A three-dimensional multidirectional nonlinear numerical wave tank (NWT) based on the Navier-Stokes equations and the Finite Volume Method (FVM) is developed by using the two-phase hydrodynamic flow solver naoe-FOAM-SJTU based on the open source toolbox OpenFOAM. The free surface is capturing with the Volume Of Fluids (VOF). The directional wave including Stokes wave, solitary wave and nonlinear wave are simulated and verified. The multi-directional waves are also simulated with particular wave spectral such as JONSWAP and wave directional spreading function. The obtained numerical results show the capability of the solver to generate different type of multidirectional nonlinear waves accurately. Meanwhile, it implies that the presented NWT can easily extend to model the wave-structures interactions, which will be great help to the offshore structures design.
The conventional discrete-ordinates method (DOM) is modified and developed for the analysis of two-dimensional axisymmetric cylindrical enclosure with curved wall. The objective of the present work is to extend the capability of the conventional DOM into a general axisymmetric geometry like nozzle-shaped enclosure, by adopting the arbitrary control angle as was done in the finite-volume method (FVM), while keeping the same two-dimensional solution procedure as in the conventional DOM. The present method is validated by applying it to three different benchmark problems of axisymmetric enclosure containing absorbing, emitting and scattering medium. Results presented in this work not only support the solution accuracy, but also moderate efficiency in the numerical calculation of axisymmetric radiation problem.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제7권1호
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pp.25-40
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2015
Understanding the effects of the parameters affecting the interaction of tandem hydrofoil system is a crucial subject in order to fully comprehend the aero/hydrodynamics of any vehicle moving inside a fluid. This study covers a parametric study on tandem hydrofoil interaction in both potential and viscous fluids using iterative Boundary Element Method (BEM) and RANSE. BEM allows a quick estimation of the flow around bodies and may be used for practical purposes to assess the interaction inside the fluid. The produced results are verified by conformal mapping and Finite Volume Method (FVM). RANSE is used for viscous flow conditions to assess the effects of viscosity compared to the inviscid solutions proposed by BEM. Six different parameters are investigated and they are the effects of distance, thickness, angle of attack, chord length, aspect ratio and tapered wings. A generalized 2-D code is developed implementing the iterative procedure and is adapted to generate results. Effects of free surface and cavitation are ignored. It is believed that the present work will provide insight into the parametric interference between hydrofoils inside the fluid.
일반적으로 전기자동차(Electric Vehicle, EV)의 배터리로는 리튬-이온 전지가 많이 사용된다. 리튬-이온 전지는 충전이 가능한 이차 전지의 일종으로 마이크로 스케일의 극판과 분리막이 반복하여 적층된 구조를 가지고 있다. 이와 같은 미세구조로 인해 상세해석모형을 적용하는 것은 지나치게 많은 비용이 소모되는 일이다. 본 연구에서는 리튬-이온 전지를 하나의 등가물성으로 나타내는 방법을 제시하고 있으며, 185.3Ah 전지와 20Ah 전지에 이를 적용하여 그 결과를 이전자료와 비교하고 있다. 또한 집중용량법을 적용한 계산 결과를 함께 제시하여 유한요소법(FEM)이나 유한체적법(FVM)의 사용 없이 손쉽게 전지의 열적 거동을 확인할 수 있는 방법을 제시하였다.
The QUICK scheme for convection terms is modified for unstructured finite volume method by using linear reconstruction technique and validated through the computation of two well defined laminar flows. It uses two upstream grid points and one downstream grid point in approximating the convection terms. The most upstream grid point is generated by considering both the direction of flow and local grid line. Its value is calculated from surrounding grid points by using a linear construction method. Numerical error by the modified QUICK scheme is shown to decrease about 2.5 times faster than first order upwind scheme as grid size decreases. Computations are also carried out to see effects of the skewness and irregularity of grid on numerical solution. All numerical solutions show that the modified QUICK scheme is insensitive to both the skewness and irregularity of grid in terms of the accuracy of solution.
The incompressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) equations are solved using the standard $\textsc{k}-\varepsilon$ turbulence model and a finite volume method(FVM)with an O-type grid system. The computed results for its performance test are in good agreement with the published experimental data. The present method is applied to the study on the leading edge radius of a hydrofoil section Calculated results suggest that the leading edge radius has some effects on cavitation performances of a 2-D foil. A natural leading edge radius for the NACA66 section is determined from this study.
The heat and vibration effect is known to cause a serious deformation in linear motor system. The paper presents a heat and vibration characteristics that compare a advanced linear motor with developed linear motor through experiment and analyses. The heat in linear motor system is identified for experimental data and analytic data using the Finite Volume Method (FVM). Also, it shows that the optimum standard analyzed the acceleration patterns of the moving part cause the vibration source in linear motor. It presents the analyzed dynamics of linear motor in compliance with a deformation of the non-linear factor.
A finite-volume method using multi-block grid technique has been developed in order to investigate the flow field around multi-body. Here the matching grids are used at the interface between blocks and the boundary conditions are imposed there to exchange physical values across the interface. For the test problems, the laminar viscous flaw around one-and two-cylinder are simulated and the results are compared with experiments and other numerical results.
The present paper explains some advancement made by the authors for the compressible flow computation of the Euler equations based on the unstructured grid and vertex- centered finite volume method. Accurate solutions to the unsteady axisymmetric shock wave propagation problems and three-dimensional airplane flows have been obtained by a high-order upwind TVD and FCT schemes. Unstructured grid adaption is made for the unsteady shock wave problems by the dynamic h-refinement/unrefinement procedure and for the three-dimensional steady flows by the Delaunay point-insertion method to generate three-dimensional tetrahedral mesh enrichment. Some physics of the shock wave diffraction phenomena and three-dimensional airplane flow are discussed.
In this paper, the influence of frictional conditions on the backward impact extrusion of aluminum battery casing with large aspect ratio has been investigated. In the simulation, MSC.Superforge, a package based on the finite volume method, is used for the extrusion analysis. The formability and earing problem during the production have been evaluated by studying the sensitivity to frictional effects. During the sensitivity analysis, the friction factor was varied from 0.02 to 0.24. As the friction factor is increased, the forming height of the narrow edge is decreased, and the forming height of the wide edge is increased. When the friction factor becomes 0.2, the earing problem does not occur The experimental results show a good agreement with analytical results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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