This experimental study was performed to investigate internal flow and unsteady flow characteristics using a model for actual shape of a Plate heat exchanger and visualization of flow through the particle image velocimetry. Seven Reynolds numbers were selected by calculation with the height of grooved channel and sectional mean velocity of inlet flow in the experiment, and instantaneous velocity distributions and flow characteristics were experimently investigated. The triangular grooved channel had a compound flow consisting of the flow in lower channel and the groove flow receiving shear stress by the channel flow in the experiment. The sheared mixing layer, in the boundary between the triangular groove and the channel. affected main flow to raise turbulent in the channel.
The friction drag reduction of a ship is of prime importance for the design and production of high-valued/high-tech ship. Thus, this study carried out the development of reliable numerical tools to identify the friction drag reduction mechanism for turbulent boundary layer on the ship surface and to deduce the optimum reduction technique by numerical experiment. The developed LES and DNS numerical tools were applied to simulate the turbulent channel flow These results were very well matched with previous results not only qualitatively but also quantitatively. The parallelization using MPI (Message Passing Interface) technique implemented in the developed code to speed up the simulation and to obtain the accurate results from the fine grid system was testified its computational efficiency.
일방향흐름에 의한 해류의 마찰력 계산을 위하여 Prandtl의 혼합길이 이론을 수심 전구간에 적용하고 난류의 세기와 수리조건에 따라 완난류와 전난류로 분류하여 마찰계수를 산정하는 개수로 마찰계수 산정방법을 제시하였다. 파랑과 해류의 합성류에 의한 해저마찰력을 계산하기 위하여 두 유속의 연직분포를 고려한 BYO 모형을 이러한 흐름특성을 반영하여 개선하였다. BYO 모형은 모든 유속의 연직분포가 해저면으로부터의 직선과 접선으로 만나는 점(Bijker point)을 도출하여 파운동 유속과 해류유속의 합성을 이 점에서 시행하여 일주기의 평균갑을 구하는 모형이다. 일방향흐름의 해류나 천해파에 의한 파운동이나 해저면 가까이 경계층흐름은 완난류, 천이난류, 전난류 등 세가지 종류로 대별된다. 그 중 완난류로 대별하여 두 경우에 대한 합성류 마찰력 산정방법을 제시하였다.
The turbulent flow in reactor pressure vessel (RPV) of pressurized water reactor (PWR) is important for the flow rate distribution at core inlet. Thus, it is vital to study the turbulent flow phenomena in RPV. However, the complicated fluid channel consisted of inner structures of RPV will block or refract the laser sheet of particle image velocimetry (PIV). In this work, the matched index of refraction (MIR) of sodium iodide (NaI) solution and acrylic was applied to support optical path for flow field measurements by PIV in the 1/10th scaled-down RPV model. The experimental results show detailed velocity field at different locations inside the scaled-down RPV model. Some interesting phenomena are obtained, including the non-negligible counterflow at the corner of nozzle edge, the high downward flowing stream in downcomer, large vortices above vortex suppression plate in lower plenum. And the intensity of counterflow and the strength of vortices increase as inlet flow rate increasing. Finally, the case of asymmetry flow was also studied. The turbulent flow has different pattern compared with the case of symmetrical inlet flow rate, which may affect the uniformity of flow distribution at the core inlet.
벽면 난류의 항력과 밀접한 관련이 있는 유동구조를 조사하기 위해 $Re_{\tau}$ = 180, 395, 590 의 난류채널유동에 대한 직접수치모사를 수행하였다. 확률밀도함수를 조사하여 레이놀즈 전단응력에 가장 큰 기여를 하는 Q2 이벤트를 파악하였으며 Q2 이벤트의 각도의 변화가 $y^+<50$ 에서는 벽 단위로 스케일링되며, y/h > 0.5 에서는 채널의 높이로 스케일링 됨을 확인하였다. Q2 이벤트를 조건으로 하는 조건부 평균 유동장을 조사하여 레이놀즈 전단응력의 발생과 관련이 있는 유동구조는 주 유동방향의 보텍스 및 헤어핀 형상의 보텍스임을 보였다. 또한, 순간 유동장을 관찰하여 높은 레이놀즈 전단 응력의 분포가 이러한 보텍스 구조와 관련이 있으며 1.5 ~ 3h 의 크기를 갖는 대형유동구조를 구성함을 확인하였다.
0The fields of turbomachinery and electrical generators provide many examples of flow through rotating internal passages. At the practicing Reynolds number, most of the flow motion is three dimensional and highly turbulent. The proper understanding for the characteristics of these turbulent flow is necessary for the design of thermo-fluid machinery of a good efficiency. The flow characteristics in the rotating duct with curvature are very complex in practice due to the curvature and rotational effect of the duct. The understanding of the effect of the curvature on the structure and rotational effect of the duct. The understanding of the effect of the curvature on the structure of turbulence in the curved passage and the characteristics of the flow in a rotating radial straight channel have been well studied separately by many workers. But the combined effects of curvature and rotation on the flow have not been well understood inspite of the importance of the phenomena in the practical design process. In this study, the characteristics of a developing turbulent flow in a square sectioned 90.deg. bend rotating at a constant angular velocity are measured by using hot-wire anemometer to seize the rotational effects on the flow characteristics. As the results of this study, centrifugal forces associated with the curvature of the bend and Coriolis forces and centripetal forces associated with the rotational affect directly both the mean motion and the turbulent fluctuations.
The suitable estimation of the filter width in the dynamic eddy viscosity model were investigated in high Reynolds number channel flow. In this study, the improvement on matters by optimizing the test filter shape was attempted through the numerical experiment. The way that select optimum test filter width is recommended. Some test filters, one is based on a discrete representation of the top-hat filter and another are based on a high-order filtering operation, are evaluated in simulations of the turbulent channel flow at Reynolds number 1020, based on friction velocity and channel half width. It appears that the estimation of test filter width practically can decrease the dissipative nature of dynamic eddy viscosity model with explicit test filter. It shows that the value of the filter width ratio used in the dynamic procedure must match the properties of the test filter actually used in the calculation.
Large Eddy Simulation (LES) has been popularly applied and used in the last several decades to simulate turbulent boundary layer in the numerical domain. A fully developed turbulent boundary layer has also been applied to predict the complicated wake flow behind bluff bodies. In this study we aimed to generate an artificial turbulent boundary layer, which is based on an exponential correlation function, and generates a series of realistic three-dimensional velocity data in two-dimensional inlet section which are correlated both in space and in time. The results suggest its excellent capability for high Reynolds number flows. To make an effective generation, a hexahedral mesh has been used and Cholesky decomposition was applied to possess suitable turbulent statistics such as the randomness and correlation of turbulent flow. As a result, the flow characteristics in the domain and fluctuating pressure near the wall are very close to those of fully developed turbulent boundary layers.
Numerical analysis of turbulent flow in three-dimensional channel with V-shaped ribs extruded on both walls has been carried out. Reynolds-averaged Navier-Stokes are calculated for analysis of fluid flow and heat transfer. Shear stress transport (SST) turbulence model is used as a turbulence closure. Computational results for heat transfer rate show good agreements with experimental data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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