Numerical study of three-dimensional turbulent flow in a forward curved centrifugal fan is presented. Standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model and non-orthogonal curvilinear coordinates arc used to consider the turbulent flow field and complex geometry. Finite Volume approach is adopted for discretization scheme and structured grid system is used to help convergence. Multiblock grid system is used for flow field and divided into five domains that are inlet, outlet, impeller, tip clearance and scroll. It is assumed that the flow field is steady and incompressible. These numerical results are compared with the experimental data inside a rotor and at the fan outlet. Most important flow features are captured through this numerical approach. Finally details of flow field inside a fan are described and analyzed.
In the present paper, the scale effects of two-dimensional airfoil and three-dimensional wind turbine were investigated by using FLUENT software. For two dimensional analysis, flow around S809 airfoil with various Reynolds No. and Mach No. conditions were simulated. For three dimensional analysis, scaled NREL Phase VI wind turbine models from 6% to 1,600% were simulated under the same tip speed ratio condition. Finally, aerodynamic comparisons between two-dimensional flow and three dimensional wind turbine flow are made for the feasibility study of scale effect corrections. Currently, KARI(Korea Aerospace Research Institute) is preparing for the wind tunnel test of 12% NREL Phase VI wind turbine and the performance analysis of the scaled NREL wind turbine model will be validated by the wind tunnel test.
A three-dimensional numerical calculation has been performed to investigate mixed convective vortex flow in rectangular channels(width/height=4) with the upper part cooled and the lower part heated uniformly. In this study, the Prandtl number was 909, the Reynolds number was varied from 0 to $9.6{\times}10^{-2}$ and the Rayleigh number from $10^3$ to $5{\times}10^4$. The governing equations were discretized using the finite volume method. From a parametric study, velocity and temperature distributions were obtained and discussed. It is found that vortex flow of mixed convection in rectangular channels can be classified into three flow patterns which depend on Reynolds and Rayleigh numbers, and the regular vortex structure disappears around Rayleigh number $5{\times}10^4$.
The purpose of the present study was to establish the mechanism of the generation of atherosclerosis by analyzing the hemodynamic variables in the coronary artery where atherosclerosis occurs frequently. From the previous results, the stenosis phenomena due to atherosclerosis were related to not only biochemical reaction between blood and blood vessel but also the hemodynamic factors like flow separation and oscillatory wall shear stress. The present study aimed to investigate the causes of the generation and progression of atherosclerosis in the coronary artery. This study also aimed to develop the softwares which generate automatically three dimensional vascular models obtained by the angiogram images and the computer vision techniques. In the present study, the flow patterns for full three-dimensional hemodynamic characteristics were analyzed. To understand the three-dimensional hemodynamic characteristics, the wall shear stress distributions and secondary flows were investigated quantitatively.
본 연구에서는 3차원 압축성 내부유동해석 코드를 개발하여 터어빈 정익이나 동익 내부의 차원 익렬 유동을 수치적으로 해석하고자 한다. 여기에서 사용된 코드 는 Obyashi의 LU-ADI기법을 이용한 기존의 2차원 익렬 유동해석 코드를 3차원 유동장 으로 학장한 것이고, 난류유동해석에는, Baldwin-Lomax의 박층 대수모델을 3차원으로 확장한 알고리즘을 적용하였다.Kiock등이 실험한 선형 터어빈 익렬 내부의 천음속 유동장에 적용하여 양끝 벽면에 의한 3차원 유동장 특성을 분석하고, 3차원 익렬 유동 코드의 적합성을 검토하였다.
Bubble behaviors in a circular tube have been analyzed numerically and experimentally by a three-dimensional tomography method, Initially, a multiplicative algebraic reconstruction technique (MART) which showed better results for previous studies of numerical simulations has been performed to confirm the accuracy of the three-dimensional reconstruction for the two-phase flow using a computer-synthesized phantom, Then, bubble behaviors have been investigated experimentally by the three-dimensional MART method using real projected data captured simultaneously by a laser and three CCD cameras for three angles of view, Also, the transient reconstructions have been attempted to analyze the real-time oxygen-bubble movements in water by the interval of 1/30 second.
Ye, Linrong;Yu, Hao;Wang, Mingjun;Wang, Qianglong;Tian, Wenxi;Qiu, Suizheng;Su, G.H.
Nuclear Engineering and Technology
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제54권1호
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pp.97-109
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2022
Multi-dimensional coupling analysis is a research hot spot in nuclear reactor thermal hydraulic study and both the full-scale system transient response and local key three-dimensional thermal hydraulic phenomenon could be obtained simultaneously, which can achieve the balance between efficiency and accuracy in the numerical simulation of nuclear reactor. A one-dimensional to three-dimensional (1D-3D) coupling platform for the nuclear reactor multi-dimensional analysis is developed by XJTU-NuTheL (Nuclear Thermal-hydraulic Laboratory at Xi'an Jiaotong University) based on the CFD code Fluent and system code RELAP5 through the Dynamic Link Library (DLL) technology and Fluent user-defined functions (UDF). In this paper, the International Standard Problem (ISP) No. 43 is selected as the benchmark and the rapid boron dilution transient in the nuclear reactor is studied with the coupling code. The code validation is conducted first and the numerical simulation results show good agreement with the experimental data. The three-dimensional flow and temperature fields in the downcomer are analyzed in detail during the transient scenarios. The strong reverse flow is observed beneath the inlet cold leg, causing the de-borated water slug to mainly diffuse in the circumferential direction. The deviations between the experimental data and the transients predicted by the coupling code are also discussed.
The flow characteristics around a rudder in open water condition is analyzed by the computational method. Reynolds averaged Navier-Stoke's equation is utilized for the computation. The computational hydrodynamic force coefficients are verified through comparing with the experimental results. The information of these flow characteristics is necessary to predict cavitation and maneuvering performances, to estimate steering gear capacitance, and to get the bending moment which is useful for the structural analysis. The pressure distribution, the three-dimensional flow separation, and the tip vortices are investigated. The pattern of the three-dimensional flow separation is analyzed utilizing a topological rule. The tip vortices are also investigated through a visualization technique.
The unsteady-state, incompressible and three-dimensional large eddy simulation(LES) was carried out to analyze the structure of turbulent flow fields according to the operating loads of three-dimensional small-size axial fan(SSAF). LES shows the best prediction performance in comparison with any other Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) method because static pressure coefficients analysed by LES show a little bit larger than measurements including all flow coefficients. Also, it can be known that the wake of SSAF is divided into from axial flow to radial flow before and behind stall region according to the increase of static pressure through LES analysis.
Two- and Three- dimensional numerical simulations are carried out to understand the combustion characteristics of LNG-fueled gas turbine combustor for power generation using imported and domestic natural gases. Reacting flow characteristics of the swirl stabilized natural gas combustor were understood from the numerical results with the flow conditions selected from the gas turbine operation data. The thermal influences of different natural gases were very small and the fuel composition and flow rate were considered to be tuned well. The flow structures of the recirculation and combustion region was understood from the comparison of the two- and three-dimensional results. The complexity of the three-dimensional swirl flows inside the gas turbine combustor with multiple swirlers was understood those resulting from the interactions of the stage and pilot burners.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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