• 제목/요약/키워드: Turbulent Flow Analysis

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핀틀 형상이 노즐 성능에 미치는 영향에 관한 연구 (Investigation of Pintle Shape Effect on the Nozzle Performance)

  • 김중근;박종호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.790-796
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    • 2008
  • 고체 추진기관은 고정된 추진제 그레인 형상과 노즐목 때문에 정해진 단순 추력을 가지게 된다. 핀틀 노즐은 기존의 고체 추진기관의 장점을 가지면서도 추력 조절이 불가능한 단점을 보완하기 위해 제안된 방법이다. 본 연구에서는 핀틀 형상이 노즐 성능에 미치는 영향을 실험과 수치해석 방법으로 평가하였다. 핀틀 형상은 단순성의 원리에 근거하여 변경하였으며 각각의 형상에 대한 내부 유동장은 난류모델을 적용하여 Fluent로 해석하였다. 본 연구로부터 핀틀 형상이 노즐내의 충격파 구조 및 유동박리 영향을 주어 노즐 추력 및 핀틀 하중에 영향을 미침과 최적의 노즐 성능을 발휘할 수 있는 핀틀 형상이 존재함을 확인하였다.

중첩 격자 기법을 이용한 지면 효과를 받는 RAE 101 익형의 공력 해석 (AERODYNAMICS OF THE RAE 101 AIRFOIL IN GROUND EFFECT WITH THE OVERLAPPED GRID)

  • 이재은;김윤식;김유진;권장혁
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.193-198
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    • 2006
  • It takes a lot of time and effort to generate grids for numerical analysis of problems with ground effect because the relative attitude and height of airfoil should be maintained to the ground as well as the inflow. A low Mach number preconditioned turbulent flow solver using the overlap grid technique has been developed and applied to the ground effect simulation. It has been validated that the present method using the multi-block grid gives us highly accurate solutions comparing with the experimental data of the RAE 101 airfoil in an unbounded condition. Present numerical method has been extended to simulate ground effect problems by using the overlapped grid system to avoid tedious work in generating multi-block grid system. An extended method using the overlapped grid has been verified and validated by comparing with results of multi-block method and experimental data as well. Consequently, the overlapped grid method can provide not only sufficiently accurate solutions but also the efficiency to simulate ground effect problems. It is shown that the pressure and aerodynamic centers move backward by the ground effect as the airfoil approaches to the ground.

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탄성 플랩을 갖는 2차원 날개 단면 공력 특성 전산해석 (Numerical Analysis of Aerodynamics Characteristics of Two Dimensional Airfoil Section with Elastic Flap)

  • 원창희;이주용;이승수
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제2권1호
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    • pp.39-46
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    • 2014
  • 이 연구에서는 탄성 플랩이 뒷전에 장착된 2차원 날개 단면의 공력 특성을 전산 해석하였다. EDISON_CFD는 날개 주위의 비압축성 난류 유동을 시뮬레이션 하기 위해 이용되었으며, MIDAS_IT는 전산 해석 결과로 얻어진 압력 하중 하에서 탄성 플랩의 변위를 구조해석 하기 위해 사용되었다. EDISON_CFD와 MIDAS_IT의 반복 계산 절차를 이용하여, 플랩의 변위가 수렴되면 해석을 종료하여, 날개 단면에 작용하는 공력을 분석하였다. 양항비의 추정 결과 일정 받음각 이내에서 플랩의 유리한 효과가 나타날 것으로 예상된다.

산지 내 오염물질 확산의 2차원 수치해석 (Numerical Analysis of the Two-Dimensional Pollutant Dispersion Over Hilly Terrain)

  • 김현구;이정묵
    • 한국대기환경학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.383-396
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    • 1997
  • Numerical prediction of the pollutant dispersion over a two-dimensional hilly terrain is presented. The dispersion model used in the present work is based on the gradient diffusion theory and the finite-volume method on a non-orthogonal boundary-fitted grid system. The numerical model is validated by comparing the results with the available experimental data for the flat-floor dispersion within a turbulent boundary-layer. The numerical error analysis is performed based on the guideline of Kasibhatla et al.(1988) for the elevated-source dispersion in the flat-floor boundary layer having a power-law velocity and linear eddy-diffusivity profile. The influences of the two-dimensional hilly terrain on the dispersion from a continuously released source are numerically investigated by changing the emission locations and heights. It is found that the distributions of ground-level concentration are strongly influenced by the source location and the emission height. Hence, the terrain amplification factor is greatly enhanced when the pollutant source is located within a flow separation region. Dispersion from a source of short duration is also simulated and the duration time of the pollutant is compared at several downstream locations on a hilly terrain. The results of the numerical prediction are applied to the evaluation of environmental impacts due to the automobile exhausts at the seashore highway with a parallel mountain range.

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DES를 이용한 초음속 유동내 수직 연료분사 유동의 비정상 3차원 해석 Part II : 반응 유동장 (Unsteady Three-Dimensional Analysis of Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using Detached Eddy Simulation Part II : Reacting Flowfield)

  • 원수희;정인석;최정열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권9호
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    • pp.879-888
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    • 2009
  • 초음속 주 유동내 수소의 수직분사에 의한 비정상 반응 유동장에 대한 3차원 수치해석이 DES 난류 모델과 상세 화학반응 모델을 이용하여 수행되었다. 난류 반응 유동의 물리적 현상을 이해하기 위하여 해석 및 실험 결과를 비교하였다. 계산에 의해 구해진 OH 분포는 실험의 OH-PLIF 결과를 잘 모사하고 있다. 반면, 점화 지연 시간은 계산과 실험 사이에 차이를 보이고 있으며, 이는 실험적 계측의 한계에 기인하는 것으로 생각된다. RANS 및 DES 계산 결과의 비교로부터 간헐 현상을 확인하였으며, 유선을 따른 온도 분포 및 중첩된 OH 질량 분율을 통해 시 공간적 간헐 현상을 정량적으로 측정하였다.

지하철 터널내의 객차 화재발생시 환기실 위치변화에 따른 화재특성의 수치적 연구 (Numerical Predictions of Fire Characteristics of Passenger Train Fire in an Underground Subway Tunnel, Depending on Change of Location of Ventilation Facility)

  • 손봉세;장희철
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.1-8
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 지하철 터널에서 화재가 발생한 경우 역사와 환기실의 위치에 따른 화재특성을 수치적으로 분석하는데 있다. 이를 위해 피난거리, 피난시간 및 최악조건 화재가 발생한 2가지 시나리오를 선정하고, 환기실 위치 변경에 따른 시간별 화재상황에 대한 터널내의 시류 및 열환경을 분석하였다. 화재해석을 위해 FLUENT v.6.3.26을 이용하였으며, 난류모델은 표준 k-${\varepsilon}$ 모델을 사용하였다. 경우에 따른 터널 내 일산화탄소의 농도 분포, 온도분포 및 속도분포의 결과를 분석하였고 본 연구의 결과는 지하철 역사 및 터널 설계시 최적의 방재 및 환기시스템을 구축하는데 기여할 것으로 생각된다.

타이어 사이드월 온도 저감을 위한 Cooling Fin 해석 (Analysis of the Cooling Fin for the Temperature Reduction of the Tire Sidewall)

  • 박재현;정성필;정원선;전철균
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.862-867
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    • 2014
  • When the vehicle is traveling, the deformation caused by friction continued with the ground is made to occur because the tire is the composite material of a viscoelastic. Part of the deformation energy is converted into heat energy as Hysteresis and temperature inside the tire rises. The generated heat is shed to the outside through the convection and evangelism. Increase in the internal temperature of the tire is difficult to ensure the safety of vehicle by damage to the tire during driving. Recently, Even when the tire is damaged, it is designed to be possible to driving in case of run-flat tires but the fact is that the development of the technology for the synergistic effect of heat release inside the tire by the side reinforcement is necessary. In this study, by using the Finite Element Method (FEM), applying the cooling fins to the tire sidewall, it is intended to check the temperature distribution along the shape of the cooling fins and the temperature reduction effect.

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$\kappa-\imath$ 난류모델을 이용한 온배수 수치해석 (A Numerical Analysis of Thermal Discharge using $\kappa-\imath$ Turbulence Closure)

  • 최흥식
    • 물과 미래
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    • 제29권2호
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    • pp.199-207
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    • 1996
  • 온배수의 거동해석에 $\kappa-\imath$ 난류모델의 사용성 평가를 위해 수심적분 2차원 수치모형을 개발하였다. 개발된 모형은 간단한 단면을 갖는 개수로 정상류의 경우에 적용하였으며, 기존의 실험결과와 비교적 잘 일치하였다. 온수의 재순환, 재부착 및 초과온도 상승분포의 적절한 모의해석은 $\kappa-\imath$ 난류모델에 의한 적절한 난류 점성 및 확산계수의 산정때문이라 생각된다. 예측의 정확성을 위하여 부력생성항의 도입, Source/Sink 항의 수정 및 그에 따른 적절한 난류 상수의 규명이 필요하다.

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빙해선박 상부갑판 열선의 열전달 특성에 따른 착빙방지 성능평가 및 설계기준에 관한연구 (A Study on the Anti-Icing Performance Evaluating and Design Guide by Heating Coil for Upper Deck of Icebreaking Vessels)

  • 이종찬;서영교;이춘주
    • 대한조선학회논문집
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    • 제49권6호
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    • pp.541-549
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    • 2012
  • The study adopted a freezing prevention method of the upper deck which used heating coil, and carried out numerical analysis by using ANSYS 13.0 CFD for design guide of the vessel operating in cold region. It is based on the experimental results of the anti-icing performance tests which were carried at cold room chamber in MOERI. Numerical analysis for the design guide was performed by considering S.S.T. (Shear Stress Transport) turbulent model for flow separation effects and the turbulence which occurred in interfaces of the numerical model in order to express appropriate heat transmission phenomenon. The numerical result shows average temperature of the upper deck surface appeared similarly compared with the indoor chamber test. The design guide for optimum freezing prevention presented through heat transmission capability and interval of the heat coil in various outdoor temperature($10^{\circ}C{\sim}-30^{\circ}C$) and wind speed(1m/s~7m/s).

Extension of the NEAMS workbench to parallel sensitivity and uncertainty analysis of thermal hydraulic parameters using Dakota and Nek5000

  • Delchini, Marc-Olivier G.;Swiler, Laura P.;Lefebvre, Robert A.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권10호
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    • pp.3449-3459
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    • 2021
  • With the increasing availability of high-performance computing (HPC) platforms, uncertainty quantification (UQ) and sensitivity analyses (SA) can be efficiently leveraged to optimize design parameters of complex engineering problems using modeling and simulation tools. The workflow involved in such studies heavily relies on HPC resources and hence requires pre-processing and post-processing capabilities of large amounts of data along with remote submission capabilities. The NEAMS Workbench addresses all aspects of the workflows involved in these studies by relying on a user-friendly graphical user interface and a python application program interface. This paper highlights the NEAMS Workbench capabilities by presenting a semiautomated coupling scheme between Dakota and any given package integrated with the NEAMS Workbench, yielding a simplified workflow for users. This new capability is demonstrated by running a SA of a turbulent flow in a pipe using the open-source Nek5000 CFD code. A total of 54 jobs were run on a HPC platform using the remote capabilities of the NEAMS Workbench. The results demonstrate that the semiautomated coupling scheme involving Dakota can be efficiently used for UQ and SA while keeping scripting tasks to a minimum for users. All input and output files used in this work are available in https://code.ornl.gov/neams-workbench/dakota-nek5000-study.