• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제10권5호
• /
• pp.419-437
• /
• 2023

This paper presents the study of the effects of rigid-body motion simultaneously with the presence of the effects of temporal variation due to the existence of morphing speed on the aeroelastic stability of the two-stage telescopic wings, and hence this is the main novelty of this study. To this aim, Euler-Bernoulli beam theory is used to model the bending-torsional dynamics of the wing. The aerodynamic loads on the wing in an incompressible flow regime are determined by using Peters' unsteady aerodynamic model. The governing aeroelastic equations are discretized employing a finite element method based on the beam-rod model. The effects of rigid-body motion on the length-based stability of the wing are determined by checking the eigenvalues of system. The obtained results are compared with those available in the literature, and a good agreement is observed. Furthermore, the effects of different parameters of rigid-body such as the mass, radius of gyration, fuselage center of gravity distance from wing elastic axis on the aeroelastic stability are discussed. It is found that some parameters can cause unpredictable changes in the critical length and frequency. Also, paying attention to the fuselage parameters and how they affect stability is very important and will play a significant role in the design.

• 한국추진공학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.51-57
• /
• 2012

고속의 제트에서 기저압력은 유체역학 및 실용적 공학 적용의 관점으로 매우 중요한 분야중의 하나로 다루어져 왔다. 현재까지 비압축성 유동의 기저압력 특성들은 비교적 상세하게 알려져 있다. 하지만 천음속 혹은 초음속에서의 기저압력은 압축성 효과 및 충격파 발생으로 인해 매우 다르게 나타난다. 본 연구에서는 이러한 천음속 혹은 초음속에서의 기저압력특성에 관한 이해를 위해 선행된 실험 연구 결과를 바탕으로 수치해석적 연구를 수행하였다. 간단한 오리피스를 사용하여 기저 압력 조절하는 것에 주안점을 두었다. 기저 압력에 영향을 미치는 유동변수의 적용으로 여러 형태의 초음속 제트 플룸을 분석하였다. 선행된 실험결과를 모사하여 수치해석 기법의 타당성을 조사하였으며, 계산된 기저압력과 오리피스의 유출계수에 관하여 논의하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제44권2호
• /
• pp.148-153
• /
• 2007

Two typical impact loadings, shock wave and gas bubble pulse, due to UNDEX(UNDerwater EXplosion), should be considered together for the closest response analysis of structure subjected to UNDEX to a reality. Since these two impact loadings have different response time bands, however, their response characteristics of structure are different from each other. It is impossible to consider these effectively under the current computational environment and the mathematical model has not yet been developed. Whereas Hicks model approximates the fluid-structure interaction due to gas bubble pulse as virtual mass effect, treating the flow by the response of gas bubble after shock wave as incompressible ideal fluid contrary to the compressible flow due to shock wave, Geers-Hunter model could make the closest response analysis of structure under UNDEX to a real one as a mathematical model considering the fluid-structure interaction due to shock wave and gas bubble pulse together using acoustic wave theory and DAA(Doubly Asymptotic Approximation). In this study, the application and effectiveness of integrated dynamic response analysis of submerged structure was examined with the analysis of the shock wave and gas bubble pulse together.

• 한국가스학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.7-12
• /
• 2006

본 논문은 배관에 대한 유동해석과 구조해석을 연계하여 감육부 최심점에서의 국부응력변화를 평가하기 위한 새로운 방법을 제시하였다. 이를 위해 배관 크기, 감육깊이 및 길이 등 3가지 변수를 고려한 해석모델을 적용하고, 침부식 또는 유동가속부식에 취약한 배관계통에서의 2가지 대표적 유체유동을 적용시켜 배관에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 유체의 흐름은 정상상태 비압축성 유동으로 가정하였고, 그 결과값을 감육배관 최심점에서의 국부응력을 구하기 위해 수행한 유한요소해석의 초기조건으로 적용하였다. 이러한 방법으로 구한 감육부에서의 압력분포와 기존의 단순 내압만을 고려한 경우와 상이하며, 그 결과를 비교하여 나타내었다. 향후 본 논문은 발전소설비나 가스설비의 배관건전성 평가에 참고자료로 적용 가능할 것으로 사료된다.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제31권5호
• /
• pp.213-220
• /
• 2015

This study evaluates the effect of grooves on the stem part of a plunger on the lubrication characteristics of a fuel injection pump (FIP) by using hydrodynamic lubrication analysis. The current study uses the two-dimensional Reynolds equation to evaluate the changes in lubrication characteristics with variations in clearance, viscosity, and grooves for a laminar, incompressible, and unsteady state flow. This study investigates the lubrication characteristics by comparing the dimensionless minimum film thickness or the film parameter, which is the ratio of the minimum film thickness to surface roughness. The analysis method for the groove section differs depending on the depth of the groove. For instance, in the case of a shallow groove, the film thickness equation considers the depth of the groove, while in the case of a deep grove, it considers the flow continuity. The lubrication characteristics of the FIP are more sensitive to changes in the groove width than to changes in other design variables. Moreover, the application of a groove is more effective under low viscosity conditions. The smaller the distance from the edge of the stem part to the first groove in the case of shallow grooves, the better are the lubrication characteristics of the FIP. In contrast, in the case of deep grooves, the lubrication characteristics of the FIP improve as the distance increases. The application of shallow grooves is more effective for improving the lubrication characteristics than the application of deep grooves.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.750-757
• /
• 2016

본 연구에서는 파 주기와 기울기에 따른 단일 실린더와 다중 실린더의 wave run-up을 추정하였다. 3차원 비압축성 점성 난류 유동이며 서로 다른 상을 가지는 이상유체에 대한 수치해석을 수행하기 위하여, 본 연구에서는 전산 유체 역학 상용코드인 "STAR-CCM+"을 기반으로 하여 VOF기법과 realizable $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 사용하였다. 모델스케일에 대한 파 주기는 단일 실린더의 경우 1.269초와 1.692초이고, 다중 실린더의 경우 1.716초이다. 각 케이스 별로 1/30, 1/16의 파 기울기를 가진다. 최종적으로 파 기울기와 주기에 대한 wave run-up 추정 결과는 관련 실험 결과와 비교하였다. 수치해석 결과는 실험과 비교하여 정성적으로 유사함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권1호
• /
• pp.17-27
• /
• 2009

압축성 영역에서 개발된 2상 유동 RoeM과 AUSMPW+를 전 마하수 영역 해석을 위해 예조건화 하였다. 압축성 영역에서 개발된 풍상차분 수치기법들은 수치점성에서 음속을 포함하는 항들을 갖고 있는데, 이는 비압축성 영역에서 관련 수치점성 크기를 지나치게 크거나 작게 만들어 해의 정확도를 떨어뜨리거나 수치 불안정 현상을 일으킨다. 따라서 예조건화된 시스템 고유값을 수치점성에 고려하여 전 마하수 영역에서 해의 정확성을 확보하였고, 점근 분석을 통해 개발된 수치기법이 비압축 극한 영역에서 보존형 지배방정식과 일관됨을 확인하였다. 수치 예제들을 통해 예조건화된 2상 유동 RoeM과 AUSMPW+가전 마하수 영역에서 합리적인 해를 도출함을 알 수 있었다.

• Wind and Structures
• /
• 제15권6호
• /
• pp.481-494
• /
• 2012

The greenhouse type metal structures are increasingly used in modern construction of livestock farms because they are less laborious to construct and they provide a more favorable microclimate for the growth of animals compared to conventional livestock structures. A key stress factor for metal structures is the wind. The external pressure coefficient ($c_{pe}$) is used for the calculation of the wind effect on the structures. A high pressure coefficient value leads to an increase of the construction weight and subsequently to an increase in the construction cost. The EC1 in conjunction with EN 13031-1:2001, which is specialized for greenhouses, gives values for this coefficient. This value must satisfy two requirements: the safety of the structure and a reduced construction cost. In this paper, the Navier - Stokes and continuity equations are solved numerically with the finite element method (Galerkin Method) in order to simulate the two dimensional, incompressible, viscous air flow over the vaulted roofs of single span and twin-span with eaves livestock greenhouses' structures, with a height of 4.5 meters and with length of span of 9.6 and 14 m. The simulation was carried out in a wind tunnel. The numerical results of pressure coefficients, as well as, the distribution of them are presented and compared with data from Eurocodes for wind actions (EC1, EN 13031-1:2001). The results of the numerical experiment were close to the values given by the Eurocodes mainly on the leeward area of the roof while on the windward area a further segmentation is suggested.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제19권11호
• /
• pp.2032-2039
• /
• 2005

The lattice Boltzman method (LBM) and the finite difference-based lattice Boltzmann method (FDLBM) are quite recent approaches for simulating fluid flow, which have been proven as valid and efficient tools in a variety of complex flow problems. They are considered attractive alternatives to conventional finite-difference schemes because they recover the Navier-Stokes equations and are computationally more stable, and easily parallelizable. However, most models of the LBM or FDLBM are for incompressible fluids because of the simplicity of the structure of the model. Although some models for compressible thermal fluids have been introduced, these models are for monatomic gases, and suffer from the instability in calculations. A lattice BGK model based on a finite difference scheme with an internal degree of freedom is employed and it is shown that a diatomic gas such as air is successfully simulated. In this research we present a 2-dimensional edge tone to predict the frequency characteristics of discrete oscillations of a jet-edge feedback cycle by the FDLBM in which any specific heat ratio $\gamma$ can be chosen freely. The jet is chosen long enough in order to guarantee the parabolic velocity profile of a jet at the outlet, and the edge is of an angle of $\alpha$=23$^{o}$. At a stand-off distance w, the edge is inserted along the centerline of the jet, and a sinuous instability wave with real frequency is assumed to be created in the vicinity of the nozzle exit and to propagate towards the downstream. We have succeeded in capturing very small pressure fluctuations resulting from periodic oscillation of the jet around the edge.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제38권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2001

본 논문에서는 비압축성 Reynolds-Averaged Navier-Stokes 방정식을 수치 해석하여 자유표면을 포함한 선체 주위의 난류 유동을 계산하였다. 정규격자 상에서 공간의 이산화는 2차 정도의 유한차분법을, 시간의 적분에는 4단계 Runge-Kutta법을 이용하였고, 난류 닫힘 조건을 만족시키기 위해 Baldwin-Lomax 난류 모형을 사용하였다. 자유표면의 위치는 운동학적 경계조건식을 Lax-Wendroff법으로 풀어서 구하였고, 자유표면과 격자 경계면을 일치시키기 위해 매 시간마다 새로 계산된 자유표면 위치에 맞추어 격자를 새로 구성하였다. 속도와 압력에 대한 경계조건은 자유표면에서 점성을 무시하여 근사한 동역학적 조건을 적용해서 구하였다. 본 연구에서 개발된 수치해법을 검증하기 위하여 실험자료가 많은 Wigley 선형과 Sries 60 $C_B=0.6$ 선형에 대해 수치계산을 수행하였고 계산된 선체 주위의 파형이 실험 결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다.