-dimensional, compressible, Euler equations. The incident shock wave Mach number $M_{s}\;of\;1.1{\~}l.3$ is applied to the parabolic reflectors with several different depths. Detailed focusing characteristics of the shock wave are investigated in terms of peak pressure, gasdynamic and geometrical foci. The results obtained are compared with the previous experimental results. The results obtained show that the peak pressure of shock wave focusing and its location strongly depend on the magnitude of the incident shock wave and depth of parabolic reflector. It is also found that depending up on the depth of parabolic reflector, the weak shock wave focusing process can classified into three distinct patterns : the reflected shock waves do not intersect each other before and after focusing, the reflected shock waves do not intersect each other before focusing, but intersect after focusing, and the reflected shock waves intersect each other before and after focusing. The predicted Schlieren images represent the measured shock wave focusing with a good accuracy.
In the present study, two phase flows around a projectile vertically launched from an underwater platform have been numerically investigated by using a three dimensional multi-phase RANS flow solver based on pseudo-compressibility and a homogeneous mixture model on unstructured meshes. The relative motion between the platform and projectile was described by six degrees of freedom equations of motion with Euler angles and a chimera technique. The propulsive power of the projectile was modeled as the fluid force acting on the lower surface of the body by the compressed air emitted from the underwater platform. Various flow conditions were considered to analyze the fluid-dynamics motion parameters of the projectile. The water level of platform and the current speed around the projectile were the main parametric variables. The numerical calculations were conducted up to 0.75sec in physical time scale. The dynamics tendency of the projectile was almost identical with respect to the water level variation due to the constant buoyancy term. The moving speed of the projectile along the vertical axis inside the platform decreased when the current speed increased. This is because the inflow from outside of the platform impeded development of the compressed air emitted from the floor surface of the launch platform. As a result, the fluid force acting on the lower surface of the projectile decreased, and injection time of the projectile from the platform was delayed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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