This paper investigated the characteristics of the turbulent incompressible flow past the orifice ring in an axi-symmetric pipe. The flow field was the turbulent pulsatile flow for Reynolds number of $2{\times}10^{5}$ which was defined based on the maximum velocity and the pipe diameter at the inlet, with oscillating frequence $(f_{os})=1/4{\pi}$ which was considered as quasi-steady state frequence. In the present investigation, finite analytic method was used to solve the governing equations in Navier Stokes and turbulent transport formulations. Particularly at high Reynolds number and low oscillation frequency, the effects of orifice ring on the flow were numerically investigated. The separation zone behind the orifice ring during the acceleration phase was found to be decreased. However, during the deceleration phase, the separation behind the orifice ring for pulsatile flow continuously grow to a size even larger than that in steady flow. The pressure drop in steady flow was found to be constant and always positive while for pulsatile flow the pressure drop change with time. And large turbulent kinetic energy, dissipation rate were found to be located in the region where the flow passes through the orifics ring. The maximum turbulent kinetic energy, generally occurs along the shear layer where the velocity gradient is large.
스마트 무인기의 공력특성을 향상시키기 위하여 주익에는 와류생성기(vortex generator), 주익의 끝단에는 유동펜스(flow fence)를 적용하였다. 와류생성기는 SUAV의 최대양력계수와 실속각을 지연시키는 효과가 있었지만 높은 항력증가를 초래하여, 결국에는 양항비가 줄어들었다. 이를 개선하기 위하여 L-형태와 높이가 3mm와 5mm인 와류생성기를 적용하였다. 유동펜스는 나셀 틸팅각이 증가함에 따라 나셀에서 발생하는 박리에 의하여 주익성능이 감소하는 현상을 방지하기 위하여 사용하였다. 두 가지 유동제어 장치를 사용함에 따라 스마트 무인기의 공력특성들이 어떻게 변화하였는지를 정리하였다.
Flow through compliant tubes with linear taper in wall thickness is numerically simulated by finite element analysis. Two models are examined: a planar two-dimensional channel, and an axisymmetric tube. For verification of the numerical method, flow through a compliant stenotic vessel is simulated and compared to existing experimental data. Computational results for an axisymmetric tube show that as cross-sectional area falls with a reduction in downstream pressure, flow rate increases and reaches a maximum when the speed index (mean velocity divided by wave speed) is near unity at the point of minimum cross-section area, indicative of wave speed flow limitation or "choking" (flow speed equals wave speed) in previous one-dimensional studies. For further reductions in downstream pressure, flow rate decreases. Cross-sectional narrowing is significant but localized. When the ratio of downstream-to-upstream wall thickness is ${\le}$ 2 the area throat is located near the downstream end; as wall taper is increased to ${\ge}$ 3 the constriction moves to the upstream end of the tube. In the planar two-dimensional channel, area reduction and flow limitation are also observed when outlet pressure is decreased. In contrast to the axisymmetric case, however, the elastic wall in the two-dimensional channel forms a smooth concave surface with the area throat located near the mid-point of the elastic wall. Though flow rate reaches a maximum and then falls, the flow does not appear to be choked.
일정한 주기를 갖는 맥동유동에 대하여 혈관이 확장될 때 나타나는 동맥류 내부에서의 유동 및 벽면전단응력의 특성을 2차원적으로 고찰하였다. 상용 소프트웨어를 이용하여 직경비 1.5. 2.0 및 2.5 그리고 Womersley 수 15.47에 대한 복부대동맥내의 유동 현상을 수치해석하였다. 해석결과 동맥류 상단부에서 형성된 재순환유동은 시간의 흐름에 따라 생성과 소멸을 반복하였고. 시간이 3.19초인 경우, 동맥류 입구부 상단 근처에서 매우 미약한 재순환유동이 발달하고 있음을 예상할 수 있었다. 그리고 직경비가 증가할수록 동맥류 말단부에서 전단응력의 변화의 폭이 증가하였고 최대 전단응력의 값도 증가하는 것을 알 수 있었다. 그러나 최대 벽면전단응력의 발생 위치는 직경비의 변화와 거의 무관하였으며 동맥류 말단부 근처 (z : 35mm)에서 발생하였다
많은 기존 공식중 세계의 가장 우수한 최대 유량공식을 찾아, 그 세개의 한계유량공식의 개요와, 냉각재상실사고시 격납용기격리에 실패하는 경우를 특정지을 수 있는 구멍의 크기와 격납용기의 압력 및 온도 등이 주어진 상태하에서 격납용기로부터 외부대기로 방출되는 개략적인 핵분열생성물의 양을 추정하기 위한 계산절차를 제시하였다. 이상기체의 임계유량공식과 이상유(two-phase flow)의 최대유량을 산출하기 위한 무디(Moody)의 도표를 이용하여 계산실예를 제시하였으며, 그 결과를 콘뎀프트-앨티(CONTEMPT-LT) 전산코드의 질량유출공식을 콘버징 노즐(converging nozzle)을 통과하는 음속류(sonic flow)의 경우에 적용하여 산출한 값과 비교하여 보았다. 이리하여 이상 기체의 임계유량공식은 무디(Moody)의 공식이 주는 값과 거의 비슷한 결과를 줌을 입증하였다. 또한 냉각재상실 사고시 격납용기로부터의 유출율을 추정하기 위해서는 콘템프트-앨티(CONTEMPT-LT)의 질량유출공식을 사용하는 것보다 이상 기체의 최대유량공식을 사용하는 것이 더 보수적인 방법임을 보여 주었다.
도로용량편람(2004)에 제시된 합류부 분석 방법론은 수요가 용량을 초과할 경우 정체가 발생한다는 가정을 전제로 하고 있다. 그러나 많은 경우, 본선과 연결로 수요의 합이 용량을 초과하지 않은 상태에서도 합류부에서는 정체가 발생하고 있는 실정이며, 현재의 분석방법으로는 본선 및 연결로가 정체발생과 관련하여 어떠한 영향을 끼치는지에 대한 분석이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 합류부 본선 및 연결로 수요교통량의 조합에 따라 발생할 수 있는 합류부 교통상태를 추정할 수 있는 모형을 개발하였다. 본 연구에서 제시하는 모형의 가장 큰 특징은 가변용량 개념의 도입인데 즉, 합류부 본선 및 연결로 수요교통량의 조합에 따라 정체되지 않고 통과될 수 있는 최대통과가능교통량 및 정체발생시의 최대통과교통량 산정에 있다. 이를 통해 합류부의 교통상태가 정체될 것인지, 또한 정체시 최대통과교통량 및 정체규모는 얼마가 될 것인지 추정할 수 있었다. 한편, 현재 사용하고 있는 합류부 서비스수준 평가기법은 실제 교통상황을 반영하지 못함으로 인해 고속도로 현장에서는 정체상황이 발생되고 있으나 수요가 용량을 초과하지 않았다는 이유로 정상교통류 상태로 평가하는 단점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 보다 현실적인 합류부 서비스수준 평가기법을 제시하기 위해 본 연구에서 개발한 합류부 분석방법론을 토대로 새로운 합류부 서비스수준 구분 기준을 제시하였다.
For Aerodynamic analysis of vehicle at altitude, 100km, the validity of governing equations based on continuum model, was reviewed. Also, as the preliminary study for the sub-orbital space plane development, a candidate geometry was suggested and computational fluid dynamic(CFD) analysis was performed for various angles of attack in subsonic and supersonic flow regimes to analyze the aerodynamic characteristics and performance. The inviscid flow analyses showed that the stall starts at angle of attack above $20^{\circ}$, the maximum drag is generated at angle of attack, $87^{\circ}$ and the maximum lift to drag ratio is about 8 in subsonic flow. In supersonic, the stall angle is about $40^{\circ}$ and the maximum drag is generated at angle of attack, $90^{\circ}$. Also, mach number distribution of re-entry vehicle was computed versus altitudes.
A Small-size axial fan(SSAF) has widely been utilized to circulate a cooling air in a refrigerator, etc. Generally, the aerodynamic performance of SSAF is strongly dependent upon the depth between SSAF and bellmouth, and it includes axial, partially stalled, mostly stalled and radial flow regions according to the flow coefficient. In this study, four kinds of bellmouth depths were considered to analyze the aerodynamic performance of SSAF. As a bellmouth depth increases, a maximum flowrate decreases, but a maximum static pressure increases. Also, stall region includes an inflection point in all aerodynamic performance curves. Finally, a static pressure efficiency shows the maximum value of 37%.
Fully developed turbulent flow through three concentric annuli with both the rough inner and outer walls was experimentally investigated for a Reynolds number range Re=15,000-85,000. Measurements were made of the pressure drop, the positions of zero shear stress and maximum velocity, and the velocity distributions in annuli of radius ratios, ${\alpha}=0.26$, 0.4 and 0.56, respectively. The experimental results showed that the positions of zero shear streess and maximum velocity were only weakly dependent on the Reynolds number. It was also found that the position of zero shear stress was not coincident with that of maximum velocity. Furthmore, the former was influenced more sensitively than the latter on the square-ribbed roughness along the axial direction.
The k most vital arcs (k-MVA) of a maximum flow problem is defined as those k arcs whose simultaneous removal from the network causes the greatest decrease in the throughput capability of the remaining system between a specified pair of nodes. In this study, we present a method for determining all the k-MVA in maximum flow problem using a minimal cardinality cut algorithm and k-th minimal cut ranking algorithm. For ranking cardinality cuts, we use Hamacher's ranking algorithm for cut capacity and by comparing present residual capacity of cardinality cut with expected residual capacity of next cardinality cut, we also present termination condition for this algorithm. While the previous methods cannot find all the alternatives for this problem, a method presented here has advantage of determining all the k-MVA.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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