• 제목/요약/키워드: Standard k-$\epsilon$ Model

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Assessment of RANS Models for 3-D Flow Analysis of SMART

  • Chun Kun Ho;Hwang Young Dong;Yoon Han Young;Kim Hee Chul;Zee Sung Quun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제36권3호
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    • pp.248-262
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    • 2004
  • Turbulence models are separately assessed for a three dimensional thermal-hydraulic analysis of the integral reactor SMART. Seven models (mixing length, k-l, standard $k-{\epsilon},\;k-{\epsilon}-f{\mu},\;k-{\epsilon}-v2$, RRSM, and ERRSM) are investigated for flat plate channel flow, rotating channel flow, and square sectioned U-bend duct flow. The results of these models are compared to the DNS data and experiment data. The results are assessed in terms of many aspects such as economical efficiency, accuracy, theorization, and applicability. The standard $k-{\epsilon}$ model (high Reynolds model), the $k-{\epsilon}-v2$ model, and the ERRSM (low Reynolds models) are selected from the assessment results. The standard $k-{\epsilon}$ model using small grid numbers predicts the channel flow with higher accuracy in comparison with the other eddy viscosity models in the logarithmic layer. The elliptic-relaxation type models, $k-{\epsilon}-v2$, and ERRSM have the advantage of application to complex geometries and show good prediction for near wall flows.

RNG $k-\varepsilon$ 모델의 적용성에 대한 연구 (A Study of Applicability of a RNG $k-\varepsilon$ Model)

  • 양희천;유홍선;임종한
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권9호
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    • pp.1149-1164
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    • 1997
  • In this study, the applicability of the RNG k-.epsilon. model to the analysis of the complex flows is studied. The governing equations based on a non-orthogonal coordinate formulation with Cartesian velocity components are used and discretized by the finite volume method with non-staggered variable arrangements. The predicted results using the RNG k-.epsilon. model of three complex flows, i.e., the flow over a backward-facing step and a blunt flat plate, the flow around a 2D model car are compared to these from the standard k-.epsilon. model and experimental data. That of the unsteady axisymmetric turbulent flow within a cylinder of reciprocating model engine including port/valve assembly and the spray characteristics within a chamber of direct injection model engine are compared to these from the standard k-.epsilon. model and experimental data. The results of reattachment length, separated eddy size, average surface pressure distribution using the RNG k-.epsilon. model show more reasonable trends comparing with the experimental data than those using the modified k-.epsilon. model. Although the predicted rms velocity using the modified k-.epsilon. model is lower considerably than the experimental data in incylinder flow with poppet valve, predicted axial and radial velocity distributions at the valve exit and in-cylinder region show good agreements with the experimental data. The spray tip penetration predicted using the RNG k-.epsilon. model is more close to the experimental data than that using the modified k-.epsilon. model. The application of the RNG k-.epsilon. model seems to have some potential for the simulations of the unsteady turbulent flow within a port/valve-cylinder assembly and the spray characteristics over the modified k-.epsilon. model.

축대칭 선회난류의 수치해석에 의한 비등방 k - ${\epsilon}$ 난류모델의 評價 (Evaluation of the Anisotropic k - ${\epsilon}$ Turbulence Model by the Numerical Analysis of Axisymmetric Swirling Turbulent Flow)

  • 이연원
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제20권5호
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    • pp.39-44
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    • 1996
  • To overcome weak poinks of the standard k-${\varepsilon}$ turbulence model when applied to complex turbulent flows, various modified models were proposed. But their effects are confined to special flow fields. They have still some problems. Recently, an anisotropic k-${\varepsilon}$ turbulence model was also proposed to solve the drawback of the standard k-${\varepsilon}$ turbulence model. This study is concentrated on the evaluation of the anisotropic k-${\varepsilon}$ turbulence model by the analysis of axisymmetric swirling turbulent flow. Results show that the anisotropic k-${\varepsilon}$ turbulence model has scarecely the fundamentally physical mechanism of predicting the swirling structure of flow.

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재순환 영역이 있는 축대칭 난류 확산화염의 구조 (II) (The Structure of Axisymmeric Turbulent Diffusion Flame(II))

  • 이병무;신현동
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.70-77
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    • 1986
  • 본 논문에서는 재순환 영역이 존재하는 축대칭 난류 확산화염 구조예측의 전 단계로서, 이미 발표된 바있는 필자의 실험 데이터를 바탕으로 하여 등온유동에 서의 난류모델을 검토한다. 유선의 곡률이 큰 유동에 2방정식 모델을 적용함은 큰 결점을 보완한 수정-2방정식모델을 채택하여 실험결과와 비교, 검토하여 모델의 타당성을 조사하였다.

사각던트 내에서 원형 실린더를 지나는 유체유동의 측정 및 수치해석에 관한 연구 (Study on Measurement and Numerical Analysis for Fluid Flow past a Circular Cylinder in Rectangular Duct)

  • 김경환;윤영환
    • 설비공학논문집
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    • 제15권12호
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    • pp.1095-1102
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    • 2003
  • Flow characteristics of turbulent steady fluid flow past a cylinder in rectangular duct are measured by 5 W laser doppler velocity meter. The fluid flow is also computed by commercial software of STAR-CD for comparison between the measurement and computation. The turbulent models applied in the computations are standard K-epsilon model, RNG K-epsilon model and Chen K-epsilon model. Acurracy of standard K-epsilon model is a little bit better than acurracies of other models even though those models have almost the same order of error compared to measured data. The computations predict satisfactorily the measured velocity profiles at middle section of the circular cylinder before the fluid flow diverges. However, there are some disagreements between them at down stream from the circular cylinder.

4角斷面 의 1800曲管 에서의 亂流流動 과 熱傳達解析 (Analysis of Turbulent Flow and Heat Transfer in a Square Duct with a 18$0^{\circ}C$ Bend)

  • 최영돈
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.91-108
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    • 1985
  • 본 해석에서는 4각단면의 180˚곡관 유동에 PSL법을 도입하는 문제 이외에 .epsilon.방정식에서 생성항의 변화가 유동해석결과에 미치는 영향과 3차원 난류유동의 해석 에 ASM의 도입 필요성에 관해서도 고찰하였다. 모델을 사용하여 흐름의 특성을 구명키로 하였다.

평행 벽 제트-노즐 형상에서 난류모델별 막냉각 예측 능력 (Capability of Turbulence Modeling Schemes on Estimating the Film Cooling at Parallel Wall Jet-Nozzle Configuration)

  • 이준;김유
    • 한국추진공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.10-18
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    • 2009
  • 본 연구에서는 평행 벽 제트-노즐 형상의 막냉각 수치해석에 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 현재 실험을 하기 위한 전 단계이므로, 먼저 유사한 참고 형상에 대해 Standard $k-{\epsilon}$ 모델과 RNG $k-{\epsilon}$ 모델, SST $k-{\omega}$ 모델, 그리고 RSM 모델 등 다양한 난류모델을 적용하였고, Near-wall 처리 방법으로서 SST $k-{\omega}$ 모델을 제외하고는 Standard wall functions와 Enhanced wall functions 등 2종류를 각각의 모델에서 사용하였으며, 실험값과 비교하여 보다 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 나아가 2차원 축대칭으로 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 대해 기선정한 난류모델을 적용하여 막냉각 특성을 살펴보았다. 유사 참고 형상에 대한 해석 결과 Standard $k-{\epsilon}$ 모델 및 RSM 모델이 거의 비슷한 성능을 보여주었으나 수렴성이 우수한 Standard $k-{\epsilon}$ 모델이 선정되었다. 또한 Standard wall functions를 사용하는 것보다 Enhanced wall functions를 사용하는 것이 더 좋은 결과를 보여주었다. 나아가 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 적용한 결과 물리적으로 타당한 막냉각 특성을 보여주었다. 선정된 모델 및 해석방법론을 이용하여 평행 벽 제트-노즐 다단 슬롯 형상에 대한 막냉각 해석을 수행할 예정이며, 관련 결과는 추후 실험 예비해석 방법론으로 활용할 예정이다.

저레이놀즈수 k-$\varepsilon$난류모형 개선에 관한 연구 (A Study on the Development of Low Reynolds Number k-$\varepsilon$ Turbulence Model)

  • 김명호;신종근;최영돈
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권10호
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    • pp.1940-1954
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    • 1992
  • 본 연구에서는 가공기 자체의 파라메터와 성능에 관한 연구로서 출력 에너지 가 서로 다른 가공기를 사용하여 SUS 304 스테인리스 시험편을 관통, 절단하면서 출력 에너지와 최대 출력을 비교하여 보고, 시험편 관통시 주파수와 출력 에너지와의 관계, 시험편 관통시 응융 금속 제거량에 의한 절단 속도의 예측, 서로 다른 출력의 가공에 있어서 슬릿 절단 폭, 커프 폭, 드로스 길이, 절단면의 표면 거칠기 등을 비교하여 출 력차에 따른 가공 특성을 고찰하였다.

단이 진 2차원 벽면분류에 대한 수치 해석 (Numerical study on the two-dimensional stepped wall jet)

  • 윤순현;엄윤섭;정명균
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.865-875
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    • 1988
  • 본 연구에서는 부정숙 등에 의한 실험결과를 토대로 하여, 단이 진 2차원 벽 면분류에 대한 수치해석으로 표준 K-.epsilon.모델과 LRM 그리고 PAM을 적용하고, upwind 및 skew-upwind scheme을 적용하여 그 결과를 검토하고자 한다.

열교환기 내 리브드 튜브의 열전달 및 유체유동에 관한 수치 해석적 연구 (A Study on Numerical Analysis for Heat Transfer and Flow Characteristics in a Ribbed Tube)

  • 전정도;전언찬;정희균;이치우
    • 한국기계가공학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.134-139
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    • 2011
  • This study was conducted on the characteristics of fluid flow and heat transfer in the ribbed tube used for a steam power plant. It was assumed that the air is incompressible and therefore, its density is not variable according to temperature. In addition, the gravity was ignored. A commercial code of computational fluid dynamics was used and standard k-$\epsilon$ model was used together with the energy equation included to calculate heat transfer. As Reynolds No. was low at the velocity distribution in the axial direction, the air reached hydro-dynamically fully developed region shortly but high Reynolds No. yielded late full hydro-dynamic development. The velocity distribution and non-dimensional temperature distribution were all physically reasonable and thus had a good agreement with the experimental result.