• 제목/요약/키워드: Stokes' law

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섭동 이론을 이용한 정상류 Navier-Stokes 방정식의 주기함수 간극에 대한 삼승 법칙의 수정 (Modification of the Cubic law for a Sinusoidal Aperture using Perturbation Approximation of the Steady-state Navier-Stokes Equations)

  • 이승도
    • 터널과지하공간
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    • 제13권5호
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    • pp.389-396
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    • 2003
  • 본 연구는 정상류 Navier-Stokes 방정식에 섭동(perturbation) 이론을 적용하여 주기함수 간극에 대한 삼승법칙의 수정에 대해 논하였다. 이를 위해, 주기함수를 진폭과 파장에 대한 무차원 함수로 전환한 뒤 미소 계수에 대한 무차원 유동함수와 연속 방정식을 적용하였다. 이러한 과정을 통해 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해를 구하였으며 이를 유한 차분법에 적용하였다. 단일 절리 모델에 대한유한 차분 수치해석을 통해, 수정된 삼승 법칙이 주기함수 간극의 유체 유동에 대한 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 삼승 법칙이 간극 분포에 따른 유체 유동의 평가에 있어 유용하게 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

암반단열에서 비선형유동이 발생하는 임계 레이놀즈수 (Critical Reynolds Number for the Occurrence of Nonlinear Flow in a Rough-walled Rock Fracture)

  • 김다혜;여인욱
    • 자원환경지질
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    • 제52권4호
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    • pp.291-297
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    • 2019
  • 단열을 통한 유체의 유동은 선형유동이 우세하다는 가정아래 Navier-Stokes 방정식에서 유도된 Stokes 방정식, Reynolds 식(또는 local cubic law), cubic law 와 같은 방정식을 이용하여 해석되고 있다. 하지만 이러한 방정식은 선형 흐름에 국한되며, 비선형 유동영역에 적용하게 되면 오류가 발생한다. 본 연구에서는 레이저 계측기를 이용하여 정밀하게 측정한 3차원 단열 자료와 Navier-Stokes 방정식과 Stokes 방정식을 지배방정식으로 한 수치모델링을 수행함으로써 비선형 유동이 일어나는 현상과 임계 레이놀즈수를 제시하였다. 레이놀즈수가 10이상이 되면 유속의 제곱에 비례하는 관성력이 점성력을 충분히 압도할 정도로 커지면서 지하수 유동이 선형영역에서 비선형 유동영역으로 전환되는 것으로 분석되었다. 이는 평균 간극과 거친 정도가 다른 두 단열에서 모두 동일하게 나타났다. 비선형 유동의 발생기작은 소용돌이 구조의 발생과 성장에 의한 것으로 알려져 있지만, 본 연구결과 단순히 소용돌이 구조가 비선형 유동을 일으키는 아니라 유속이 증가하면서 관성력의 영향이 훨씬 큰 영향을 끼치게 되어 비선형 유동이 발생하는 것으로 나타났다.

여천지역 준설.매립토의 침강압밀 특성

  • 송정락;백승훈;여유현
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1992년도 가을학술발표회 논문집
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    • pp.55-60
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    • 1992
  • Hydraulically filled ground is formed by the settling of soil grains from the mixture of soil grains and water. It was generally known that the settling speed of the soil grains in governed by Stokes low. In the case of clayed dredged material, the shape of soil grains is not round, the surface of the soil grains is relatively large compared to the weight of soil grains and inter-grain ionic force is relatively large compared to the wight of soil grains. By this reason the settling and consolidation behavior of hydraulically filled quite different from that of Stokes law. This study investigated the settling and consolidation behavior of hydraulically filled materials of Yeochon industrial complex by large scale laboratory settling & consolidation container. The test results showed tat actual settling speed of soil grains in quite large compared to that of Stokes law. It was turned out that this phenomenon was due to the aggregation of soil grains. Also, it was truned out that the void ration and water content after the completion of settling process was 8.7 and 322% respectively. The consolidtion settlement of clayey hydraulic fill material was predicated better by "incremental small strain" consolidation concept than classical Terzaghj's consolidation concept (infinitesimal strain).

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균질화이론을 이용한 규칙적인 배열을 갖는 실린더 집합체 사이의 점성유동 해석 (An Analysis of Stokes Flow through Periodic Arrays of Cylinders Using Homogenization Theory)

  • 승용호;장형일;이진희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권11호
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    • pp.1603-1609
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    • 1998
  • Numerical solutions of Stokes flow through periodic arrays of cylinders were sought using Darcy's law and homogenization theory. Drag and lift forces of each cylinder were computed for various attack angles and pitch-to-diameter ratios. It was found that drag force decreased as principal pressure gradient direction deviated from array direction and that drag force increased exponentially as pitch-to-diameter ratio approached unity. Similar tendency was found in lift force except that lift force increased and then decreased in quadratic manner as attack angle varied.

CARS를 이용한 화염내부 온도분포 측정연구 (Study on Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy for Measuring Temperature Profile in a Flame)

  • 한재원;박승암;이은성;이충희;강경태;정석호
    • 한국광학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.266-272
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    • 1992
  • 화염내부의 온도분포를 측정하기 위하여 코헤런트 라만분광 기술을 연구하였다. 측정의 공간분해능을 높이기 위하여 상자형 위상정합 방법을 사용하여 CARS 신호를 측정하였다. 측정된 CARS신호를 이용하여 화염의 온도를 계산하는 프로그램을 연구하였다. 섭동이론을 이용하여 에너지 간격법칙으로 기술되는 질소 분자의 라만 Q-가지 분광선의 선폭확대 효과를 온도계산 프로그램에 삽입하였다. 에너지 간격법칙을 이용하여 계산된 화염내부의 온도 분포가 열전대로 측정된 오도와 계산에 의해 구해진 단열 화염 온도와 적절히 일치함을 확인하였다.

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벽면난류에 대한 미세와 구조와 입자분산 (Particle Dispersion and Fine Scale Eddies in Wall Turbulence)

  • 강신정;타나하시 마모루;미야우치 토시오
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권11호
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    • pp.1101-1106
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    • 2006
  • To investigate a relation between fine scale eddies and particle dispersion in a near-wall turbulence, direct numerical simulations of turbulent channel flow laden particle are performed for $Re_{\tau}$=180. The motions of 0,8 million particles are calculated for several particle response times ($t_p$) which is the particle response time based on stokes’ friction law. The number density of particles has a tendency to increase with approaching the near-wall regions ($y^+$<20) except for cases of very small and large particle response times (i.e. $t_p$=0.02 and 15). Near the wall, the behavior and distribution of particles are deeply associated with the fine scale eddies, and are dependent on particle response times and a distance from the wall. The Stokes number that causes preferential distribution in turbulence is changed by a distance from the wall. The influential Stokes number based on the Burgers' vortex model is derived by using the time scale of the fine scale eddies. The influential Stokes number is also dependent on a distance from the wall and shows large value in the buffer layer.

Stability analysis for a dissipative feedback control law

  • Kang, Sung-Kwon
    • 대한수학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.869-876
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    • 1995
  • Piezo devices such as piezoceramic patches knwon as collocated rate sensor and actuators are commonly used in control of flexible structure (see, e.g., [1]) and noise reduction. Recently, Ito and Kang ([4]) developed a nonlinear feedback control synthesis for regulating fluid flow using these devices.

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추력벡터제어를 위한 이차 분사유동이 있는 2DCD 노즐 내부의 수치적 연구 (Numerical Investigation of 2DCD Nozzle Flow Having a Secondary Jet Injection for Thrust Vector Control)

  • 이진규;장근식
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2002년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.17-22
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    • 2002
  • A numerical solution procedure has been developed to analyze the flow field resulted from the injection of a transverse jet through the divergent flap of a 2DCD nozzle for thrust vector control. The formulation employs the compressible Navier-Stokes equations in conservation law form and a two equation $\kappa-\omega$ turbulence model. Detailed numerical results are presented in this paper for the 2DCD nozzle over a range of secondary to primary injection mass flow ratios and nozzle pressure ratios.

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변형격자계를 이용한 3차원 날개 주변의 비정상 유동 해석 (THE COMPUTATION OF UNSTEADY FLOWS AROUND THREE DIMENSIONAL WINGS ON DYNAMICALLY DEFORMING MESH)

  • 유일용;이승수
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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    • pp.34-37
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    • 2009
  • Deforming mesh should be used when bodies are deforming or moving relative to each other due to the presence of aerodynamic forces and moments. Also, the flow solver for such a flow problem should satisfy the geometric conservation law to ensure the accuracy of the solutions. In this paper, a RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) solver including automatic mesh capability using TFI(Transfinite Interpolation) method and GCL is developed and applied to flows induced by oscillating wings with given frequencies. The computations are performed both on deforming meshes and on rigid meshes. The computational results are compared with experimental data, which shows a good agreement.

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변형격자계를 이용한 3차원 날개 주변의 비정상 유동 해석 (THE COMPUTATION OF UNSTEADY FLOWS AROUND THREE DIMENSIONAL WINGS ON DYNAMICALLY DEFORMING MESH)

  • 유일용;이병권;이승수
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.37-45
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    • 2010
  • Deforming mesh should be used when bodies are deforming or moving relative to each other due to the presence of aerodynamic forces and moments. Also, the flow solver for such a flow problem should satisfy the geometric conservation law to ensure the accuracy of the solutions. In this paper, a RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) solver including automatic mesh capability using TFI(Transfinite Interpolation) method and GCL is developed and applied to flows induced by oscillating wings with given frequencies. The computations are performed both on deforming meshes and on rigid meshes. The computational results are compared with experimental data, which shows a good agreement.