• 제목/요약/키워드: Finite Volume

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Experimental study and numerical modeling of liquid sloshing damping in a cylindrical container with annular and sectorial baffles

  • Mohammadi, Mohammad Mahdi;Moosazadeh, Hamid
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제9권4호
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    • pp.349-366
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    • 2022
  • The ability of baffles in increasing the sloshing damping is investigated in this study by theoretical, numerical, and experimental methods. Baffles Installed as separators in containers, can change the dynamic properties of sloshing. The main purpose of this study is to investigate the effect of baffle placement.The main purpose of this study is to investigate the effect of placing baffles in order to provide appropriate frequencies and damping and to present a practical baffle arrangement in the design ofsloshing. In this regard, an experimental setup is designed to study the fluid sloshing behavior and damping properties in cylindrical tanks filled up to an arbitrary depth. A new combination of annular and sectorial baffles is employed to evaluate fluid sloshing in the tank. The results show that the proposed baffle arrangement has a desired effect on the damping and fluid sloshing frequencies and optimally satisfies the anticipated design requirements. In addition, the theoretical frequencies exceed empirical frequencies at the points far from baffles, while at the points close to baffles, the empirical ones are higher than theoretical ones. Also, at the depths near the bottom of container sloshing frequencies are not affected by sectorial baffles, although the theoretical curve predicts a reduction in the fundamental frequency of sloshing. Finally, the results of finite volume and finite element methods which compared with experimental data, indicated a good agreement between different approaches.

직교격자 기반 수치기법을 이용한 선박의 대변위 운동해석 (Analysis of Large-Amplitude Ship Motions Using a Cartesian-Gridbased Computational Method)

  • 양경규;남보우;이재훈;김용환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제49권6호
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    • pp.461-468
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    • 2012
  • In this study, a Cartesian-grid method based on finite volume approach is applied to simulate the ship motions in large amplitude waves. Fractional step method is applied for pressure-velocity coupling and TVD limiter is used to interpolate the cell face value for the discretization of convective term. Water, air, and solid phases are identified by using the concept of volume-fraction function for each phase. In order to capture the interface between air and water, the tangent of hyperbola for interface capturing (THINC) scheme is used with weighed line interface calculation (WLIC) method which considers multidimensional information. The volume fraction of solid body embedded in the Cartesian grid system is calculated using a level-set based algorithm, and the body boundary condition is imposed by a volume weighted formula. Numerical simulations for the two-dimensional barge type model and Wigley hull in linear waves have been carried out to validate the newly developed code. To demonstrate the applicability for highly nonlinear wave-body interactions such as green water on the deck, numerical analysis on the large-amplitude motion of S175 containership is conducted and all computational results are compared with experimental data.

타원 섬유가 포함된 복합재료에서의 탄성 해석 (Elastic Analysis in Composite Including Multiple Elliptical Fibers)

  • 이정기
    • Composites Research
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    • 제24권6호
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    • pp.37-48
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    • 2011
  • 체적 적분방정식법(Volume Integral Equation Method)이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 서로 상호작용을 하는 등방성 또는 이방성 타원 함유체를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 매우 효과적으로 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 등방성 또는 이방성 타원 함유체의 중심이 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에, 다양한 타원을 포함하는 원형 실린더 함유체의 체적비에 대하여, 중앙에 위치한 타원 함유체와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 체적 적분방정식법을 이용한 해를 유한요소법을 이용한 해 및 해석해와 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.

섬유혼입률이 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화거동에 미치는 영향 (Effect of fiber volume fraction on the tensile softening behavior of Ultra High Strength Steel Fiber-Reinforced Concrete)

  • 강수태;박정준;이시영;박건;홍기남;김성욱
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.421-424
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    • 2008
  • 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 역학특성은 높은 인장강도와 균열 이후의 높은 연성발현을 들 수있다. 본 연구에서는 섬유혼입률의 변화에 따른 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화 특성을 시험적으로 규명하고, 시험결과를 토대로 FEM 해석을 통해 변형성능을 정확하게 추정할 수 있는 인장 연화모델을 구축하고자 하였다. 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장거동은 강섬유의 혼입률에 관계없이 일정한 값의 초기강성을 나타내었으며, 강섬유의 혼입률이 증가할수록 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 휨인장강도는 증가하고 연화거동은 취성적인 것으로 나타났다. 노치낸 보에 대한 3점 휨실험 결과를 토대로 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화곡선을 얻기 위해 Uchida 등이 제안한 역해석법을 사용하였으며, 섬유혼입률과 임계균열폭의 함수로서 인장연화모델을 제안하였다.

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