• 제목/요약/키워드: Pressure jump

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열적 메커니즘에 의한 펄스레이저 어블레이션 현상의 수치계산 (Numerical computation of pulsed laser ablation phenomena by thermal mechanisms)

  • 오부국;김동식
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1572-1577
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    • 2003
  • High-power pulsed laser ablation under atmospheric pressure is studied utilizing numerical and experimental methods with emphasis on recondensation ratio, and the dynamics of the laser induced vapor flow. In the numerical calculation, the temperature pressure, density and vaporization flux on a solid substrate are first obtained by a heat-transfer computation code based on the enthalpy method, and then the plume dynamics is calculated by using a commercial CFD package. To confirm the computation results, the probe beam deflection technique was utilized for measuring the propagation of a laser induced shock wave. Discontinuities of properties and velocity over the Knudsen layer were investigated. Related with the analysis of the jump condition, the effect of the recondesation ratio on the plume dynamics was examined by comparing the pressure, density, and mass fraction of ablated aluminum vapor. To consider the effect of mass transfer between the ablation plume and air, unlike the most previous investigations, the equation of species conservation is simultaneously solved with the Euler equations. Therefore the numerical model computes not only the propagation of the shock front but also the distribution of the aluminum vapor. To our knowledge, this is the first work that employed a commercial CFD code in the calculation of pulsed ablation phenomena.

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대경사를 지나는 천수 흐름에서 수정된 정수압의 효과 (Effect of Corrected Hydrostatic Pressure in Shallow-Water Flow over Large Slope)

  • 황승용
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권12호
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    • pp.1177-1185
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    • 2014
  • 대경사 수로의 부등류에 대해 적용될 수 있도록 수정된, 새로운 정수압 분포를 제시하였다. 이것을 천수방정식에 적용하여 대경사를 지나는 천수 흐름을 정확하게 해석할 수 있는 유한체적 모형을 개발하였다. 포물선형 융기의 배수에 대해 압력 수정이 고려된 모형에서 바닥 경사 생성항의 영향이 줄어들어 융기의 하류에서 도수의 진행 속도가 크게 감소되었다. 삼각형 턱을 지나는 댐 붕괴 흐름에 대한 모의에서 압력 수정항이 추가된 모형으로 디지털 영상분석에 의한 수면을 압력 수정이 고려되지 않은 경우에 비해 더 잘 포착할 수 있음을 확인하였다. 압력 수정항 덕분에, 턱에 반사되는 흐름은 줄어들고 월류는 늘어 모의 결과가 실험 결과에 잘 부합된다. 따라서 댐의 여수로나 해안의 처오름 등 실용적인 문제에 대한 이 모형의 적용성이 기대된다.

B-스플라인 고차패널법에 의한 3차원 포텐셜 유동 해석 (A B-Spline Higher Order Panel Method for Analysis of Three Dimensional Potential Flow)

  • 김건도;황의상;이창섭
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권2호
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    • pp.57-69
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    • 2000
  • 기하학적 형상과 유동의 해를 B-스플라인으로 표현하는 3차원 고차 패널법은 프로펠러 주위의 유동을 해석하기 위해 개발되었다. 제어점이 패널내에 놓이는 경우, 고차의 다이폴과 쏘오스에 의해 유기되는 자기 유기 포텐셜의 특이 거동은 2차 변환(quadratic transformation)을 통하여 제거하였으며, 특이 부분은 해석적인 적분으로 비특이 부분은 정도 높은 Gauss 구적법으로 계산함으로써 유기 포텐셜을 정도 높게 구할 수 있음을 보였다. 또한, 날개 뒷날에서의 압력 점프의 값이 명시적으로 영이 되도록하는 동역학적 Kutta 조건식을 도입하고, 이의 적용이 안정된 해를 보장함을 확인하였다. 수치 실험을 통하여, 제안된 수치해석 기법이 안정적이고 정확한 해를 줌을 확인하였으며, 특히 저차 패널법과 비교하여 적은 수의 패널로 동일한 정도의 해를 유지할 수 있음을 보였다.

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Study of the unsteady pressure oscillations induced by rectangular cavities in a supersonic flow field

  • Krishnan L.;Ramakrishna M.;Rajan S.C.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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    • pp.294-298
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    • 2003
  • 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.

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좌심실 이중유출로를 동반한 교정형 대혈관전위증 -1예보고- (Double-Outlet of Left Ventricle in Corrected Transposition of Great Arteries -One case report-)

  • 권중혁
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제12권2호
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    • pp.119-126
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    • 1979
  • This is one case report of the extremely rare congenital cardiac malformation, Double-outlet of left ventricle in corrected transposition of great arteries. 11-year-old boy complained acrocyanosis and exertional dyspnea, the parents noticed cyanosis since birth. Physical examination revealed acrocyanosis, clubbed fingers and toes, G-III pansystolic murmur on 2nd and 3rd ICS, LSB. Right heart catheterization revealed significant $O_2$ jump in ventricular level. Right and left ventriculography showed the both catheters arriving in the same ventricle i.e. anterior chamber, morphological left ventricle was in right and anterior position, simultaneous visualization of aorta and pulmonary artery and aorta locating anterior and right side of pulmonary artery. Echo cardiogram surely disclosed interventricular septum. Conclusively it was clarified that the patient has Double-outlet of left ventricle and corrected transposition of great arteries [S.L.D.]. Operation was performed to correct the anomalies under extracorporeal circulation with intermittent moderate hypothermia. Right-sided ventriculotomy disclosed the following findings. 1. Right-sided ventricle was morphological left ventricle. 2. Left-sided ventricle was morphological right ventricle. 3. Right side atrioventricular valve was bicuspid. 4. Left side atrioventricular valve was tricuspid. 5. Aortic valve was superior, anterior and right side of pulmonary valve. 6. Subpulmonary membranous stenosis. 7. Non-committed ventricular septal defect. We made a tunnel between VSD and aorta with Teflon patch so that arterial blood comes through VSD and the tunnel into aorta. After correction the patient needed assisted circulation for 135 min. to have adequate blood pressure. Postoperatively by any means, adequate blood pressure could not be maintained and expired in the evening of operation day.

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B-스플라인 고차패널법에 의한 2차원 수중익 문제 해석 (Analysis of Two-dimensional Hydrofoil Problems Using Higher Order Panel Method based on B-Splines)

  • 조충호;김건도;이창섭
    • 대한조선학회논문집
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    • 제36권4호
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    • pp.9-20
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    • 1999
  • 기하학적 형상과 유동의 해를 B-스플라인으로 표현하는 2차원 고차 패널법이 개발되어 수중익 문제의 해석에 적용되었다. 제어점이 패널내에 놓이는 경우, 고차의 다이폴과 쏘오스에 의해 유기되는 자기 유기 포텐셜의 특이 거동을 제거하기 위하여 피적분 함수를 특이 부분과 비특이 부분으로 나누어, 특이 부분을 해석적인 적분으로 비특이 부분은 정도 높은 Gauss 구적법으로 계산함으로써 유기 포텐셜을 정도 높게 구할 수 있음을 보였다. 또한, 날개 뒷날에서의 압력 점프의 값이 명시적으로 영이 되도록하는 동역학적 Kutta 조건식을 도입하고, 이의 적용이 안정된 해를 보장함을 확인하였다. 수치 실험을 통하여, 제안된 수치해석 기법이 안정적이고 정확한 해를 줌을 확인하였으며, 특히 저차 패널법과 비교하여 적은 수의 패널로 동일한 정도를 유지할 수 있음을 보였다.

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SF(sub)6-$N_2$혼합가스중에 뇌임펄스전압에 의해 형성된 불평등전장에서의 전구방전현상 (Predischarge Phenomena in Nonuniform Fields Caused by Lightning Impulse Voltages in SF(sub)6-$N_2$Mixtures)

  • 이복희;이경옥;백승권
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제50권6호
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    • pp.288-295
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    • 2001
  • Predischarges in nonuniform electric field stressed by lightning impulse voltagesin SF(sub)6-$N_2$mixtures are initiated by streamer coronas. Due to field ehnancement at a protrusion point of electrodes new ionization processes occur and a precursor, which leads to a first leader, is created. The leader proceeds step by step to the opposite electrode and the final jump bridges the test gap. It was found that the predischarge is propagated with a leader mechanism of stepwise expansion from the predischarge current waveforms measured by a shunt. The predischarge current is closely related to the amplitude and polarity of applied voltages, the gas pressure and the gap geometry. The time intervals between step leaders for the positive and negative polarities were inversely proportional to V.P$^2$. When the gas pressure increases in the positive polarity, statistical time lag to statistical time lag to streamer corona inception increase slightly, but the formative time lag to flashover is significantly decreased.

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프로펠러 단독성능해석 향상을 위한 고차패널법의 적용 (Application of High Order Panel Method for Improvement of Prediction of Marine Propeller Performance)

  • 김건도;이창섭
    • 대한조선학회논문집
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    • 제42권2호
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    • pp.113-123
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    • 2005
  • A higher order panel method based on B-spline representation for both the geometry and the solution is developed for the analysis of steady flow around marine propellers. The self-influence functions due to the normal dipole and the source are desingularized through the quadratic transformation, and then shown to be evaluated using conventional numerical quadrature. By selecting a proper order for numerical quadrature, the accuracy of the present method can be increased to the machine limit. The far- and near-field influences are shown to be evaluated based on the same far-field approximation, but the near-field solution requires subdividing the panels into smaller subpanels continuously, which can be effectively implemented due to the B-spline representation of the geometry. A null pressure jump Kutta condition at the trailing edge is found to be effective in stabilizing the solution process and in predicting the correct solution. Numerical experiments indicate that the present method is robust and predicts the pressure distribution on the blade surface, including very close to the tip and trailing edge regions, with far fewer panels than existing low order panel methods.

다양한 흐름조건에 따른 하천횡단구조물 하부의 도수특성 및 압력변동성 검토 (Pressure fluctuation and characteristics of hydraulic jump downstream of a transversal structure for various Froude numbers)

  • 유형주;정석일;이승오
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.63-63
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    • 2018
  • 최근 이상기후로 인한 국지성 호우의 발생빈도 및 강우강도의 증가는 하천횡단구조물의 안정성에 문제가 되고 있다. 하천 횡단구조물(보, 물받이공 등)의 파괴는 국부 세굴(bed scour), 파이핑(piping), 구조물 본체의 불안정성 등의 원인으로 발생되고 있으며, 이 중에서 구조물 본체의 불안정성은 도수(hydraulic jump)로 인한 압력변이도 주요 원인이 될 수 있다 (Bower and Toso, 1988; Kazemi, F. et al., 2016). 그러나, 현재 직접적인 파괴 원인인 세굴 등에 대한 연구에 비해 압력변이로 인한 구조물의 파괴원인을 분석하는 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 다양한 흐름조건을 발생시켜, 하천횡단구조물 주변의 도수특성 및 도수로 인한 압력변이에 대하여 수리실험 및 수치모의를 통하여 검토하고자 한다. 수리실험에 사용하는 수로는 길이 10 m, 폭 0.3 m, 높이 0.4 m이며 상류로부터 2.5 m 떨어진 곳에 보(weir)를 설치하였다. 실험조건은 다양한 흐름조건에 따른 도수 발생을 검토하고자 상하류 수위를 조절을 통해 Froude 수의 범위를 1 < Fr < 10로 설정하였다. 압력변이는 전압형 압력계(Model : UNIK 5000, 압력 측정 변위 : -2 ~ 5 kPa)를 사용하였으며, 보(weir) 하류단에서 2.5 cm 간격으로 천공하여 측정하였다. 또한 3차원 모형인 FLOW-3D 모형을 이용하여 실험수로를 재현하였으며, 도수 발생 위치, 도수 길이, 도수 발생 시 압력변이에 대하여 실험결과와 수치모의 결과를 비교하여 수치모형을 검증하였다. 최종적으로 Froude 수에 따른 도수특성(도수 발생위치, 도수 길이 등) 및 최대 압력변이를 무차원화 하여 나타내었다. 본 연구는 도수 발생 시 압력변이로 인한 구조물 파괴분석에 대한 기초가 되는 기본적인 연구이나, 향후에는 물받이공 길이, 두께 등 하천횡단 구조물 설계인자 도출에 선행연구로 발전할 수 있다고 판단된다.

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강체평면에 흉착접촉하는 반구헝돌기의 유한요소모델링 (finite Element Modeling of a Hemispherical Asperity Adhesively Contacting the Plane Surface of Semi-Infinite Rigid Body)

  • 조성산;박승호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권11호
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    • pp.2436-2441
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    • 2002
  • Finite element technique considering adhesive forces is proposed and applied to analyze the behavior of elastic hemispherical asperity adhesively contacting the plane surface of semi -infinite rigid body. It is demonstrated that the finite element model simulates interfacial phenomena such as jump -to-contact and adhesion hysteresis that cannot be simulated with the currently available adhesive contact continuum models. This simulation aiso provides valuable information on contact pressure, contact region and stress distributions. This technique is anticipated to be utilized in designing a low-adhesion surface profile for MEMS/NEMS applications since various contact geometries can be analyzed with this technique.