• 제목/요약/키워드: Flow Stress Equation

검색결과 283건 처리시간 0.024초

국소거칠기와 난류 경계층과의 상호작용 (Interaction of Local Roughness and Turbulent Boundary Layer)

  • 문철진
    • 수산해양기술연구
    • /
    • 제27권2호
    • /
    • pp.120-124
    • /
    • 1991
  • 이상의 결과를 정리하면 다음과 같이 요약할 수 있다. (1)Karman의 적분 방정식에 미소 거칠기 영향을 고려함으로서 디퓨져 닥트 표면의 경계층 계산에 응용한 결과 모멘트 적분법 및 실험치와의 비교에서 개선된 결과임이 확인되었다. (2) 국소 거칠기의 효과를 주는 방법으로는 Cole의 벽 및 와 법칙에 Clauser의 거칠기 함수와, 압력 기울기를 고려한 부가 형상계수 값으로 적분 방정식에 응용할 수 있다. (3) 국소 거칠기 분포에 의하여 경계층 특성을 교란시켜 표면 마찰력 계수를 줄일 수 있어 마찰력 손실을 줄일 수 있는 방안이 제시되었다.

  • PDF

핵연료 집합체 내에서의 이차유동이 난류에 미치는 영향에 대한 해석적 분석 (Analysis of Secondary Flow Effects on Turbulent Flow in Nuclear Reactor Fuel Rod Bundles)

  • Shon, Jae-Yeong;Park, Goon-Chul
    • Nuclear Engineering and Technology
    • /
    • 제23권3호
    • /
    • pp.275-284
    • /
    • 1991
  • 핵연료봉의 정방형 또는 삼각형 배열내의 2차 난류 유동의 해석은 연료봉내의 온도분포와 열전달 과정의 해석에 있어서 중요한 문제이다. 비등방성 난류모델과 등방성 난류모델을 사용하여 속 도장을 구하였고 열수력학적 성질이 일정하다는 가정하에 지배방정식을 유한 요소법을 사용하여 수치해석적인 방법으로 해를 구하였다. 또한 연료봉 표면 근처에서는 유체의 유동이 난류가 아니기 때문에 축 방향 속도는 벽의 법칙에 의해서 계산하였다. 이러한 방법에 의해서 구해진 해는 실험 결과와 비교되었고 비교적 잘 일치하였다.

  • PDF

원형 단면을 갖는 180° 굽은 곡관내 발달하는 난류유동에 관한 수치해석 (Numerical Simulation of Developing Turbulent Flow in a Circular Pipe of 180° Bend)

  • 명현국
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제30권10호
    • /
    • pp.966-972
    • /
    • 2006
  • A numerical simulation is performed fur developing turbulent flow in a strongly curved 180 deg pipe and its downstream tangent by a new solution code(PowerCFD) which adopts an unstructured cell-centered method. The governing equations are discretized as the full elliptic from of the equations of motion. Three typical two-equation turbulence models of low-Reynolds-number form are used to approximate the turbulent stress field. Solutions fur both streamwise and circumferential velocity components are compared with the experimental data by Azzola et at.(1986). The ${\kappa}-{\omega}$ model by Wilcox(1988) is found to give better prediction performance than the other two. Predicted secondary velocities and streamwise velocity component contours at sequential longitudinal stations are also presented in order to enable a detailed description of the complete flow. It is also found that, in the bend both mean streamwise and secondary velocities never achieve a fully-developed state and the code is capable of producing very well the complex nature of steady flow in a strongly curved pipe.

발전소용 고압 바이패스 밸브 내부 유동해석 (Analysis of Flow through High Pressure Bypass Valve in Power Plant)

  • 조안태;김광용
    • 한국유체기계학회 논문집
    • /
    • 제10권6호
    • /
    • pp.17-23
    • /
    • 2007
  • In the present work, flow analysis has been performed in the steam turbine bypass control valve (single-path type) for two different cases i.e., case with steam only and case with both steam and water. The numerical analysis is performed by solving three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations. The shear stress transport (SST) model and $k-{\varepsilon}$ model are used to each different case as turbulence closure. Symmetry condition is applied at the mid plane of the valve while adiabatic condition is used at the outer wall of the cage. Grid independency test is performed to find the optimal number of grid points. The pressure and temperature distributions on the outer wall of the cage are analyzed. The mass flow rate at maximum plug opening condition is compared with the designed mass flow rate. The numerical analysis of multiphase mixing flow(liquid and vapor) is also performed to inspect liquid-vapor volume fraction of bypass valve. The result of volume fraction is useful to estimate both the safety and confidence of valve design.

조선 해양 구조물용 강재의 소성 및 파단 특성 V: 온도 의존성을 고려한 변형률 속도에 관한 실험적 연구 (Plasticity and Fracture Behaviors of Marine Structural Steel, Part V: Effects of Strain Rate and Temperature)

  • 정준모;임성우;김경수
    • 한국해양공학회지
    • /
    • 제25권3호
    • /
    • pp.73-84
    • /
    • 2011
  • This is the fifth in a series of companion papers dealing with the dynamic hardening properties of various marine structural steels at intermediate strain rates. Five steps of strain rate levels (0.001, 1, 10, 100, 200/s) and three steps of temperature levels (LT ($-40^{\circ}C$), RT, and HT ($200^{\circ}C$)) were taken into account for the dynamic tensile tests of three types of marine structural steels: API 2W50 and Classifications EH36 and DH36. The total number of specimens was 180 pieces. It was seen that the effects of dynamic hardening became clearer at LT than at RT. Dynamic strain aging accompanying serrated flow stress curves was also observed from high temperature tests for all kinds of steels. The dynamic hardening factors (DHFs) at the two temperature levels of LT and RT were derived at the three plastic strain levels of 0.05, 0.10, 0.15 from dynamic tensile tests. Meanwhile, no DHFs were found for the high temperature tests because a slight negative strain rate dependency due to dynamic strain aging had occurred. A new formulation to determine material constant D in a Cowper-Symonds constitutive equation is provided as a function of the plastic strain rate, as well as the plastic strain level. The proposed formula is verified by comparing with test flow stress curves, not only at intermediate strain rate ranges but also at high strain rate ranges.

Ti-6Al-4V 합금의 동적 변형 거동에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Behavior of Ti-6Al-4V Alloy)

  • 서용석;이영신;송오섭
    • 한국군사과학기술학회지
    • /
    • 제20권2호
    • /
    • pp.206-216
    • /
    • 2017
  • This paper studies on the dynamic properties of Ti-6Al-4V alloy. After forming the four different micro structures(equiaxed, lamellar, and 2 bimodals) through heat treatments, static and dynamic properties of each structure were investigated quantitatively. Dynamic behaviors of the alloy are observed by the compressive split Hopkinson pressure bar(SHPB) tests. In additon, parameters of Johnson-Cook equation were determined from the SHPB test results. In order to verify the suitability of the parameters, high velocity impact tests were performed and the results were compared with the numerical analysis results. Although the flow stress and the fracture strain of the bimodal structures were higher than those of the equiaxed structure at the static tests, the superior dynamic properties were observed at the equiaxed structure due to the effects of higher maximum flow stress and fracture strain. From the numerical analysis, J-C parameters which are determined on this study describe well the dynamic behavior of Ti-6Al-4V alloy. Experimental and analysis results are consistent with ${\pm}5%$ of an average error.

대구지역 셰일의 크리프 특성 (The Creep Behavior of Shale in Daegu Area)

  • 김영수;정성관;차주석;방인호
    • 터널과지하공간
    • /
    • 제13권2호
    • /
    • pp.100-107
    • /
    • 2003
  • 본 암석에 외력을 가하면 내부 응력이 발생하고, 이로 인해 변형이 발생하게 된다. 암석재료에서 크리프 변형이 장기간 지속되어 어느 한계에 도달하면 급작스런 파괴로 이어진다. 따라서 구조물의 장기적 안정성 검토 시에 지반의 크리프 특성 파악이 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 일축압축강도의 40% 50%, 60%, 70%에 해당하는 하중을 가하여 변형률을 측정하였다. 크리프 특성을 비교 . 분석한 결과로써 변형률 속도의 경우 하중 이 증가함에 따라 변형률 속도 상수$\alpha$ , ${\gamma}$ 도 증가하는 경향이 나타났다. 크리프 곡선에서 Griggs가 제안한 식이 Li와Xia, Singh식 보다 적합하였으며, Burger's model을 적용하여 구한상수 G$_2$는 응력수준의 증가에 파라 감소하며, η$_1$$_2$, G$_1$의 경우 불규칙하게 나타났다.

조(粗)·세립상(細粒床)의 연속구조를 갖는 개수로 흐름에서 오염물질 수송에 대한 이차흐름 영향 분석 (Impact of Secondary Currents on Solute Transport in Open-Channel Flows over Smooth-Rough Bed Strips)

  • 강형식;최성욱;김규호
    • 대한토목학회논문집
    • /
    • 제29권1B호
    • /
    • pp.73-81
    • /
    • 2009
  • 본 연구에서는 개수로 흐름에서 오염물질 이동 현상에 대한 이차흐름의 영향을 분석하였다. 운동량 방정식과 스칼라 수송 방정식에서의 난류 폐합을 위해 레이놀즈응력 모형 및 GGDH 모형을 사용하였다. 개발된 모형을 이용하여 조 세립상의 횡방향 연속구조를 갖는 개수로 흐름에서의 오염물질 이동에 대한 이차흐름의 영향을 분석하였다. 그 결과, 이차흐름의 영향으로 인해 최대 농도 값의 발생 위치가 이동하는 것으로 나타났으며, 농도 분포 역시 정규 분포에서 거리에 따라 점차 왜곡 되는 것으로 확인되었다. 또한, 이차흐름의 영향으로 자유수면 근처에서는 매끄러운 하상에 비해 거친 하상에서의 오염물질 농도가 더 크게 발생되었으며, 스칼라-흐름률을 계산한 결과, 오염물질의 수직방향 확산은 매끄러운 하상에 비해 거친 하상에서 더 빨리 진행되는 것으로 확인되었다. 한편, 농도 분포 변화에 대한 이차흐름 및 스칼라-흐름률의 영향을 살펴보기 위하여 스칼라 수송률 분석을 수행하였다.

변형구배 결정소성 유한요소해석법을 이용한 니켈기 다결정 합금의 Hall-Petch 관계 모델링 (Modeling the Hall-Petch Relation of Ni-Base Polycrystalline Superalloys Using Strain-Gradient Crystal Plasticity Finite Element Method)

  • 최윤석;조경목;남대근;최일동
    • 한국재료학회지
    • /
    • 제25권2호
    • /
    • pp.81-89
    • /
    • 2015
  • A strain-gradient crystal plasticity constitutive model was developed in order to predict the Hall-Petch behavior of a Ni-base polycrystalline superalloy. The constitutive model involves statistically stored dislocation and geometrically necessary dislocation densities, which were incorporated into the Bailey-Hirsch type flow stress equation with six strength interaction coefficients. A strain-gradient term (called slip-system lattice incompatibility) developed by Acharya was used to calculate the geometrically necessary dislocation density. The description of Kocks-Argon-Ashby type thermally activated strain rate was also used to represent the shear rate of an individual slip system. The constitutive model was implemented in a user material subroutine for crystal plasticity finite element method simulations. The grain size dependence of the flow stress (viz., the Hall-Petch behavior) was predicted for a Ni-base polycrystalline superalloy NIMONIC PE16. Simulation results showed that the present constitutive model fairly reasonably predicts 0.2%-offset yield stresses in a limited range of the grain size.

난류모형을 적용한 엔진 연료실의 유동해석 (Flow Analysis in the Fuel Chamber of Engine by Applying Turbulent Models)

  • 곽승현
    • 한국항해항만학회지
    • /
    • 제30권5호
    • /
    • pp.369-374
    • /
    • 2006
  • 복잡한 연료실 내의 유동현상을 난류모형을 적용하여 해석하였다. 적용한 모형은 $k-\varepsilon,\;k-\omega$, spalart-allmaras, reynolds stress이고, 연로실내의 격자는 혼합격자(hybrid grid) 이다. 속도벡터, 압력분포, 반복계산(iteration)에 의한 잔류치(residual), 동력학적 양정(dynamic head) 등을 모사하였다. 4개의 난류모형을 연료실 유동에 적용하였다. 3차원 수치실험에 앞서, 수치검증을 위하여 2차원 물체 주위의 점성유동을 $k-\varepsilon$ 난류모형을 적용하여 모사하였고 항력계수를 비교하였다.