The present paper aims at improving the modeling of turbulence for the upward turbulent bubbly flow through the use of experimental databases that contain data on small and large vertical ducts. First, the role of bubble-induced turbulence was analyzed, which indicated the dominant role of the bubble-induced turbulence in the duct center for relatively high void fraction cases. Therefore, the turbulence therein was mainly focused on, which indicated that the stronger turbulence could be induced by bubbles in large ducts with similar void fractions as compared to that in small ducts. Next, the turbulence of upward turbulent bubbly flow near the wall is discussed to understand the interaction between the wall-induced and bubble-induced turbulence. It showed that the existence of a wall could suppress the bubble-induced turbulence given the same void fraction, and the existence of bubbles could also suppress the solely wall-induced turbulence as compared to the single-phase turbulent flow, even though the total turbulence is enhanced. The above characteristics indicated that the current turbulence modeling method needs to be modified, especially when the bubble-induced turbulence plays a dominant role.
As seen from the ammonium chloride experiment (Chen & Chen [1], Roberts & Loper [11], the interface near chimneys has an up-rising shape and we observe thickening of mush next to chimney. We analyze the thermal boundary layer around chimney that forms as the mush is cooled locally by the fluid rising through the chimney. We obtain solutions of the temperature, the solid fraction, and the pressure in the chimney wall. Also, our expression of the pressure shows that the fluid flow can require a huge pressure in order to pass through the chimney wall if its permeability is very small. We present a simple analytic description of the up-rising shape near the exit of the chimney, due to the fact that the comparatively solute (i.e. $NH_4Cl$ in the case of the ammonium chloride experiment)-rich fluid near the chimney tends to crystallize as it is chilled by the rising jet of cold fluid in the chimney.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
/
v.17
no.12
/
pp.3166-3178
/
1993
The turbulent flow characteristics of impinging jet have been investigated by the hot wire anemometry with a movable impinging wall. Turbulences were generated by the meshed jet as well as the typical round jet and their characteristics were compared, of mean velocity profiles, turbulent intensities. Reynolds stresses, similarities and their centerline flow behaviors. The meshed jet tends to make shear layer wider than the normal one in the initial region and the velocity profiles of the normal jet is rather contractive being compared with those of the meshed one near the wall. The effect of meshed exit appears only within 4D at the begining of jets and the cascading process of the meshed one marches more rapidly than that of the normal jet. The wall effects appear in the downstream of about 0.85 H to the impinging wall for every case of wall positions in both nozzles.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
/
v.4
no.3
/
pp.349-359
/
2011
An unsteady numerical analysis has been carried out to study the strong impeller volute interaction of a centrifugal pump with six backward swept blades shrouded impeller. The numerical analysis is done by solving the three-dimensional Reynolds Averaged Navier-Stokes codes with standard k-${\varepsilon}$ two-equations turbulence model and wall regions are modeled with a scalable log-law wall function. The flow within the impeller passage is very smooth and following the curvature of the blade in stream-wise direction. However, the analysis shows that there is a recirculation zone near the leading edge even at design point. When the flow is discharged into volute casing circumferentially from the impeller outlet, the high velocity flow is severely distorted and formed a spiraling vortex flow within the volute casing. A spatial and temporal wake flow core development is captured dynamically and shows how the wake core diffuses. Near volute tongue region, the impeller/volute tongue strong interaction is observed based on the periodically fluctuating pressure at outlet. The results of existing analysis also proved that the pressure fluctuation periodically is due to the position of impeller blade relative to tongue.
The flow characteristics on the periodically arranged semi-circular ribs in a rectangular channel for turbulent flow have been investigated numerically. The aspect ratio of the rectangular channel was AR=5, the rib height to hydraulic diameter ratio was 0.07 and rib height to channel height ratio was e/H=0.117. The v2-f turbulence model and SST k-${\omega}$ turbulence model were used to find the flow characteristics of near the wall which are suited for realistic phenomena. The numerical analysis results show turbulent flow characteristics and pressure drop at the near the wall as observed experimentally. The results predict that turbulent kinetic energy(k) is closely relative to the diffusion of recirculation flow, and v2-f turbulence model simulation results have a good agreement with experimental.
Turbulent boundary-layer over a micro-riblet film(MRF) was investigated experimentally. The MRF has sharp V-shaped micro scale grooves of $300{\mu}m$ in width and $176.8{\mu}m$ in height. Particle image velocimetry(PIV) system was employed to measure velocity fields of flow over the MRF coated plate. Flow over a smooth plate was also measured for comparison. The PIV measurements were taken in the streamwise wall-normal planes at Re$\theta$= 985 and 2342. Vortex structures of the flow were analyzed by extracting the swirling strength as an unambiguous vortex-identification criterion. As a result the number of spanwise vortices with clockwise(negative) rotation decreases rapidly in the near-wall region(y<0.2h), but decreases slowly in the outer region(0.2h
The complex, unsteady, self-sustained pressure oscillations induced by supersonic flow past a rectangular cavity is investigated using numerical simulations. The present numerical study is performed using a parallel, multiblock solver for the two-dimensional, compressible NavierStokes equations. Open cavities with length-to-depth (L / D) ratio in the range 0.5 - 3.3 are considered. This paper sheds light on the cavity physics, cavity oscillatory mechanism, and the organisation of vortical structures inside the cavity. The vortex shedding phenomenon, the shear layer impingement event at the aft wall and the movement of the acoustic/compression wave within the cavity are well predicted. The vortical structures· and the source of the acoustic disturbances are found to be located near the aft wall of the cavity. With the increase in the cavity length, strong recompression of the flow near the aft wall leading to a sudden jump in the cavity form drag is observed. The estimated cavity tones are in good agreement with the available semiempirical relation. Multiple peaks are noticed in deep and long cavities. For the present freestream Mach number 1.71, it is observed that around L/D=2.0, the cavity oscillatory mechanism changes from the transverse to longitudinal oscillatory mode. The effects of this transition on various fluid dynamics and acoustic properties are also discussed.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
/
v.31
no.11
/
pp.957-962
/
2007
The flow around a rotating circular cylinder near a plane wall is investigated by the measurement of the lift acting on the cylinder and by the flow visualization using the hydrogen bubble technique in the circulating water tank. The experimental parameters are the rotating direction of the cylinder, the space ratios H/D($H/D=0.05{\sim}0.5$) between cylinder and plane wall and the velocity ratios ${\alpha}({\alpha}=0{\sim}{\pm}2.0)$. In the case of clockwise, the lift on the rotating circular cylinder was increased with the reduction of the space ratios and with the velocity ratios, the upper separation point was more shifted in the rotating direction with them. In the case of anticlockwise, the absolute value of the lift on the rotating circular cylinder was increased with the space ratios and with the velocity ratios, the lower separation point was more shifted in the rotating direction with them.
In this study, a computational method for wall shear stress combined with an implicit direct-forcing immersed boundary method is presented. Near the immersed boundaries, the sub-grid stress is determined by a wall model in which the wall shear stress is directly calculated from the Lagrangian force on the immersed boundary. A coupling mathematical model of the transition process for a model Francis turbine comprising turbulent flow and rotating rigid guide vanes is established. The spatiotemporal distributions of pressure, velocity, vorticity and turbulent quantity are gained with the transient process; the drag and lift coefficients as well as other forces (moments) are also obtained as functions of the attack angle. At the same time, analysis is conducted of the characteristics of pressure pulsation, velocity stripes and vortex structure at some key parts of flowing passage. The coupling relations among the turbulent flow, the dynamical force (moment) response of blade and the rotating of guide vane are also obtained.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
/
v.25
no.9
/
pp.1227-1236
/
2001
A systematic analysis is made of suboptimal control for drag reduction. The influence of the amplitude of actuation (A) and the time scale of actuation ($\Delta$t(sub)a(sup)+) is evaluated. Two wall sensing variables are employed (∂w/∂y│(sub)w and ∂p/∂z│(sub)w) with two wall actuations (${\Phi}$$_2$and ${\Phi}$$_3$). To test the suboptimal control, direct numerical simulations of turbulent channel flow at Re(sub)$\tau$=100 are performed in a spectral domain. It is found that the effect of A and $\Delta$t(sub)a(sup)+∼1. The near-wall behaviors of flow structure are analyzed to characterize the drag reduction. The size effect of the sensor/actuator is examined.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.