This paper investigated the influence of simple support girds on flow, irrespective of having mixing vanes, in a 1 × 3 array rod bundle by using CFD methodology and the most accurate turbulence model which could reflect the actual physics of the flow was determined. In this context, a CFD model was created simulating the experimental studies on a single-phase flow [1] and the results were compared with the experimental data. In the first part of the study, influence of mesh was examined. Tetra, hybrid and poly type meshes were analyzed and convergence study was carried out on each in order to determine the most appropriate type and density. k - ε Standard and RSM LPS turbulence models were used in this section. In the second part of the study, the most appropriate turbulence model that could reflect the physics of the actual flow was investigated. RANS based turbulence models were examined using the mesh that was determined in the first part. Velocity and turbulence intensity results obtained on the upstream and downstream of the spacer grid at -3dh, +3dh and +40dh locations were compared with the experimental data. In the last section of the study, the behavior of flow through the spacer grid was examined and its prominent aspects were highlighted on the most appropriate turbulence model determined in the second part. Results of the study revealed the importance of mesh type. Hybrid mesh having the largest number of structured elements performed remarkably better than the other two on results. While comparisons of numerical and experimental results showed an overall agreement within all turbulence models, RSM LPS presented better results than the others. Lastly, physical appearance of the flow through spacer grids revealed that springs has more influence on flow than dimples and induces transient flow behaviors. As a result, flow through a simple support grid was examined and the most appropriate turbulence model reflecting the actual physics of the flow was determined.
Numerical and wind tunnel simulations of pollutant dispersion around rectangular obstacles with five aspect ratios have been conducted in order to identify the effects of flow patterns induced by buildings on plume dispersion in the near wake of buildings. An emission from a low source located upwind of obstacles was used in this simulation. The local flow patterns and concentrations around a cubical obstacle were initially investigated using three RANS turbulence models, (the standard $k-{\varepsilon}$, Shear Stress Transport (SST), Reynolds-Stress RSM turbulence model) and also using Large-eddy simulation (LES). The computed concentrations were compared with those measured in the wind tunnel. Among the three turbulence models, the SST model offered the best performance and thus was used in further investigations. The results show, for normal aspect ratios of width to height, that concentrations in the near wake are appreciably affected because of plume capture by the horseshoe vortex and convection by the vertical vortex pairs. These effects are less important for high aspect ratios. Vertical vortex pairs present a strong ability to exchange mass vertically and acts efficiently to reduce ground-level concentrations in the near wake.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2006.05a
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pp.1631-1635
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2006
본 연구에서는 레이놀즈응력모형(RSM: Reynolds Stress Model)을 이용하여 사다리꼴 개수로 흐름을 수치모의 하였다. 측벽 경사에 따른 사다리꼴 개수로 흐름을 수치모의 하였으며 계산된 평균유속 분포는 기존의 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 개발된 레이놀즈응력이 사다리꼴 개수로 흐름을 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났다. 또한 사다리꼴 수로에서는 직사각형 개수로 흐름과 달리 velocity dip 현상이 발생하지 않는 것으로 나타났다. 특히 측벽 경사가 32..인 사다리꼴 수로에서의 평균유속 및 바닥 전단응력 분포는 측벽 경사가 큰 경우와 다른 형태의 평균유속 및 전단응력 분포가 형성되는 것으로 나타났다.
This study deals with the shape optimization of a wire spacer fuel assembly of Liquid Metal Reactors (LMRs). The Response Surface based optimization Method is used as an optimization technique with the Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of fluid flow and heat transfer using Shear Stress Transport (SST) turbulence model as a turbulence closure. Two design variables namely, pitch to fuel rod diameter ratio and lead length to fuel rod diameter ratio are selected. The objective function is defined as a combination of the heat transfer rate and the inverse of friction loss with a weighting factor. Three level full-factorial method is used to determine the training points. In total, nine experiments have been performed numerically and the resulting datas have been analysed for optimization study. Also, a comparison has been made between the optimized surface and the reference one in this study.
To maintain the storage quality of agricultural products, temperature uniformity during cold storage, which is affected by fan flow rate and product arrangement, is important. We simulated and validated a CFD (Computational Fluid Dynamics) model that can predict both airflow and temperature distribution in a cold storage environment. Computations were based on a commercial code (FLUENT 6.2) and two turbulence models. The standard k-$\varepsilon$ model and the Reynolds stress model (RSM) were chosen to improve the accuracy of CFD prediction. To obtain comparative data, the temperature distribution and velocity vector profiles were measured in a full-scale cold storage facility and in a 1/5 scale model. The agricultural products domain in cold storage was modeled as porous for economical computation. The RSM prediction showed good agreement with experimental data. In addition, temperature distribution was simulated in the cold storage rooms to estimate the uniformity of temperature distribution using the validated model.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.47
no.2
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pp.150-162
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2010
Assessment of hydrodynamic performance of a ship hull has been focused on a model ship rather than a full-scale ship. In order to design the propeller of a ship, model-scale wake is often extended to full-scale based upon an empirical method or designer's experience, since wake measurement data for a full-scale ship is very rare. Recently modern CFD tools made some success in reproducing wake field of a model ship, which implicates that there are some possibilities of the accurate prediction of full-scale wakes. In this paper firstly the evaluation of model-scale wake obtained by Fluent package was performed. It was found that CFD calculation with the Reynolds-stress model (RSM) provided much better agreement with wake measurement in the towing tank than with the realizable k-$\varepsilon$ model (RKE). In the next full-scale wake was calculated using the same package to find out the difference between model and full-scale wakes. Three hull forms of KLNG, KCS, KVLCC2 having measurement data open for the public, were chosen for the comparison of resistance, form factor, and propeller plane wake between model ships and full-scale ships.
The flow characteristics in a stirred tank are very useful in a wide variety of industrial applications. Generally, the flow pattern, power consumption and mixing time in stirred vessels depend not only on the design of the impeller, but also on the tanks' geometry and internal structure. In this study, the analysis of an unstable and unsteady complicated flow characteristics generated by the interaction between the baffle shape and impeller were performed using the ANSYS FLUENT LES Turbulence Model. The study compared the predictions of CFD with the interaction between two types of rotating impellers (axial and radial flows) and the shapes of three baffles. The results of the comparison verified that the design model showed a relatively efficient trend in the mixing flow fields and characteristics around the impeller and baffles during agitation.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.17
no.10
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pp.618-627
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2016
This study numerically analyzes the characteristics of the velocity distribution for each location of a square-sectional $180^{\circ}$ bent duct using a Reynolds Stress Turbulent model. The flow parameters were varied, including the working fluids, inlet velocity, surface roughness, radius of curvature, and hydraulic diameter. The boundary conditions for computational fluid dynamics analysis were inlet temperatures of air and water of 288 K and 293 K, inlet air velocity of 3-15 m/s, inner surface roughness of 0-0.001 mm, radius of curvature of 2.5-4.5 D, and hydraulic diameter of 70-100 mm. The working fluid characteristics were highly affected by changes in the viscous force. The maximum velocity profiles in the bent duct were indicated when the $90^{\circ}$ section was in the region of X/D=0.8 and the $180^{\circ}$ section was in the region of Y/D=0.8. Lower surface roughness and higher radius of curvature resulted in a higher rate of velocity change. Also, an efficient measuring location downstream of the bent duct is suggested since the flow deviations were the most stable when the straight duct length was in the region of L/D=30. The minimum deviations at the same velocity conditions according to the hydraulic diameter were mostly indicated in the range of L/D=15-30 based on the standard deviation characteristics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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