• 제목/요약/키워드: Turbulent flow region

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사각단면을 갖는 환경 거칠기 요소의 거칠기 간격에 따른 유동 변화(제2보 : 난류, 마찰속도 및 적분변수) (Turbulent Flow over 2-D Rectangular-Shaped Roughness Elements with Various Spacings(Part 2 : Turbulence, Friction Velocity and Integral Parameters))

  • 현범수;서은정;문재승;김길원
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.85-91
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    • 2006
  • 본 연구는 자연지형에 존재하는 다양한 형태의 크고 작은 거칠기 요소들로 인하여 기본 유동장이 변화하는 양상을 밝히기 위한 연구로서 회류수조에서 PIV 기법을 사용하여 수행되었다. 먼저 제1보에서는 동일한 2차원 사각단면을 가지는 많은 양의 거칠기 요소를 평판위에 규칙적으로 배열한 후 거칠기요소의 높이와 거칠기 사이의 간격이 다른 세 경우에 대하여 유속, 유선 및 와도분포를 계측하여 거칠기 유동의 특성을 살펴보았다. 본 2보에서는 난류유동특 성을 비롯하여 벽법칙을 이용한 해석과 경계층 적분변수 도출을 통하여 거칠기 간격이 유동장 변화에 미치는 영향을 정량적으로 비교하고자 하였다. 실험결과 거칠기 간격이 거칠기 높이의 7배와 14배인 경우 3.5배에 비하여 거칠기로 인한 유동장의 변화가 큼을 재차 확인할 수 있었다.

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터빈 동익 흡입면에서 발달하는 경계층의 유동특성 (Flow Characteristics of the Boundary Layer Developing over a Turbine Blade Suction Surface)

  • 장성일;이상우
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권10호
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    • pp.795-803
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    • 2015
  • 본 연구에서는 발전용 터빈 제 1 단 동익 흡입면에서 발달하는 경계층유동에 대하여 체계적으로 연구하였다. 이를 위해 흡입면에서 열부하가 급격하게 변화하는 대표적인 영역에 대하여, 경계층의 평균 유속, 난류강도, 에너지스펙트럼 등을 측정하였다. 그 결과 흡입면 경계층유동이 층류에서 난류 경계층으로 천이됨을 확인할 수 있었고, 이 천이경로는 박리버블의 전단층에서 주로 발생하는 박리유동 천이로 확인되었다. 흡입면에서 열부하의 최소값이 존재하는 곳은 흡입면 경계층유동의 천이가 시작되는 위치에 해당하며, 열부하가 최대인 곳은 박리유동 천이가 모두 마무리되어 벽근처에 강력한 난류유동이 존재하는 곳과 일치하였다. 에너지스펙트럼의 측정을 통하여, 흡입면 경계층의 박리유동 천이 전후에 나타나는 난류운동에너지의 주파수 특성을 자세히 파악할 수 있었다.

추가연료 공급,회송량에 따른 항공기내 연료온도 변화에 대한 수치해석적 연구 (A Numerical Analysis on Transient Fuel Temperatures in a Military Aircraft with Additional Fuel Supplies and Return)

  • 김영준;김창녕;김철인
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.73-84
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    • 2003
  • 항공기내 연료온도의 변화가 유한차분식에 의하여 해석되었다. 항공기의 여러 임무 가운데 근접항공지원 임무가 20% hot day 외부대기 조건과 함께 이음속 영역에서 고려되었다. 수정 Dufort-Frankel기법의 explicit방법에 의해 수치계산이 수행되었다. 항공기는 난류유동장내에 있는 것으로 가정되었다. 추가 연료공급-회송 개념을 갖는 항공기 연료시스템 모델이 고려되었다. 본 해석의 결과로써, 추가연료 공급이 증가함에 따라 연료탱크의 온도는 상승함을 보인 반면, 엔진 입구에서의 연료온도는 몇몇 비행단계 및 엔진 연료요구량이 많은 구간을 제외하고는 감소함을 보였다. 본 해석으로부터, 추가 연료공급-회송개념을 사용한 연료시스템이 엔진입구 연료온도를 낮추기 위한 효과적인 방법임을 나타났다. 또한, 연료/오일 열교환기로 흐르는 연료유동량이 연료온도 변화에 중요한 인자임이 밝혀졌다.

스파이럴 제트 유동에 미치는 환형 슬릿의 영향에 관한 연구 (The Effect of Annular Slit on a Compressible Spiral Jet Flow)

  • 조위분;백승철;김희동
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.2029-2034
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    • 2004
  • Spiral jet is characterized by a wide region of the free vortex flow with a steep axial velocity gradient, while swirl jet is largely governed by the forced vortex flow and has a very low axial velocity at the jet axis. However, detailed generation mechanism of spiral flow components is not well understood, although the spiral jet is extensively applied in a variety of industrial field. In general, it is known that spiral jet is generated by the radial flow injection through an annular slit which is installed at the inlet of a conical convergent nozzle. The present study describes a computational work to investigate the effects of annular slit on the spiral jet. In the present computation, a finite volume scheme is used to solve three dimensional Naver-Stokes equations with RNG ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulent model. The annular slit width and the pressure ratio of the spiral jet are varied to obtain different spiral flows inside the conical convergent nozzle. The present computational results are compared with the previous experimental data. The results obtained obviously show that the annular slit width and the pressure ratio of the spiral jet strongly influence the characteristics of the spiral jets, such as tangential and axial velocities.

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평판에 충돌하는 미립자의 유동분석 (Analysis of Particle Motion Impinging on a Flat Plate)

  • 김진;김병문
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.9-16
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    • 2002
  • The particles velocity in the instantaneous flow field and velocity change of particles along the jet centerline for various particle diameter in a circular turbulent impingement jet are investigated by using particle image velocimetry(PIV) and an equation of particle motion simplified by terms of inertia forces, drag and gravitational force. The jet Reynolds number was 3300 and 8700, and glass beads of 30,58 and 100$\mu$m in diameter were used. The PIV results show that the direction and size of velocity depends not only on the number density of particle but also on the particle momentum. The results obtained form calculation suggest that the particle velocity near the first impingement region deviated from local air velocity, which accords well with the PIV results. The rebound height of particle increase with the particle diameter. In the second-impingement, particle velocities increased sluggishly with Re=3300 but particle velocities uniformed with Re=8700 in stagnation region.

천이경계층에서의 간헐도 측정에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Measuring the Intermittency in the Transitional Boundary Layer)

  • 임효재;안재용;백성구;정명균
    • 설비공학논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.9-18
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    • 2003
  • An experimental study was performed to investigate the turbulence intermittency measuring methods across the boundary layer in the transition region. A single type hot-wire probe was used to measure instantaneous streamwise velocities in laminar, transitional and turbulent boundary layer To estimate wall shear stresses on the flat plate, near wall mean velocities are applied to the principle of CPM. Distribution of intermittency factor is obtained by dual-slope method and compared to the results of four methods,$\'{u},\;\{U}$, TERA and M-TERA method. In these methods, M-TERA shows a good agreement in the near wall region. However, the result of M-TERA method shows that intermittency factor is underestimated in the outer part and outside of the boundary layer and the dimensional constant of M-TERA method should be changed appropriately depending on measuring point.

충돌분류시스템의 열전달 특성에 관한 수치적 연구 (Numerical Study on Heat Transfer Characteristics in Impinging Air Jet System)

  • 금성민;김동춘
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.55-61
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    • 2003
  • Heat transfer characteristics for an air jet vertically impinging on a flat plate with a set of hybrid rods was investigated numerically using the RNG k-$\varepsilon$turbulent model. A commercial finite-volume code FLUENT is used. The rods had cross sections of half circular and rectangular shapes. The heating surface was heated with a constant heat flux value of $1020W/m^2$. Parameters investigated were the jet Reynolds number, nozzle -to-plate spacing, the rod pitch and rod-to-plate clearance. The local and average Nusselt number were found to be dependent on the rod pitch and the clearance because installing rods disturbed the flow. Higher convective heat transfer rate occurred in the whole plate as well as in the wall jet region.

평면 난류 오프셋 제트에 관한 연구 (A Study on the Plane Turbulent Offset Jet)

  • 유정열;강신형;채승기;좌성훈
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.357-366
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    • 1986
  • 본 연구에서는 3공피토우관 및 열선유속계를 사용하여 벽에 평행한 2차원 난류제트의 난류량들을 측정하였고, 스캐니 밸브를 이용하여 벽면아력분포를 측정함 으로써 재순환 영역을 포함한 전체유동장에서의 유동특성을 고찰하였다. 또한 잘 알려진 표준 k-.epsilon. 난류모형 및 유선곡률을 고려한 수정된 k-.epsilon. 난류모형을 이용하여 측정 수치해석을 수행하였다.

2-방정식 난류모델을 이용한 고양력 익형 주위의 비압축성/압축성 유동장 해석 (Incompressible/Compressible Flow Analysis over High-Lift Airfoils Using Two-Equation Turbulence Models)

  • 김창성;김종암;노오현
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.53-61
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    • 1999
  • Two-dimensional, unsteady, incompressible and compressible Navier-Stokes codes are developed for the computation of the viscous turbulent flow over high-lift airfoils. The compressible code involves a conventional upwind-differenced scheme for the convective terms and LU-SGS scheme for temporal integration. The incompressible code with pseudo-compressibility method also adopts the same schemes as the compressible code. Three two-equation turbulence models are evaluated by computing the flow over single and multi-element airfoils. The compressible and incompressible codes are validated by predicting the flow around the RAE 2822 transonic airfoil and the NACA 4412 airfoil, respectively. In addition, both the incompressible and compressible code are used to compute the flow over the NLR 7301 airfoil with flap to study the compressible effect near the high-loaded leading edge. The grid systems are efficiently generated using Chimera overlapping grid scheme. Overall, the κ-ω SST model shows closer agreement with experiment results, especially in the prediction of adverse pressure gradient region on the suction surfaces of high-lift airfoils.

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선형 압축기 익렬에서 발생하는 익단 누설 와류내의 레이놀즈 응력 분포 (I) -입구 유동각 변화의 영향- (Distribution of the Reynolds Stress Tensor Inside Tip Leakage Vortex of a Linear Compressor Cascade (I) - Effect of Inlet Flow Angle -)

  • 이공희;박종일;백제현
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권8호
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    • pp.902-909
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    • 2004
  • A steady-state Reynolds averaged Navier-Stokes simulation was conducted to investigate the distribution of the Reynolds stress tensor inside tip leakage vortex of a linear compressor cascade. Two different inlet flow angles ${\beta}=29.3^{\circ}$(design condition) and $36.5^{\circ}$(off-design condition) at a constant tip clearance size of $1\%$ blade span were considered. Classical methods of solid mechanics, applied to view the Reynolds stress tensor in the principal direction system, clearly showed that the high anisotropic feature of turbulent flow field was dominant at the outer part of tip leakage vortex near the suction side of the blade and endwall flow separation region, whereas a nearly isotropic turbulence was found at the center of tip leakage vortex. There was no significant difference in the anisotropy of the Reynolds normal stresses inside tip leakage vortex between the design and off-design condition.