In order to measure non-intrusively velocity profile in liquid metal flow, a modified electromagnetic flowmeter was designed, which was based on electromagnetic tomography technique. Under the assumption that flow is fully-developed, axisymmetric and rectilinear, the velocity profile was reconstructed after the flowmeter equation, the first kind of Fredholm integration equation, was linearized. In reconstruction process Tikhonov regularization method with regularization parameter was used. The reconstructed velocity profile had the nearly same as turbulent flow profile which was approximately represented as log law. In addition, flowmeter output for a fixed magnet rotation angle was linearly proportional to flow rate. When magnet rotation angle was $54^{\circ}$, axisymmetric weight function was nearly uniform so that the flowmeter gives a constant signal for any fully-developed, axisymmetric and rectilinear profile with a constant flow rate.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.28
no.10
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pp.1271-1278
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2004
In order to measure non-intrusively velocity profile in liquid metal flow, a modified electromagnetic flowmeter was designed, which was based on electromagnetic tomography technique. Under the assumption that flow is fully-developed, axisymmetric and rectilinear, the velocity profile was reconstructed after the flowmeter equation, the first kind of Fredholm integration equation, was linearized. In reconstruction process Tikhonov regularization method with regularization parameter was used. The reconstructed velocity profile had the nearly same as turbulent flow profile which was approximately represented as log law. In addition, flowmeter output fur a fixed magnet rotation angle was linearly proportional to flow rate. When magnet rotation angle was 54$^{\circ}$, axisymmetric weight function was nearly uniform so that the flowmeter gives a constant signal for any fully-developed, axisymmetric and rectilinear profile with a constant flow rate.
Johannes Strecha;Stanislav Pospisil;Herbert Steinruck
Wind and Structures
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v.39
no.1
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pp.31-45
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2024
This paper examines the flow characteristics around an inclined prism with a U-shaped cross-section ("U-profile") and investigates the connection between the flow and flow-induced vibrations. The study employs a combined approach that involves wind tunnel experiments and computational fluid dynamics (CFD) using an unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) turbulence model. Distinct vortex formation patterns are observed in the flow field surrounding the stationary inclined profile. When the cavity of the profile faces away from the incoming flow, large vortices develop behind the profile. Conversely, when the cavity is oriented towards the oncoming flow, these vortices form within the cavity. Notably, due to the slow movement of these large vortices through the cavity, the frequency at which vortices are shed in the negative inclination case is lower compared to the positive inclination, where they form in the wake. Wind tunnel experiments reveal an intermittent transition between the two vortex formation patterns at zero inclination. Large vortices sporadically emerge both in the cavity and behind the profile. The simulation results demonstrate that when these large vortices occur at a frequency close to the structure's natural frequency, they induce prominent pitch vibrations. This phenomenon is also sought after and presented in coupled vibration experiments. Additionally, the simulations indicate that when the natural frequency of the structure is considerably lower than the vortex shedding frequency, this type of vibration can be observed.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.18
no.2
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pp.414-423
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1994
The planar laminar impingement jet with a confinement plate has been studied numerically. Discretzing the convection term with the QUICKER scheme, the full Navier-Stokes equations for fluid flow were solved using the well known SIMPLER algorithm. The flow characteristics with Reynolds number and jet exit velocity profile effects on it were considered for H=3, Re=200 - 2000. Results show that vortical flow forms in turn along the confinement and impingement plates as the Reynolds number increases and such a complicated flow pattern has never been reported prior. The jet exit velocity profile is shown to do an important role in determining the position of vortex flow and its size as well as in stagnation and wall jet flow region. Parabolic jet exit profile results in peak of skin friction 1.4-1.6 times greater than that of uniform profile. The channel height effects are also studied and shown to have an effect on flow pattern similar to that of Reynolds number. Also shown is that effects of the jet exit velocity profile becomes less significant over a certain channel height.
The paper studies the fluid flow profile contained between the orthotropic plate and rigid wall under the action of the moving load on the plate and main attention is focused on the fluid velocity profile in the load moving direction. It is assumed that the plate material is orthotropic one and the fluid is viscous and barotropic compressible. The plane-strain state in the plate and the plane flow of the fluid is considered. The motion of the plate is described by utilizing the exact equations of elastodynamics for anisotropic bodies, however, the flow of the fluid by utilizing the linearized Navier-Stokes equations. For the solution of the corresponding boundary value problem, the moving coordinate system associated with the moving load is introduced, after which the exponential Fourier transformation is employed with respect to the coordinate which indicates the distance of the material points from the moving load. The exact analytical expressions for the Fourier transforms of the sought values are obtained, the originals of which are determined numerically. Presented numerical results and their analyses are focused on the question of how the moving load acting on the face plane of the plate which is not in the contact with the fluid can cause the fluid flow and what type profile has this flow along the thickness direction of the strip filled by the fluid and, finally, how this profile changes ahead and behind with the distance of the moving load.
Jung Hyun Wook;Lee Joo Sung;Hyun Jae Chun;Kim See Jo;Scriven L. E.
Korea-Australia Rheology Journal
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v.16
no.4
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pp.227-233
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2004
Simplified model of slide-fed curtain coating flow has been developed and tested in this study. It rests on the sheet profile equations for curtain thickness in curtain flow and its trajectory derived by the integral momentum balance approach of Higgins and Scriven (1979) and Kistler (1983). It also draws on the film profile equation of film thickness variation in flow down a slide. The equations have been solved in finite difference approximation by Newton iteration with continuation. The results show that how inertia (Reynolds number), surface tension (capillary number), inclination angle of the slide, and air pressure difference across the curtain affect sheet trajectory and thickness profile. It has been revealed that approximate models can be useful to easily analyze coating flow dynamics without complex computations, giving qualitative agreement with full theory and with experiment.
A general program of three dimensional profile design of impellers for centrifugal/fixed-flow compressors is successfully commercialized using Bezier curves and quasi-3D flow analysis methods. Control points for meridional hub and shroud contours and blade camberline angles are arbitrarily changed to give smooth Bezier curves. With specified blade normal thicknesses, contructed geometry is instantly analyzed using flow analysis methods to be checked.
Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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v.16
no.4
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pp.113-118
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2007
The flow forming has been used to produce long thin walled tube parts, with the reduced fanning force and the enhanced mechanical and surface quality for a good finished part, compared with the fanned parts using other method. Therefore, flow fanning technique is used widely in industrial production. Spinning and flow fanning techniques are used frequently in automotive, aerial and defense industries. The main factors for the flow fanning machine design are motor power, bed rigidity, mandrel stiffness, spindle power, roller profile, etc. Especially, mandrel, spindle power and roller are important factors for flow fanning machine capacity. In this paper, three dimensional finite element method for analysis of one-roller backward flow fanning of a workpiece has been carried out to study effects of roller profile on fanning force. Applied roller profile have roller lead geometries of angle $20^{\circ},\;30^{\circ},\;40^{\circ}$, concave and convex. Axial and radial fanning forces on various roller profiles are obtained and compared with each analysis cases.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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v.2
no.4
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pp.449-455
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2009
A reversible axial flow fan called jet fan has been widely used for longitudinal ventilation in road tunnels to secure a safe and comfortable environment cost-effectively. As shifting the flow direction is usually made by only switching the rotational direction of an electric motor due to heavy duty, rotor blades having identical aerodynamic performance for bidirectional flow should be necessary. However, such aerodynamically desirable blades haven't been developed sufficiently, since most of the related studies have been done from the viewpoint of unidirectional flow. In the present paper, we demonstrate a method to profile the blade section suitable for bidirectional flow, which is validated by studying the aerodynamic performances of rotor blades of a two-stage jet fan experimentally and numerically.
Flow analysis of profile extrusion is essential for design and production of a profile extrusion die. Velocity, pressure, and temperature distribution in an extrusion die are predicted and compared with the experimental results. A two dimensional numerical method is proposed for three dimensional analysis of the flow field within the profile extrusion die by applying a modified cross-sectional numerical method. Since the cross-sectional shape of the die is varied gradually, it is assumed that the pressure is constant within a cross-sectional plane that is perpendicular to the flow direction. With this assumption, the velocity component in the cross-sectional direction is neglected. The exact cross-sectional shape at any position is calculated based on the geometry of standard cross-sections. The momentum and energy equations are solved with proper boundary conditions at a cross-section and then the same calculation is carried out for the next cross-section using the current calculated values. An L-shaped profile extrusion die is produced and employed for experimental investigation using a commercially available polypropylene. Numerical prediction for the varying cross-sectional shape provides better results than the previous studies and is in good agreement with the experimental results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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