• 제목/요약/키워드: k-$\varepsilon$모델

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편심 밸브를 갖는 내연기관의 연소실 내부 유동장에 대한 수치적 연구 (A Numerical Study of the Flow Field in the Combustion Chamber of the I.C Engine with Offset Valve)

  • 양희천;최영기;유홍선;고상근;허선무
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권8호
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    • pp.1552-1565
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    • 1992
  • 본 연구에서는 공기와 연료의 혼합을 원활하게 함으로써 완전연소가 가능하도 록 하기 위하여 이용되는 스월 및 스쿼시 유동이 연소실 내부유동장 변화에 미치는 영 향을 조사하기 위하여 흡입행정 및 연료분무 직전까지의 압축행정에 대해 연소실 내부 유동장을 수치해석하고자 한다.수치해석에는 EPISO-SPRAY 코드를 수정, 보완하여 이용했는데 이 코드는 미국 Los Alamos 연구소를 중심으로 개발된 CONCHAS 계열이나 KIVA 계열의 코드와는 달리 밸브의 개폐운동을 처리할수 있도록 구성되어 있다. 난류모델은 피스톤의 압축 및 팽창에 따른 밀도변화를 고려하여 수정한 k-.epsilon. 모델을 이용한다. 계산은 편심밸브를 갖는 두가지 연소실 형상, 즉 피스톤 보울이 없는 경 우와 피스톤 보울이 있는 경우의 연소실에 대해 선회비를 변화시키며 ATDC 0도부터 ATDC 340도까지의 연료분무가 없는 경우의 3차원 유동장 해석을 통해 흡입 공기가 갖 는 스월과 압축행정 말기에 보울 형상에 따라 발생하는 스쿼시 유동이 유동장 변화에 미치는 영향을 조사하고 기존의 실험치 및 수치해석 결과들과 정성적으로 비교하고자 한다.

2축 편심 축력을 받는 고강도 콘크리트 기둥의 수정 등가응력블럭 (Modified Rectangular Stress Block for High Strength RC Columns to Axial Loads with Bidirectional Eccentricities)

  • 유석형;반병열;신성우
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.335-343
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    • 2003
  • 철근 콘크리트 보의 휨 해석 시 적용되는 콘크리트 압축연단의 극한변형률(${\varepsilon}$$_{cu}$) 과 등가응력블럭 계수(${\beta)$$_1$)는 1축 뿐 만 아니라 2축 휨 해석에도 적용될 수 있는 것으로 여러 실험결과를 통하여 검증되었다. 그러나 2축 휨을 받는 기둥 단면에서와 같이 압축영역이 비직사각형인 경우 극한변형률과 등가응력블럭 계수는 압축영역이 직사각형인 경우와 달라지게 되고, 이와 같은 압축영역 형태에 따른 콘크리트 응력분포 특성의 변화는 기둥과 같이 고축력을 받는 경우 단면의 휨 강도에 중요한 영향을 끼치게 된다. 그러나 ACI318-99에서 제시하는 기둥의 2축 휨 설계도표는 1축과 2축 휨 해석에 동일한 응력분포 특성치를 적용하여 산출되었다. 본 논문에서는 중립축 각도와 깊이에 따른 응력분포 특성을 파악하고 이를 합리적으로 수식화 함으로써 수정된 단면 소성해석 모델을 제시하였다. 또한 제시된 소성해석 모델을 적용한 기둥 단면해석 Program을 개발하고 해석 결과를 기존의 소성해석 모델 및 실험결과와 비교하였다.

풍력터빈 날개의 끝판과 레이크 효과에 대한 점성유동장 해석 (Viscous Flow Analysis around a Wind Turbine Blade with End Plate and Rake)

  • 김주인;김우전
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.273-279
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    • 2011
  • 최근 관심이 높아지고 있는 해상풍력 터빈의 성능평가를 위해 풍력터빈 날개에 대한 점성유동장 해석을 수행하였다. Fluent package를 사용하여 회전하는 비관성 좌표계에서 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식의 해를 구하였다. 난 류 모형은 realizable k-$\varepsilon$ 모델을 사용하였으며, 격자계는 구조 격자계와 비구조 격자계를 혼합하여 사용하였다. 먼저 실험값이 공개되어 있는 2차원 날개에 대한 유동해석을 통해 수치계산 결과를 검증하였다. 다음으로 NACA 4-series 단면을 가지는 세 개의 날개가 2 MW의 정격출력을 내도록 설계된 풍력터빈 날개를 대상으로 회전수와 피치각을 고정시킨 상태에서 입사류의 속도를 변화하여 주속비 별로 성능해석을 수행하였다. 그리고 풍력터빈의 성능향상을 위해 날개의 끝에 세 가지 형태의 날개 끝판을 붙여 성능 변화를 추정하였다. 그 중에서 날개의 흡입면에 날개 끝판을 붙인 경우가 가장 우수한 성능을 보였다. 또한 풍력터빈 날개가 경사각과 레이크를 가진 경우에 대하여 출력계수를 각각 비교하였다.

고압 다단 펌프의 임펠러 자오면 곡선에 대한 수치 해석적 연구 (A Numerical Study on the Impeller Meridional Curvature of High Pressure Multistage Pump)

  • 김덕수;전상규;산자르;박원규
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권7호
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    • pp.445-453
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    • 2017
  • 본 연구에서는 RO용 고압 다단 펌프의 수력 부 성능에 대해서 연구를 수행하였다. 수력 부 설계는 크게 임펠러 설계와 레이디얼 디퓨저 설계로 나뉠 수 있다. 임펠러의 자오면 형상 변화에 따른 유동분포와 성능을 수치 해석적으로 연구하였으며, 임펠러 외경, 출구 폭, eye dia 등은 고정시킨 상태에서 반응 표면 기법을 이용하여 허브 및 쉬라우드 자오면 곡선을 변화 시키면서 성능을 최적화하였다. 해석결과 양정에 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수는 ${\varepsilon}Ds$로 나타났으며 효율은 허브 입구 길이 및 쉬라우드 곡선이 가장 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 자오면 프로파일을 변경한 결과 기준모델(case 25)에 비해 약 0.5% 효율이 개선됨을 확인할 수 있었다.

선형터빈 익렬의 익단간극유동에 대한 수치해석적 연구 (Numerical simulation of tip clearance flows through linear turbine cascades)

  • 이훈구;유정열
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권6호
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    • pp.813-821
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    • 1997
  • Three-dimensional turbulent incompressible flow through the tip clearance of a linear turbine rotor cascade with high turning angle has been analyzed numerically. As a preliminary study to predict the tip clearance loss realistically, a generalized k-.epsilon. model derived by RNG (renormalized group) method is used for the modeling of Reynolds stresses to account for the strain rate of turbulent flow. The effects of the tip clearance flow on the passage vortex, the total pressure loss are considered qualitatively. The existences of vena contract and tip clearance vortex have been confirmed and it has been shown that as the size of the tip clearance increases, the accumulated flow through the tip clearance and the total pressure loss downstream of the cascade increase.

벌개미취 에탄올추출물의 STZ-유도 당뇨 모델에서의 최종당화산물의 생성 및 교차결합에 미치는 효과 (Inhibitory Effects of the EtOH Extract of Aster koraiensis on AGEs formation in STZ-induced diabetic rats and AGEs-induced Protein Cross-linking in vitro)

  • 김정현;김찬식;김진숙
    • 생약학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.312-318
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    • 2016
  • Advanced glycation end products (AGEs) such as $N^{\varepsilon}$-(carboxy-methyl)lysine (CML) have been implicated in the development of diabetic nephropathy. The aim of this study was to investigate the inhibitory effects of ethanolic extract of Aster koraiensis (AKE) on AGEs formation and AGEs-collagen cross-linking in vitro and CMLs formation in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. AKE significantly inhibited AGEs formation ($IC_{50}$ value of $18.74{\mu}g/mL$) and AGEs-collagen cross-linking ($IC_{50}$ value of 0.274 mg/mL) in vitro than the well-known glycation inhibitor aminoguanidine ($IC_{50}$ value of $72.12{\mu}g/mL$ and 1.99 mg/mL, respectively). AKE (100 mg/kg per day) was given to diabetic rats for 9 weeks. In STZ-induced diabetic rats, severe hyperglycemia was developed, and urinary CMLs and plasma CMLs were markedly increased. Immunohistochemical stain revealed that CMLs were accumulated within renal glomerulus in STZ-induced diabetic rats. However, AKE significantly reduced urinary CMLs and plasma CMLs in diabetic rats. CMLs accumulation was inhibited by AKE treatment in the renal glomerulus. These results suggest that AKE had an inhibitory effect of AGE accumulation in the glomeruli of diabetic rat and could be an inhibitor of AGE-induced protein cross-linking. The oral administration of AKE may significantly help to prevent the progression of diabetic nephropathy in patients with diabetes.

원형관 및 납작관-평판휜 형상의 밀집형 열교환기에 대한 대류열전달 상관관계식 (Convective Heat Transfer Correlations for the Compact Heat Exchanger with Circular Tubes and Flat Tubes-Plate Fins)

  • 모정하
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권3호
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    • pp.291-299
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    • 2010
  • 본 연구에서는 열의 수가 세 개인 원형관 및 종횡비가 고려된 납작관-평판휜 형상의 밀집형 열교환기 내 공기의 유동 및 열전달 특성을 RNG $k-{\varepsilon}$ 난류모델을 적용하여 수치적으로 해석하였다. 수치조건의 범위는 원형관인 경우 1,000<$Re_D_h$<10,000이며, 납작관인 경우 1,000<$Re_{D_h}$<10,000 및 3.06$f\;=\;CRe^m_{D_h}$의 형태로, Colburn j 계수는 $j\;=\;CRe^m_{D_h}$ 형태로 상관관계식을 제시하였다. 이러한 상관관계식은 향후 원형관 및 납작관-평판휜 형상의 열교환기 설계시에 기본적인 자료로 충분히 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

진행축에 수직방향 압력구배를 받는 난류 평면제트의 수치적 연구 (Numerical study of a turbulent plane jet under the pressure gradient in the transverse direction)

  • 최문창;최도형
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.1150-1157
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    • 1988
  • 본 연구에서는 수치계산을 통해 진행하는 방향에 수직으로 일정한 압력구배를 받는 2차원 난류 자유제트의 발달을 고려해 보고자 한다.속도장을 구한 후에는 제 트의 온도가 주위온도 보다 높을 경우와 또 제트를 사이에 둔 양쪽 유체에 온도차가 있을때의 열확산 특성도 함께 알아보려는 것이다. 수직 방향으로 압력구배가 있는 유동장은 최근 활발히 연구가 진행되는 분야인 제트축에 수직방향으로 주위유동이 있 는 경우와 흡사하며 제트를 통한 열확산현상은 air curtain등 실제 응용도가 큼에도 불구하고 문헌에 보고된 것이 별로 없는 것으로 보여진다.

충적하천에서 수제에 의한 안정하도 확보기술에 관한 연구 - 수제에 의한 하안보호 기법 - (The Study on Stability Channel Technology by Using Groyne in Alluvial Stream - Riverside Protection Techniques by Using Groyne -)

  • 박효길;정성순;김철문;안원식;지홍기
    • 한국습지학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.79-94
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 수제설치로 변화되는 수제역 주변의 흐름을 3D 수치해석으로 분석하여 수제역의 흐름과 유사거동에 관한 환경적 효과(수중생물의 서식처 등)에 대한 기초자료를 제공하는데 있다. 비월류 수제군(non-submerged groynes)의 흐름 특성은 대체로 2차원류(주 수직와류 : mainly horizontal eddies)이고 와류는 수제의 말단에서 발생하여 유로를 따라 이동한다. 이러한 동적 움직임은 큰 격자와 큰 시간차 그리고 난류 모델링의 부적합성 즉 k-${\varepsilon}$ 모델을 이용한 수제 주변에서의 흐름패턴 모의 등은 그 해석이 매우 어려운 문제이다. 따라서 본 연구는 WL/Delft Hydraulics의 DELFT3D 소프트웨어 패키지의 한 부분인 DELFT-3D-MOR 프로그램을 이용하여 준 2차원 난류와 3차원 난류로 시뮬레이션을 실시하고 2차원 수심평균 모델을 적용하여 수평대와류모의(horizontal large eddy simulation, HLES)를 실시하였다. 그 결과 HLES를 이용하여 하상변화를 예측할 경우 실제 관측한 하상과 유사한 것으로 나타났다. 그러나 HLES를 이용하지 않은 평균 유속 모델을 사용하는 경우에 하상형태는 현실성이 떨어지고 하상형상학적 변화시간이 길어짐을 확인 할 수 있었다. 이러한 현상은 시간적으로 변화하는 와류(eddy)의 형상과 관련된 강력한 유속변화를 무시한 결과로 추정되었다.

CFD를 이용한 초음속 유도탄 기저항력 예측 (BASE DRAG PREDICTION OF A SUPERSONIC MISSILE USING CFD)

  • 이복직
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.59-63
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    • 2006
  • Accurate prediction of a supersonic missile base drag continues to defy even well-rounded CFD codes. In an effort to address the accuracy and predictability of the base drags, the influence of grid system and competitive turbulence models on the base drag is analyzed. Characteristics of some turbulence models is reviewed through incompressible turbulent flow over a flat plate, and performance for the base drag prediction of several turbulence models such as Baldwin-Loman(B-L), Spalart-Allmaras(S-A), k-$\varepsilon$, k-$\omega$ model is assessed. When compressibility correction is injected into the S-A model, prediction accuracy of the base drag is enhanced. The NSWC wind tunnel test data are utilized for comparison of CFD and semi-empirical codes on the accuracy of base drag predictability: they are about equal, but CFD tends to perform better. It is also found that, as angle of attack of a missile with control fins increases, even the best CFD analysis tool we have lacks the accuracy needed for the base drag prediction.