A conservative finite-volume numerical method for unstructured grids with the cell-centered method has been developed for computing flow and heat transfer by combining the attractive features of the existing pressure-based procedures with the advances made in unstructured grid techniques. This method uses an integral form of governing equations for arbitrary convex polyhedra. Care is taken in the discretization and solution procedure to avoid formulations that are cell-shape-specific. A collocated variable arrangement formulation is developed, i.e. all dependent variables such as pressure and velocity are stored at cell centers. For both convective and diffusive fluxes the forms superior to both accuracy and stability are particularly adopted and formulated through a systematic study on the existing approximation ones. Gradients required for the evaluation of diffusion fluxes and for second-order-accurate convective operators are computed by using a linear reconstruction based on the divergence theorem. Momentum interpolation is used to prevent the pressure checkerboarding and a segregated solution strategy is adopted to minimize the storage requirements with the pressure-velocity coupling by the SIMPLE algorithm. An algebraic solver using iterative preconditioned conjugate gradient method is used for the solution of linearized equations. The flow analysis code (PowerCFD) developed by the present method is evaluated for its application to several 2-D structured-mesh benchmark problems using a variety of unstructured quadrilateral and triangular meshes. The present flow analysis code by using unstructured grids with the cell-centered method clearly demonstrate the same accuracy and robustness as that for a typical structured mesh.
Wind action is a factor of fundamental importance in the structural design of light or slender constructions. Codes for structural design usually assume that the incident mean wind velocity is parallel to the ground, which constitutes a valid simplification for frequent winds caused by meteorological phenomena such as Extratropical Storms (EPS) or Tropical Storms. Wind effects due to other phenomena, such as thunderstorms, and its combination with EPS winds in so-called squall lines, are simply neglected. In this paper a model that describes the three-dimensional wind velocity field originated from a downburst in a thunderstorm (TS) is proposed. The model is based on a semi empirical representation of an axially-symmetrical flow line pattern that describes a stationary field, modulated by a function that accounts for the evolution of the wind velocity with time. The model allows the generation of a spatially and temporally variable velocity field, which also includes a fluctuating component of the velocity. All parameters employed in the model are related to meteorological variables, which are susceptible of statistical assessment. A background wind is also considered, in order to account for the translational velocity of the thunderstorm, normally due to local wind conditions. When the translation of the TS is caused by an EPS, a squall line is produced, causing the highest wind velocities associated with TS events. The resulting vertical velocity profiles were also studied and compared with existing models, such as the profiles proposed by Vicroy, et al. (1992) and Wood and Kwok (1998). The present model predicts horizontal velocity profiles that depend on the distance to the storm center, effect not considered by previous models, although the various proposals are globally compatible. The model can be applied in any region of interest, once the relevant meteorological variables are known, to simulate the excitation due to TS winds in the design of transmission lines, long-span crossings, cable-stayed bridges, towers or similar structures.
In the recent studies, various types of multi mode electric variable transmission for hybrid electric vehicle have been proposed. Multi mode electric variable transmission consists of two or more different type planetary gear hybrid powertrain system(PGHP), which can change its power flow type by means of clutches for improving transmission efficiencies. Generally the power flows can be classified into three different types such as Input split, output split nd compound split. In This paper, we present velocity and torque equations of the input-split powertrain and analyze its optimal Performances. There are six combinations of the input-split powertrain, each combination has various lever length. We find optimal planetary gear ratios for fuel economy and acceleration performance, and compare performances of each combination.
Calibration equation for Variable Temperature Anemometer(VTA) has been tested for measured velocity-output data and the calibration process has been compared with that of Constant Temperature Anemometer(CTA). VTA has greater sensitivity than that of any other conventional anemometers, but to be more popular technique in flow field measurement, simple, accurate and well established calibration process should be suggested. To meet this purpose, similar calibration method used for CTA has been adopted for VTA and finally calibration equation for VTA including the effect of temperature drift has been proposed.
The derivative equation measured of a MV=Kp8{(EVn-EVn-1)+Ki/S/1* EVn+(Kd/s)*(2PVn-1-{PVn-PVn-1)}(원문이미지참조) is used on the machine apparatus of industrial field, but this par doesn\`t able to educate now, because we didn\`t have the implementation device of PID module, so the principle implementation system of the PID Module is manufactured and developed. Through this system, the implementation system of PID Module is practiced with that the SV and the set of P, I, D is set on the derivative equation measured of PID. A things to be known of this experiment result is flow. 1)PID module is known that had to be used with the module of A/D and D/A. 2) In process of PV is approached to the SV to follow Kp, Ti and Td to cause a constant of set value on the MVp=Kp*EV, Mv=Ki/1 EVdt, MVd+tDBT/D EV(원문이미지참조) the variable rate of E and Kp, Td, Ti in that table 1 is analysed, is same as flow. ①If Kp is high, PV is near fast to the SV, but Kp is small, PV is near slowly to the SV. ②If Ki is shot, PV is close fast to the SV, but Ti is high, PV is close slowly to the SV ③If Td is high, the variable rate of E press hardly when because it doesn\`t increase, but Td is small, the variable rate of E press not hardly, upper with 1),2), PID module is supposed that be able to do the A/S and an implementation of that apparatus, and getting a success of aim that an engineer want, on control of temperature, tension, velocity, amount of flow, power of wind end so on, to get the principle of automatic implementation in industrial field with cooperation of A/D and D/A module.
An experiment was carried out for the fully developed turbulent flow of water in tube coils on the condition of uniform heat flux. The present work was conducted for various ranges for Dean number(1794~1321), Prandtl number (2.5~4.5), curvature ratio parameters (22~60). Heat transfer to steady viscous flow in coiled tubes of circular cross section was studied for fully developed velocity and temperature fields under the thermal boundary condition of uniform heat flux. The peripherally local Nusselt number correlated as a function of Dean and Prandtl numbers. We studied the flow in heat coiled tubes under the influence of both centrifugal and buoyancy forces in order to gain insight into the flow pattern. In the present study, we obtained three emperical formulas, $Nu_v=0.0231Re^{0.84}Pr^{0.4}(a/R)^{0.13}$ (vertical) $Nu_c=0.0241Re^{0.86}Pr^{0.4}(a/R)^{0.08}$ (corrugated) $Nu_h=0.0227Re^{0.84}Pr^{0.4}(a/R)^{0.09}$ (horizontal).
Turbulent flows around tube banks and in the diffuser were studied using a non-orthogonal boundary fitted coordinate system and the modified K-.epsilon. turbulence model. In these cases, many problems emerge which stem from the geometrical complexity of the flow domain and the physical complexity of turbulent flow itself. To treat the complex geometry, governing equations were reformulated in a non-orthogonal coordinate system with Cartesian velocity components and discretised by the finite volume method with a non-staggered variable arrangement. The modified K-.epsilon. model of Hanjalic and Launer was applied to solve above two cases under the condition of strong and mild pressure gradient. The results using the modified K-.epsilon. model results in both test cases.
A previously developed pressure based calculation procedure for incompressible flows was modified and applied to transonic and supersonic flows. It uses pressure as a primary variable in preference to density and body fitted coordinate and non-staggered grid system. The discretized momentum equations were rearranged as a system of equations with respect to covariant velocity components. Three different discretization schemes, QUICK hybrid and first order upwind, were used to approximate the convective terms and compared. Present approach was tested far two transonic flow and one supersonic flow problems. Comparison with previous results show that present approach can be used as a solver for compressible flows.
Abstract The flow of liquid and vapor is investigated in trapezoidal grooves. The effect of variable shear stress along the interface of the liquid and vapor is studied for both co-current and counter-current flows. Velocity contours and results for the friction are obtained for both trapezoidal grooves. An approximate relation that was previously utilized for the friction for the liquid was modified to obtain accurate agreement with the results for trapezoidal grooves.
Numerical analysis has been performed to investigate the effects of the turbulence intensity and Prandtl number on the local heat transfer around a circular cylinder in crossflow. The governing equations were reformulated in a non-orthogonal coordinate system with Cartesian velocity components and discretised by the finite volume method with a non-staggered variable arrangement. For laminar flow, the calculations were performed for the Reynolds numbers 26 and 200. The results showed good agreement with the experimental results. For turbulent flow of the Reynolds number $1{\times}10^5$ and $2{\times}10^6$, the results showed that with an increase in the turbulent intensity in the main stream, the local Nusselt number increases in the front region of the circular cylinder. But the effect of turbulent intensity on the local Nusselt number diminishes in the wake region. The influence of Prandtl numbers show similar trend to that of turbulent intensity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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