The flow field inside a cylinder of four-valve Sl engine was investigated quantitatively using a three-dimensional Laser Doppler Velocimetry system, to determine how stroke changes affect the flow field. The purpose of this work was to develop quantitative methods which correlate in-cylinder flows to engine performance. For this study, the sane intake manifold, engine head, cylinder, and the piston were used to examine the flow characteristics in different strokes. Quantification of the flow field was done by calculating three major parameters which are believed to adequately characterize in cylinder motion. These quantities were TKE, tumble and swirl ratios. The LDV results reveal that flow patterns are similar, the flow velocities scale with piston speed but another parameters such as TKE, and tumble and swirl numbers are not the same for different stroke systems.
When we urgently need to develop and supply an alternative energy, wind power is growing with much interest because it has relative low cost for generating power and small area for wind turbine. To estimate the wind power resource, it is necessary to make an observation first. Although the large wind farm and resources are near coast and mountain area, the wind energy in urban area has the strong thing of direct access to power generator. In this study, we estimate the probability of wind energy in urban mountain area using A2C (Atmospheric to CFD) model, which is used for horizontally urban scale phenomena. In the steady state results, the site C is most suitable for wind power in the point of the only wind speed. But, estimating the TKE and vertical wind shear, the site B is showing the better results than the site C.
Magnetic and magneto-optical properties of Fe/Pt/Fe, Co/Pd/Co trilayers and also the sandwiches with wedge-shaped magnetic (Fe, Co) and nonmagnetic (Pt, Pd) layers were investigated. The oscillatory behavior of the saturation field $H_{s}$ of the studied trilayers with changing the thickness of the nonmagnetic layer (NML) $t_{NML}$ was revealed. That was explained by the exchange coupling between ferromagnetic layers (FML) through the nonmagnetic spacer. For the first time, oscillations of the transverse Kerr effect (TKE) with changing the Pt- and Pd-wedge thickness were discovered. Period of these oscillations was found to depend on the FML thickness and the photon energy of the incident light. TKE spectra of the examined samples were discovered to modify very strongly with increasing $t_{NML}$. The discovered peculiarities of magneto-optical properties of thin-film systems were explained by a concept of the spin-polarized quantum well states in the pt and Pd layers.
Changqi Liu;Kai Tao;Liming Huang;Dejun E;Xiaohou Bai;Zhanwen Ma
Nuclear Engineering and Technology
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제56권5호
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pp.1895-1901
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2024
The fission model, G4ParaFissionModel, was enhanced in this study, mainly focusing on refining the energy dependence of the peak-to-valley ratio in the mass distribution and the energy dependence of the average total kinetic energy (TKE). The enhanced model was employed to investigate the characteristics of fission products from 235U(n, f) reaction. The calculated results, including fission yield, TKE distribution, prompt fission neutron and gamma spectra, were compared with both evaluated and experimental data. The comparison shows that these physical observables related nuclear data, which are of importance for developments of the nuclear power and physics, can be reasonably well reproduced.
The radioactive pollutant could migrate to the downstream urban area under the action of atmospheric dispersion due to the turbulent mixing under actual pollution accidents. A scenario in which radioactive contaminants from the upstream (for example, a nearshore nuclear power plant accident) migrates to the downstream urban blocks have been considered in this study. Numerical simulations using computational fluid dynamics (CFD) are then conducted to investigate the effects of the urban morphology (building packing density and layout) on the atmospheric dispersion of radioactive pollutants in this scenario. The building packing density and structure can significantly affect urban areas' mean flow pattern and the turbulent kinetic energy (TKE). The flow pattern and the TKE distribution influence the radioactive pollution dispersion. It is found that the radioactive pollution at the urban canyons is significantly affected by the vertical transport at the canyon. A comparison of the distributions of radioactive and traditional non-radioactive pollutants is also provided.
Large eddy simulations have been performed within and over different types of urban building arrays. This paper adopted three dimensionless parameters, building frontal area density (${\lambda}_f$) the variation degree of building height (${\sigma}_h$), and the staggered degree of building range ($r_s$), to study the systematic influence of building spacing, height and layout on wind and turbulent characteristics. The following results have been achieved: (1) As ${\lambda}_f$ decrease from 0.25 to 0.18, the mean flow patterns transfer from "skimming" flow to "wake interference" flow, and as ${\lambda}_f$ decrease from 0.06 to 0.04, the mean flow patterns transfer from "wake interference" flow to "isolated roughness" flow. With increasing ${\lambda}_f$, wind velocity within arrays increases, and the vortexes in front of low buildings would break, even disappear, whereas the vortexes in front of tall buildings would strengthen and expand. Tall buildings have greater disturbance on wind than low buildings do. (2) All the wind velocity profiles and the upstream profile converge at the height of 2.5H approximately. The decay of wind velocity within the building canopy was in positive correlation with ${\lambda}_f$ and $r_s$. If the height of building arrays is variable, Macdonald's wind velocity model should be modified through introducing ${\sigma}_h$, because wind velocity decreases at the upper layers of the canopy and increases at the lower layers of the canopy. (3) The maximum of turbulence kinetic energy (TKE) always locates at 1.2 times as high as the buildings. TKE within the canopy decreases with increasing ${\lambda}_f$ and $r_s$ but the maximum of TKE are very close though ${\sigma}_h$ varies. (4) Wind velocity profile follows the logarithmic law approximately above the building canopy. The Zero-plane displacement $z_d$ heighten with increasing ${\lambda}_f$, whereas the maximum of and Roughness length $z_0$ occurs when ${\lambda}_f$ is about 0.14. $z_d$ and $z_0$ heighten linearly with ${\sigma}_h$ and $r_s$, If ${\sigma}_h$ is large enough, $z_d$ may become higher than the average height of buildings.
A two-dimensional particle image velocimetry (2D PIV) system in a towing tank is employed to measure a wake field of a very large crude oil carrier model with rotating propeller in self propulsion condition, to identify characteristics of wake of a propeller working behind a ship. Phase-averaged and time-averaged flow fields are measured for a horizontal plane. Scale ratio of the model ship is 1/100 and Froude number is 0.142. By phase-averaging technique, trajectories of tip vortex and hub vortex are identified and characteristic secondary vortex distribution is observed in the hub vortex region. Propeller wake on the starboard side is more accelerated than that on the port side, due to the difference of inflow of propeller blades. The hub vortex trajectory tends to face the port side. With the fluctuation part of the phase-averaged velocity field, turbulent kinetic energy (TKE) is also derived. In the center of tip vortex and hub vortex region, high TKE concentration is observed. In addition, a time-averaged vector field is also measured and compared with phase-averaged vector field.
교란운동에너지(TKE)와 레이놀즈 응력의 수직성분($-{\bar{u^{\prime}w^{\prime}}}$)에 대한 한 주기 파장 안에서의 시간변화를 관측자료를 사용하여 분석하였다. 관측자료는 동해에서 온대성저기압이 발달하였던 2017년 1월 14일부터 18일까지 동해안 후정해변에서 측정한 파랑자료를 사용하였다. 이 기간 동안 관측된 모든 파랑자료들 중에서 비슷한 형태를 갖는 수백 개의 규칙파들을 구분하였으며 이 자료를 토대로 Ensemble Average 기법을 사용하여 이 기간 파랑특성을 대표하는 세 개의 평균파를 계산하였다. 그리고 이 평균파를 기준으로 각 파의 요동을 측정하여 한 주기 동안의 교란운동에너지와 레이놀즈 응력을 계산하였다. 이렇게 계산된 자료들을 분석한 결과 교란운동에너지는 파랑의 평균유속과 비슷한 분포를 나타내었으나(즉 유속이 최대값을 나타낼 때 교란운동에너지도 최대값을 나타내었다), $-{\bar{u^{\prime}w^{\prime}}}$는 파랑의 수평유속 방향이 전환되는 '방향전환점'에서 가파르게 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 $-{\bar{u^{\prime}w^{\prime}}}$의 독특한 분포는 Nielsen(1992)에 의해 제안된 난류 convection 현상을 뒷받침하는 발견으로 퇴적물과 같은 물질들의 부유현상이 파랑의 '방향전환점(한 주기 안에서 파랑의 횡단방향 유속 부호가 바뀌는 시점)'에서 촉진될 수 있음을 보여준다. 이렇게 관측된 난류에너지 분포 특성을 CADMAS-SURF 모델을 사용하여 구현해 보았다. 그 결과 교란운동에너지의 경우 모델결과와 관측치 사이에 유사성이 발견되었으나 레이놀즈 응력($-{\bar{u^{\prime}w^{\prime}}}$)의 경우 모델이 '방향전환점'에서의 증가현상을 구현해 내지 못하였다. 이는 CADMAS-SURF와 같은 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 모델들이 가지는 한계점으로 RANS 모델의 경우 레이놀즈 응력과 같은 난류에너지가 평균유속의 분포에 강한 영향을 받기 때문인 것으로 판명되었다.
The turbulence structure of e. tip vortex generated by e. fixed wing was investigated with the use of two-dimensional laser Doppler velocimetry. The velocity field, composed of circumferential end axial components, was measured on the vertical section to the vortex trail, located at 2C downstream from the wing tip in the incoming flow condition of $Re=2.24{\times}10^5$. A quasi 3-dimensional measurement technique by use of 2-dimensional LDV system was suggested for Reynolds stresses and the higher moments. The validity of this technique was confirmed with the uncertainty analysis. The budget of the turbulence kinetic energy was analyzed by those results in the radial direction of the vortex core. It is resulted that the production is to be very likely balanced with the dissipation in most range of the vortex core.
In order to clarify the impacts of thermal difference in atmospheric boundary layer due to the different sophistication of building information in Busan metropolitan areas, several numerical simulations were carried out. ACM (Albedo Calculation Model) and WRF (Weather Research and Forecasting) was applied for estimating albedo and meteorological elements in urban area, respectively. In comparison with coarse aggregated and small buildings, diurnal variation of albedo is highly frequent and its total value tend to be smaller in densely aggregated and tall buildings. Estimated TKE and sensible heat flux with sophisticatedly urban building parameterization is more resonable and valid values are mainly induced by urban building sophistication. The simulation results suggest that decreased albedo and increased roughness due to skyscraper plays an important role in the result of thermal change in atmospheric boundary layer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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