상용 CFD 프로그램 Flow-3d를 활용하여, 표면 장력 탱크 적용을 위한 메시 스크린의 모델링 및 추진제 배출 해석을 수행하였다. Flow-3d 내 거시적 다공성 매체 모델을 사용하였으며, $350{\times}2600$, $400{\times}3000$, $510{\times}3600$ DTW 메시 스크린에 대한 공극률, 모세관압, 항력계수를 스크린 모델에 대입 후, 기포점 측정 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교하였으며, 메시 스크린 모델링의 적절성을 검증하였다. 이를 기반으로 스크린 모델을 포함한 PMD 구조체에 대한 추진제 배출 해석을 수행하였다. 추진제는 액상의 NTO를 가정하였으며, $3{\times}10^{-3}g$ 가속 조건에서 초기 유량을 만족하도록 void를 유입시켰다. 메시 스크린을 통한 차압은 초기 약 270 Pa에서 시간에 따라 증가하였으며, 스크린 모델의 예상 기포점과 유사한 630 Pa에 이르기까지 액상 추진제 배출을 지속하였다.
This paper presents a numerical study on multiphase flows induced by wall adhesion The CSF(Continuum Surface Force} model is used for the calculation of the surface tension force and implemented in an in-house solution code(PowerCFD). The present method(code) employs an unstructured cell-centered method based on a conservative pressure-based finite-volume method with volume capturing method(CICSAM) in a volume of fluid(VOF) scheme for phase interface capturing As an application of the present method, the effects of wall adhesion are numerically simulated with the CSF model for a shallow pool of water located at the bottom of a cylindrical tank. Two different cases are computed, one in which the water wets the wall and one in which the water does not wet the wall. It is found that the present method simulates efficiently and accurately surface tension-dominant multiphase flows induced by wall adhesion.
한국펄프종이공학회 1999년도 Proceedings of Pre-symposium of the 10th ISWPC
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pp.61-69
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1999
Contaminants such as fatty acids, triglycerides, resin acids and foam collected from a high yield sulfite weak liquor storage tank lowered the water surface tension and reduced inter-fibre bonding but also tended to benefit sheet opacity. Some common wet end additives such as defoamers and dispersants gave similar results. Lignosulfonate and naphthalene sulfonate showed little if any negative effect on both surface tension and sheet strength properties. Among the natural wood extractives. fatty acids were identified to be most detrimental followed by triglycerides and then resin acids. In order to alleviate the detrimental impact of these contaminants, membrane separation, air floatation and ozone treatment were carried out on paper machine white water samples. The effect of these treatments on removal of fatty and resin acids was quantified by a GC-Mass analysis. Reverse osmosis with a 1000 molecular weight cut off membrane failed to totally reject fatty and resin acids, but markedly reduced losses of sheet properties due to contaminants. Ozone treatment resulted in a significant increase of the surface tension and air floatation was considered to be a practical and useful method for removing fatty and resin acids from the machine white water.
The leak-before-break(LBB) design on the large structures such as ship's hull, tank structure, pressure vessels etc. is one of the most inportant subjects for the evaluation and the assurance of safety. In these structures, various loads are acting. In some structural members, therefore, out-of-plane stress due to bending often may become with in-plane stress due to stretching. In the present report, the characteristics of fatigue life and peneration behaviour from a surface cracked plate under combined tension and bending have been studied experimentally and analytically by using eccentricity. Estimation of fatigue crack growth was done with the Newman-Raju formula before penetration, and with the stress intensity factor after penetration proposed by the author. Calculated aspect ratio showed the good agreement with the experimental result. It was also found that particular crack growth behaviour and crack shape after penetration can be satisfactorily evaluated using the K solution proposed.
The influence of torsional rigidity of hinged flexible appendage on the linear dynamics of flexible spacecrafts with liquid on board was analyzed by considering the spacecraft's main body as a rigid tank, its flexible appendages as two elastically supported elastic beams, and the onboard liquid as an ideal liquid. The meniscus of the liquid free surface due to surface tension was considered. Using the Lagrangian of the spacecraft's main body (rigid tank), onboard liquid, and two beams (flexible appendages) in addition to assuming the system moved symmetrically, the coupled system frequency equations were obtained by applying the Rayleigh-Ritz method. The influence of the torsional rigidity of the flexible appendages on the spacecraft's coupled vibration characteristics was primary focus of investigation. It was found that coupled vibration modes especially that of appendage considerably changed with torsion spring parameter ${\kappa}_t$ of the flexible appendage. In addition, variation of the main body displacement with system parameters was investigated.
본 연구에서는 규칙파동장에 있어서 인장계류된 원형부유체의 파랑응답해석에 2차원 Navier-Stokes solver에 기초한 새로운 수치파동수조모델을 제안하였다. 본 수치파동수조모델에서는 이동구조물과 유체와의 상호작용을 해석하기 위하여 직각좌표계에서 임의형상의 불투과경계를 갖는 구조물과 유체와의 연성해석이 가능한 IBM(Immersed Boundary Method)과 자유수면 추적을 위한 VOF(Volume of Fluid)법을 결합하였다. 부유체운동에 대한 수치결과를 기존의 FAVOR(Fractional Area Volume Obstacle Representation)법에 의한 계산결과 및 수리실험과 비교하였다. 게다가, 수치모델의 보다 자세한 검증을 위하여 원형부유체의 동요 및 자유수면변동에 관한 수리모형을 추가로 실시하였고, 제안된 수치모델의 범용성과 타당성을 검증하기 위하여 직사각형부유체에 대한 수치 및 수리실험도 병행하였다. 이로부터 추정된 수치계산결과는 실험결과를 잘 재현하고 있는 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 벽면부착에 의해 야기되는 다상유동에 대한 수치적 연구를 제시한다. 먼저 다상유동 해석을 위해 표면장력에 대한 CSF(Continuum Surface Force) 모델 및 벽면부착 경계조건 모델을 비정렬격자계에 적합하도록 수치해석방법을 정립시키고, Myong(2009)이 개발한 비정렬격자계와 VOF 방법으로 체적포착법(volume capturing method)을 사용한 수치해석방법(코드)에 삽입하였다. 또한 본 수치해석방법을 사용하여 중력을 포함하여 어떤 외력도 존재하지 않고 오직 벽면부착에 의해 야기되는 유동현상인 원통형 탱크의 바닥에 위치한 얕은 물풀(water pool)에 대해 물이 벽면을 적시는 경우와 적시지 않는 경우에 대해 수치해석 하였다. 연구결과, 본 수치해석방법은 벽면부착에 의해 야기되는 다상유동 문제에 대한 유용성이 입증되었다.
[ $9\%$ ]니켈형 LNG 저장탱크는 내조와 외조가 독립적으로 초저온의 LNG를 저장할 수 있는 이중구조로 되어있다. 내조의 재료로는 초저온에서의 기계적 성질이 우수한 $9\%$니켈강을 사용한다. 그리고 내조파손에 의해 유출된 LNG를 저장할 수 있도록 콘크리트 외조가 설계된다. 코너프로텍션은 LNG 유출시 콘크리트 외조 코너부에 발생하는 열응력을 감소시키기 위해 단열재와 $9\%$니켈강 라이너를 시공하는 것을 말한다. 열하중에 의해 팽창과 수축이 반복되는 코너프로텍션의 경우 복잡한 응력상태가 발생되기 때문에 설계상의 어려움이 있다. 현재 한국가스공사에서 운용하고 있는 LNG탱크에는 TKK, KAWASAKI, WHESSOE사에서 설계한 코너프로텍션이 시공되어 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통해 이들의 설계사양에 대해 ASME Section VIII Div. 2. Appendix 4에 기초한 건전성을 비교/분석하였다.
Fatigue crack growth from surface defects is one of the most important subjects for the evaluation and the assurance of safety in pressure vessels, piping systems, LPG/LNG fuel tank and other various structures. This paper attempts to analysis some practical or general problems such as the estimation of crack growth life to penetrate the plate thickness, based on fatigue crack growth a single surface flaw and the interaction of multiple flaws. An experiment on the coalescence of multiple undercuts was carried out under cyclic tension condition as a attempt to the analysis of multiple crack problems. It is noted that the fracture strength is characterized by the analogy to that in a single crack growth.
본 연구에서 분리된 phenanthrene 분해균주의 대부분이 소수성을 나타내었고, 미생물계면활성제를 생산하면서 분해하는 균주보다 phenanthrene 분해능이 높았다. 균주 H6의 경우 phenanthrene 분해시 생산되는 미생물계면활성제는 포도당을 분해할 때도 생산되면 미생물의 성장과 더불어 증가하다가 stationary phase에서 일정하게 유지되었다. H6는 Bacillus subtilis로서 분리된 미생물계면활성제는 lipopeptide이었으며 H6에서 추출한 미생물계면활성제는 pH 2 이하에서 거의 회수되었고, 분산력이 Tween 80이나 Brij 30 등 화학계면활성제보다 높았고 열에 강한 특성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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