It is important to develop more efficient and productive casting processes for an automated high precision molten-metal casting system. Detailed analysis of molten-metal flow in the casting process by the numerical approach will help to optimize the control of a ladle. In this study, the smoothed particle hydrodynamics method was applied to analyze casting flow characteristics with different tilting angular speed and initial molten-metal level. The smoothed particle hydrodynamics technique has advantages to easily handle non-linear free surface behavior with the absence of a computational mesh. We found that tilting angular speed has relatively greater effect on the casting flowrate and that the effect of the initial molten-metal level is only minor. Further extensive study will be necessary to find an optimal condition for high efficient casting system.
This paper discusses effect of solid mass inventory on the hydrodynamic characteristics of circulating fluidized bed(CFB). Operating parameters of solid mass inventory and air flow rates were varied to understand their effects on fludization pattern. Experimental measurements were made in a CFB of which height and diameter are 3m and 0.05m respectively. Black SiC particles ranging from $100{\mu}m\;to\;500{\mu}m$ were employed as the bed material. Superficial gas velocity of riser and J-valve fluidizing velocity were in the ranges of $1.39{\sim}3.24m/s\;and\;0.139{\sim}0.232m/s$, respectively. The axial solid fraction and solid circulation rate of CFB were calculated based on the experimental data and compared with modellings through IEA-CFBC Model and commercial CFD code.
The characteristics of constitutive equations, for hydrocodes, were Investigated by the comparison between the smoothed particle hydrodynamcis simulation and the experiment of rod impact test which resulted in a deformation history of impacting front where high strain and high strain rate dominate. The constitutive equations used in the simulation Is J-C(Johnson-Cook) model, Z-A(Zerilli-Armstrong) model, and S-C-G(Steinberg-Cochran-Guinan) model. The modification of Z-A model, based on the increased effect of strain-rate hardening, showed better correlation with expriment.
Among many other alternative energy resources, small scale hydropower has been brought into attention as a reliable source of energy today, which had been relatively neglected since 1960s. Present low head of Francis turbines and small scale hydroturbines, however, have limitations in the minimum required head and flow rate for efficient operation. This study attempts to develope the Francis turbine which is expected to run efficiently even in very low head and small flow rate, so that the limitations on the conventional small scale hydropower could alleviated and competition with other alternative energy sources in the changable design conditions could attained. The Francis turbine of a new concept was designed based on changable design conditions, hydrodynamics and theory of power transmission. The result of the study shows that two stages runner is more efficient, cheaper in construction, faster responding, and easier maintaining than single stage runner of Francis turbine
An attempt to improve the speed performance through the minimizing in wave resistance has been done by an application of gooseneck and no bulb type to bulbous bow for the DSME 78,500 Class LPG Carrier on the basis of the CFD calculation and comparatives model tests. The hydrodynamic characteristics according to the variation of the shape of Cp-curve, design load water line, frame line and bulbous bow that have an important effect on the wave resistance has been evaluated/calculated by ship-flow code. A wide variety in hull variation have been tried to have a good hull form with three types of fore-body hull forms mainly classified by the shape of bulbous bow. The speed performances for the three final hull forms with different bulbous bows have been evaluated through the model tests.
삼상 역 유동층은 유동하거나 부유하는 입자의 크기가 매우 작은 경우나 유동입자의 밀도가 액체보다 작은 담체나 접촉매체 또는 촉매전달물질인 경우에 생물반응기, 발효공정, 폐수처리공정, 흡착, 흡수공정 등에 매우 효과적으로 사용될 수 있어서 그 적용성은 날로 증대되고 있다. 그러나, 삼상 역 유동층에 대해서는 많은 연구가 진행되지 않아 왔으며 수력학적 특성에 대한 연구조차도 미흡한 실정이다. 삼상 역 유동층을 이용한 많은 종류의 반응기와 공정들의 운전과 설계 그리고 scale-up을 위해서는 삼상 역 유동층에서 수력학적 특성과 열전달과 물질전달과 같은 이동현상에 대한 정보는 필수적이라는 것은 자명한 사실이다. 따라서, 본 총설에서는 삼상 역 유동층에 대한 정보들을 공학적 측면에서 요약하고 재정리하여서 이 분야의 현장에서 필요한 지식들을 제안하고자 하였다. 본 논문은 수력학적 특성, 열전달 특성 그리고 물질전달 특성의 세 부분으로 이루어져있다. 즉, 수력학적 특성 부분에서는 운전변수가 상 체류량, 기포의 특성 그리고 유동입자의 분산에 미치는 영향을 검토하였으며, 열전달 특성 부분에서는 삼상 역 유동층에서의 운전변수가 열전달 계수에 미치는 영향을 고찰하였고, 열전달 모델에 대한 정리를 하였으며, 물질전달 특성 부분에서는 운전변수가 연속액상의 축방향 분산계수 및 액상 부피물질전달계수에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 또한, 각 절에서 유동입자의 최소유동화속도, 상 체류량, 기포특성, 유동입자의 요동빈도수 및 유동입자의 분산 등과 같은 수력학적 특성과 열전달 계수 그리고 연속액상의 축방향 확산계수와 물질전달계수 등을 예측할 수 있는 상관식들을 제안하였다. 본 총설의 마지막 절에서는 삼상 역 유동층의 공업적 응용을 위해 앞으로 더 연구해야하는 내용에 대해 제안을 하였다.
The aim of this paper is further studies to achieve deeper understanding in this field. First investigate the influence of operating conditions and design parameters on the hydrodynamics and the mass transfer properties of a loop reactor. This paper provides a literature review on the ejectors applications in the mixing system. A number of studies are grouped and discussed in several topics such as the background, theory of ejector, mixing characteristics, optimization of the system. Since the high efficiencies reactor using ejector widely used in gas-liquid system, especially in a number of chemical and biochemical processes. This is due to their high efficiency in gas dispersion resulting in high mass transfer rate and low power requirements. Thus ejector has been applied to the mixing system. An investigation on hydrodynamics and mass transfer characteristics of gas-liquid ejector has been carried out using three-dimensional CFD modeling.
역동적인 파랑에 노출되는 경우 다양한 failure mode를 쉽게 드러내는 Oil boom의 성능을 개선하기 위해 가장 정교한 파랑모형인 spatially filtered Navier-Stokes 식을 LES (Large Eddy Simulation), 잔차응력에 대한 LDS (Lagrangian Dynamic Smagorinsky 모형), SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) 기법을 활용하여 해석하는 새로운 수치모형이 제언되었다. 이어 부유식 Oil Boom의 누유특성을 규명하기 위해 oil spill, progressive wave, oil boom의 상호작용을 oil boom이 계류삭에 고정되어있는 경우와 oil boom의 excursion이 허용된 경우에 대해 각각 수치모의 하였다. 모의결과 oil boom의 skirt 길이가 수심의 30% 이상이고 excursion이 허용된 경우 oil spill의 차폐 기능은 극대화되는 것으로 밝혀졌다. 이와 더불어 y = 1~2 m 사이에 오일막과 해수의 경계층에서 생성된 와류가 저면으로 확산되면서 시계방향과 반 시계방향의 와류가 엇갈리게 생성되는 coherent eddies가 관측되어 수리실험을 통해 그 존재가 알려진 Kelvin-Helmholz파의 성장과정과 계면으로부터의 일탈과정이 수치모의된 것으로 판단된다.
SPH is the shorthand for Smoothed Particle Hydrodynamics. This method is a Lagrangian method which means that it involves following the motion of elements of fluid. These elements have the characteristics of particles and the method is called a particle method. A useful review of SPH (Monaghan 1992) gives the basic technique and how it can be applied to numerous problems relevant to astrophysics. You can get some basic SPH programs from http) /www.maths.monash.edu.au/jjm/sphlect In the present lecture I will assume that the student has studied this review and therefore understands the basic principles. In today's lecture I plan to approach the equations from a different perspective by using a variational principle.
선박 고속화와 해양레저선박에 대한 관심 증대로 쌍동형 선체건조가 증가하고 있으며 일반적으로 쌍동형 선체는 복원성, 내항성능 및 저항추진 등에서 단동형 선체보다 고속선형 및 갑판활용에 적합하다고 알려져 있다. 하지만, 쌍동형 선체는 갑판 상에서 두 개의 선체를 동체로 결합시킨 선체로서 운동 시 부체 간 공진현상이 수반된 자유표면 거동과 유체력이 발생할 수가 있다. 따라서, 이 논문에서는 이런 공진현상을 감쇠시킬 수 있는 방안을 모색하여 합리적인 쌍동형 선체의 운동응답특성과 동유체력을 산출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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