• 제목/요약/키워드: numerical simulation using FLOW-3D

검색결과 220건 처리시간 0.026초

방류 흐름제어를 위한 투과성 잠제의 적용성 분석 (Applicability of Permeable Submerged Breakwater for Discharged Flow Control)

  • 허동수;이우동
    • 한국수자원학회논문집
    • /
    • 제49권1호
    • /
    • pp.51-60
    • /
    • 2016
  • 본 연구에서는 투과성 잠제의 형상 및 평면배치에 따른 방류 흐름제어 기능을 분석하기 위하여 유체 투과성 구조물 해저지반의 비선형 상호간섭을 직접해석 할 수 있는 PBM (Porous Body Model) 기반의 3차원 수치파동수조(NWT; numerical water tank) LES-WASS-3D를 이용하였다. 먼저 이용하는 LES-WASS-3D의 타당성 및 유효성을 확보하기 위하여 투과성 구조물를 통과하는 댐 붕괴파의 전파특성에 관한 수리모형실험과 계산결과를 비교 분석하였다. 투과성 잠제를 고려한 방류시뮬레이션으로부터 투과성 잠제의 적절한 형상 및 평면배치는 방류유속을 저감하고 흐름을 유도하는 데 상당히 효과적인 것을 알 수 있었다. 또한 투과성 잠제의 형상 및 평면배치에 따른 흐름제어에 대한 적용성은 평균류분포, 연직유속분포를 통하여 확인할 수 있었다.

피동 원자로건물 냉각계통 실험에 관한 수치적 연구 (Numerical Investigation on Experiment for Passive Containment Cooling System)

  • 하희운;서정수
    • 한국안전학회지
    • /
    • 제35권3호
    • /
    • pp.96-104
    • /
    • 2020
  • The numerical simulations were conducted to investigate the thermal-fluid phenomena occurred inside the experimental apparatus during a PCCS, used to remove heat released in accidents from a containment of light water nuclear power plant, operation. Numerical simulations of the flow and heat transfer caused by wall condensation inside the containment simulation vessel (CSV), which equipped with 18 vertical heat exchanger tubes, were conducted using the commercial computational fluid dynamics (CFD) software ANSYS-CFX. Shear stress transport (SST) and the wall condensation model were used for turbulence closure and wall condensation, respectively. The simulation using the actual size of the apparatus. However, rather than simulating the whole experimental apparatus in consideration of the experimental cases, calculation resources, and calculation time, the simulation model was prepared only in CSV. Selective simulation was conducted to verify the effects of non-condensable gas(NC gas) concentration, CSV internal pressure, and wall sub-cooling conditions. First, as a result of the internal flow of CSV, it was observed that downward flow due to condensation occurred surface of the vertical tube and upward flow occurred in the distant place. Natural convection occurred actively around the heat exchanger tube. Due to this rising and falling internal flow, natural circulation occurred actively around the heat exchanger tubes. Next, in order to check the performance of built-in condensation model using according to the non-condensable gas concentration, CSV internal flow and wall sub-cooling, the heat flux values were compared with the experimental results. On average, the results were underestimated with and error of about 25%. In addition, the influence of CSV internal pressure and wall sub-cooling was small, but when the condensate was highly generated due to the low non-condensable gas concentration, the error was large compared to the experimental values. This is considered to be due to the nature of the condensation model of the CFX code. However, in spite of the limitations of CFD, it is valid to use the built-in condensation model of CFD for PCCS performance prediction from a conservative perspective.

Validation of Aero and Aero-Acoustics simulation for HAWT Model through LBM based technology

  • Senthooran, Sivapalan;Kandasamy, Satheesh;Balasubramanian, Ganapathi
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국소음진동공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
    • /
    • pp.340-341
    • /
    • 2010
  • A computational study to capture the flow around a floor mounted greenhouse shaped HAWT model was performed using the commercial software PowerFLOW 4.2b. The simulation kernel of this software is based on the numerical scheme known as the Lattice Boltzmann Method (LBM), combined with an RNG turbulence model. Simulations were performed at 60 and 140 km/h free stream air speeds. Selective results from these computational simulations are presented to show the capability of this numerical approach to predict the aerodynamics and aeroacoustics characteristics of the 3-D flow field around the HAWT model.

  • PDF

피에조 잉크젯 헤드의 음향파 거동의 수치 해석 (Numerical Simulation of Hydro-Acoustic Flow in Piezo Inkjet Print Head)

  • 이유섭;위상권;오세영;정재우
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제31권1호
    • /
    • pp.51-61
    • /
    • 2007
  • This paper presents numerical and theoretical studies of acoustic wave interactions in slightly compressible liquids within piezoelectrically driven inkjet print heads. The interconnected flow channels may cause jet crosstalk, resulting in poor printing quality. It should be reduced by modifying the channel structure with the acoustic wave interactions considered. Compressible gas flow driven by the sudden movement of a top wall in the channel is calculated using Flow3D and is validated with the narrow gap theory. Limited compressibility model of the Flow3D is employed to calculate pressure waves of slightly compressible ink flow. It is found that reducing restrictor width can damp out the jet crosstalk by inhibiting the pressure wave propagation. The degree of crosstalk has been quantified using the maximum values of cross-correlations between neighboring channels and a critical channel dimension for acceptable crosstalk has been proposed. This finding is verified by drop visualization experiments using silicon-micromachined piezo inkjet print heads that are fabricated by our group.

열 잉크젯 프린트헤드의 채널간 간섭현상의 모델링 (Modeling of Crosstalk Behaviors in Thermal Inkjet Print Heads)

  • 이유섭;손동기;김민수;국건
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제31권2호
    • /
    • pp.141-150
    • /
    • 2007
  • This paper presents a lumped model to predict crosstalk characteristics of thermally driven inkjet print heads. Using the lumped R-C model, heating characteristics of the head are predicted to be in agreement with IR temperature measurements. The inter-channel crosstalk is simulated using the lumped R-L network. The values of viscous flow resistance, R and flow inertance, L of connecting channels are adjusted to accord with the 3-D numerical simulation results of three adjacent jets. The crosstalk behaviors of a back shooter head as well as a top shooter head have been investigated. Predictions of the proposed lumped model on the meniscus oscillations are consistent with numerical simulation results. Comparison of the lumped model with experimental results identifies that abnormal two-drop ejection phenomena are related to the increased meniscus oscillations because of the more severe crosstalk effects at higher printing speeds. The degree of crosstalk has been quantified using cross-correlations between neighboring channels and a critical channel dimension for acceptable crosstalk has been proposed and validated with the numerical simulations. Our model can be used as a design tool for a better design of thermal inkjet print heads to minimize crosstalk effects.

국내 중소하천에 설치된 아이스하버 어도 내부 흐름 특성 규명 (Investigation for flow characteristics of ice-harbor type fishway installed at mid-sized streams in Korea)

  • 백경오;민병조
    • 한국수자원학회논문집
    • /
    • 제55권1호
    • /
    • pp.33-42
    • /
    • 2022
  • 본 연구에서는 3차원 상용 수치모형 Flow-3D를 활용하여 상류 수위(유입유량) 변동, 격벽의 간격(pool의 길이) 변화, 잠공 유무 등에 따른 아이스 하버 어도 내 흐름 양상을 분석하였다. 수치모의 결과의 적합성을 입증하기 위해 경안천 대곡교 하류에 설치된 실제 어도에서 3차원 초음파 유속계를 사용하여 어도 출구부 단면 유속과 유량을 관측하였다. Flow-3D 모형에는 난류 모듈로 4가지를 선택할 수 있는데, 관측 자료로 검증 결과 RNG 모형이 아이스하버 어도 내 흐름 특성을 가장 잘 재현하였다. 하천의 유량 전량이 어도로만 유입되어 흐른다는 조건에서 수위 변화에 따른 어도 내 유속구조를 모의해 보았다. 그 결과 최저수위에서는 잠입류와 표면류가 혼재하여 발생하였는데, 최저수위에서 약 10 cm 이상만 수위가 상승하여도 모든 pool에서 잠입류가 사라지고 오직 표면류만 발생하였다. 예상과 달리 수위가 조금 상승해도 흐름이 꽤 단순하게 표면류 위주로 발생하였다. 격벽간 간격을 늘려주면 수위가 상승하더라도 잠입류와 표면류가 혼재되어 나타나는 현상이 지속되었다. 그리고 격벽 하단에 잠공이 있는 경우가 없는 경우에 비해 잠입류가 여러 pool에서 생성되는 경향을 보였다. 보다 적극적인 어도 사후 관리로 잠공 폐색을 막아 어도 내 다양한 흐름이 생성될 수 있도록 유도하는 것이 필요해 보인다.

LES를 이용한 Pseudo-Shock Waves의 가시화 (Numerical Visualization of the Pseudo-Shock Waves using LES)

  • ;;김희동
    • 한국가시화정보학회지
    • /
    • 제13권3호
    • /
    • pp.29-34
    • /
    • 2015
  • The interaction between a normal shock wave and a boundary layer along a wall surface in internal compressible flows causes a very complicated flow. This interaction region containing shock train and mixing region is called as pseudo-shock waves. Pseudo-shock waves in the divergent part of a rectangular nozzle have been investigated by using large-eddy simulation (LES). LES studies have been done for the complex flow phenomena of three-dimensional pseudo-shock waves. The LES results have been validated against experimental wall-pressure measurements. The LES results are in good agreement with experimental results. Pseudo-shock length and corner separation have been studied in three-dimensional LES model. Comparison of centerline pressure measurement and 3D visualization measurement has been discussed for the corner separation position. It has been concluded that the pseudo-shock length should be measured by using 3D visualization measurement.

3차원 토석류 수치해석을 통한 원통형 대책구조물의 배치조건에 따른 에너지 저감효과 분석 (Analysis on Effect of Energy Mitigation by Arrangement of Cylindrical Countermeasures through 3D Debris Flow Numerical Analysis)

  • 김범준;윤찬영
    • 대한토목학회논문집
    • /
    • 제43권5호
    • /
    • pp.621-630
    • /
    • 2023
  • 본 연구에서는 원통형 대책구조물의 토석류 에너지 저감효과를 확인하기 위해, 대책구조물이 설치된 실제 규모의 계곡부를 수치적으로 모사한 후에 대책구조물의 배치조건을 변화시켜가면서 토석류 수치해석을 수행하였다. 해석단면은 강원도 진부면 실규모 실험장에서 측량된 지상 LiDAR 데이터를 토대로 계곡부를 모델링하였고, 해석은 ABAQUS (Ver. 2021)의 Smooth Particle Hydrodynamics (SPH) 기법을 이용하여 토석류-구조물의 상호 흐름거동을 모사하였다. 해석결과, 대책구조물이 설치되지 않는 조건에서의 흐름속도는 기존 실규모 토석류 실험결과와 유사한 흐름속도 변화를 보이는 것으로 나타났으며, 원통형 대책구조물을 설치하면 토석류의 속도를 크게 감소시키는 것으로 나타났다. 또한, 대책구조물을 높이면 토석류의 흐름저항이 증가함에 따라 하류부의 에너지 저감효과를 더욱 증가시키는 것으로 나타났다.

FDM을 이용한 층유유동장내에서 오염물질확산에 관한 연구 (Numerical Prediction of Contaminant Dispersion within the Laminar Flow Field using FDM)

  • 김양술
    • 한국안전학회지
    • /
    • 제10권2호
    • /
    • pp.56-63
    • /
    • 1995
  • A simulation of contaminant dispersion in a water reservoir has been done using 2-D finite difference method(FDM). The steady state velocity field of the reservoir was computed using stream function-vorticity formulation of Wavier-Stokes equation and continuity equation. Based on the computed steady state velocity field, the transient convective diffusion equation of the contaminant dispersion was computed. For the 1m$\times$1m reservoir model with inlet and outlet attached, it was shown that the center of circulation located toward right. For the numerical values of v =0.01($\textrm{cm}^2$/s) and D=0.6($\textrm{cm}^2$/s) and the flow of 50($\textrm{cm}^3$/s ), it was determined that the outflow had to be shut down in 18 seconds to prevent from severe pollution. Also the required time was computed to be 6 seconds for the inflow of 100 ($\textrm{cm}^3$/s). The result of this study is considered, hopefully, to be useful for the design of the water reservoir systems that are the subjects to various contamination.

  • PDF

FLOW-3D를 이용한 해상 자켓구조물 주변의 세굴 수치모의 실험 (Numerical Simulation Test of Scour around Offshore Jacket Structure using FLOW-3D)

  • 고동휘;정신택;오남선
    • 한국해안·해양공학회논문집
    • /
    • 제27권6호
    • /
    • pp.373-381
    • /
    • 2015
  • 해상풍력 기기, 해상 플랫폼과 같은 구조물이 해상에서 빈번하게 설치되면서 세굴에 관한 영향도 중요시되고 있다. 이러한 세굴 영향을 검토하기 위해 세굴 수치모의 실험을 수행한다. 일반적으로 수치모의 조건은 일방향 흐름에 대해서만 검토가 이뤄지고 있으며 서해안과 같은 왕복성 조류 흐름에 대해서는 검토되지 않는다. 본 연구에서는 서해안에 설치된 HeMOSU-1호 해상 자켓구조물 주변에서 발생하는 세굴 현상을 FLOW-3D를 이용하여 수치모의하였다. 해석 조건으로는 일방향 흐름과 조석현상을 고려한 왕복성 흐름을 고려하였으며, 이를 현장 관측값과 비교하였다. 10,000초 동안의 수치모의 결과, 일방향의 흐름 조건에서는 1.32 m의 최대 세굴심이 발생하였으며, 양방향 흐름 조건에서는 1.44 m의 최대 세굴심이 발생하였다. 한편, 현장 관측값의 경우 약 1.5~2.0 m의 세굴심이 발생하여 양방향의 흐름에 대한 해석 결과와 근사한 값을 보였다.