• 제목/요약/키워드: shear flow

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완전접촉 경계면 위의 박막유동 특성을 이용한 고점도 전단유동에 따른 표면응력 감소 설계 (Design of Reduced Shear Stress with High-Viscosity Flow Using Characteristics of Thin Film Flow on Solid Surfaces)

  • 박부성;김보흥
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권12호
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    • pp.1027-1034
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    • 2014
  • 회전원판 위 표면에 작용하는 유동 전단응력은 표면마모를 발생시키는 주원인이다. 유체는 원심력에 의해 가장자리까지 자유표면을 갖는 박막유동으로 전달된다. 표면마모는 받음각 또는 곡률에 따른 전단응력 정도에 비례하여 차이를 보이게 된다. 전산해석을 통한 속도분포 기울기로 받음각에 기준한 곡률의 전단응력비를 비교하였다. 곡률반경 변화에 따른 전단유동의 응력감소를 모델링하여 표면마모를 효율적으로 줄일 수 있는 최적구간을 결정하는 것이 본 연구의 주제이며, 이 연구결과는 회전무화나 박막코팅과 같은 박막유동을 활용하는 기구의 최적설계에 적용될 수 있다.

협착된 관상동맥에 시술된 스텐트형상이 벽면 전단응력에 미치는 영향 (Effects of Stenting Shapes on the Wall Shear Stress in the Angulated Coronary Stenosis)

  • 조민태;서상호;유상신;권혁문
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.219-222
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    • 2001
  • The objective of the present study is to evaluate the effects of the stenting shapes on flow velocity and wall shear stress in angulated coronary stenosis by computer simulation. Coronary angiogram and Doppler ultrasound measurement in the patients with angulated coronary stenosis were obtained. Inlet wave velocity distribution obtained from in vivo intracoronary Doppler data was used for the numerical simulation. Spatial pattern of blood flow velocity and recirculation area were drawn through out the selected segment of coronary models. Wall shear stresses in the intracoronary stent models were calculated from three-dimensional computer simulation. A negative shear stress region, which is consistent with re-circulation area on flow pattern, was noted on the inner wall of post-stenotic area of pre-stenting model. The negative shear stress was disappeared after stenting. Shear stress in the post-stenting model was markedly reduced up to about two orders of magnitude compared to that of the pre-stenting model.

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Mixing Enhancement/Suppression of Separated-and-Reattaching Flow by an Upstream Small Object

  • IINVMA, Yusuke;FUNAKI, Jiro;HIRATA, Katsuya
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.106-110
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    • 2004
  • Generally, flow around a bluff body such as a circular cylinder is complicated compared with that around a streamlined body because of the existence of separated shear layers. Long bluff body such as a flat blunt plate is more complicated than short bluff body, because of separated-and-reattaching flow on the after bodies.(omitted)

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개수로에서의 후향단차 난류 흐름 RANS 수치모의 (A RANS modeling of backward-facing step turbulent flow in an open channel)

  • 김병주;백중철
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권2호
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    • pp.147-157
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    • 2022
  • 후향단차 수공구조물의 모서리에서는 흐름분리가 발생하며 이로 인해 형성되는 전단층과 재순환 흐름 영역에서의 흐름은 복잡한 난류가 지배적이다. 물리적으로 안정하면서 성능이 보장되는 구조물 설계를 위해서는 이러한 난류 흐름의 거동을 정확하게 예측하고 분석하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 공학적으로 널리 이용되고 있는 대표적인 난류 모형인 k-ω SST 모형과 RNG k-ε 모형을 이용한 3차원 RANS 계산을 통해서 개수로에 설치된 후향단차를 통과하는 난류 흐름을 레이놀즈 수 23,400과 후르드 수 0.22의 조건에서 수치모의하고, 해석 결과를 기존 실험자료와 비교 분석하여 수치해석의 성능을 평가하고자 한다. 두 가지 난류 모형을 이용하여 구한 평균유속 분포를 보면 모두 경계층에서 관측된 실험값을 양호하게 잘 재현하는 것으로 나타났다. 재순환 영역 상부에서 계산된 평균유속을 보면 RNG k-ε 모형이 k-ω SST 모형보다 중앙부에서의 유속을 약 5% 정도 크게 계산하는 것으로 나타났다. 난류 통계량 관점에서 보면 두 난류 모형 모두 단차 모서리 직하류에서 흐름 분리로 인해 발생하는 레이놀즈 전단응력을 현저히 과소산정하는 한편, 재부착점 하류에서는 실험값을 상대적으로 양호하게 재현하는 것으로 나타났다. RNG k-ε 모형은 수로 바닥 부근 경계층에서의 전단응력 분포를 k-ω SST 모형보다는 우수한 정확도로 실험값을 계산하는 반면에 접근수로 경계층에서 그리고 단차 하류부에서는 경계층 상부에서 전단응력을 과대 산정하는 것으로 나타났다.

LES를 이용한 복단면 개수로의 바닥전단응력 분포특성 분석 (Analysis of Bed Shear Stress Distributions in Compound Open Channels Using Large Eddy Simulation.)

  • 이두한
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제5권4호
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    • pp.199-209
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    • 2018
  • 하천설계에서 제방과 홍수터의 안정성 확보를 위해서는 바닥전단응력을 고려하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 하폭과 수심에 따른 복단면의 바닥전단응력을 모의하여 분포 특성을 분석하였다. 바닥전단응력 분포에 지배적인 영향을 주는 이차류를 모의하기 위하여 OpenFOAM의 large eddy simulation (LES)를 적용하였으며 하폭과 수심을 고려하여 12개의 케이스를 모의하였다. 모의 결과를 이용하여 시간 평균 유속 분포, 이차류 분포, 바닥전단응력 분포 등의 특성에 대하여 분석하였다. 홍수터 바닥전단응력 분포는 전체적으로 홍수터 좌안에서 높은 값이 나타나고 우안 방향으로 감소하는 경향을 확인하였으나 이차류에 의해 상당한 국부적인 변화가 나타남을 확인하였다. 홍수터의 수심이 얕은 경우에는 홍수터의 바닥전단응력이 평균전단응력의 0.8배 이하로 낮은 값이 나타나고 있으나 홍수터의 수심이 깊은 경우에는 평균전단응력의 1.2-1.4배의 높은 값이 나타남을 확인하였다. 홍수터의 폭이 좁은 경우에는 홍수터 우안 측벽의 영향으로 국부적으로 높은 값이 나타나는 것도 확인할 수 있었다.

감량률에 따른 폴리에스테르 직물의 역학적 특성에 관한 연구 (연속식, 액류식, 탱크식) (A Study on the Mechanical Properties to the Weight Loss of Polyester Fabric (C.D.R., Liquor-flow, Tank type))

  • 허만우;서말용;이석영;김삼수;강연희;김수창;조인술
    • 한국염색가공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.121-128
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    • 2000
  • This study discussed the mechanical properties such as bending and shear of polyester fabric treated with a several weight reduction machine. With the increase in the rate of weight loss, the bending rigidity of the warp and weft of treated fabric decreased regardless of the weight reduction machine. At 6.5% weight loss, the bending rigidity of warp and weft yarn decreased to $0.035\;gfcm^2/cm$ and $0.017\;gfcm^2/cm$, respectively, and these values show 54% and 94% of their untreated warp and weft. At same rate of the weight loss, the bending rigidity of polyester fabric treated with C.D.R slightly higher than that of the tank type or liquor-flow type. On the other hand, below 6.5% weight loss, the shear rigidity of the warp and weft of the treated fabric rapidly decreased. But with the increase in the above 6.5% rate of weight loss, the decreasing tendency of the shear rigidity declined. At same rate of the weight loss, the shear rigidity of fabric treated with tank type nearly equal to the that of the liquor flow type. But at same rate of the weight loss, the shear rigidity of the fabric treated with C.D.R type higher than that of the tank or liquor-flow type.

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가진 펌프에 연결된 곡관덕트에서 난류진동유동의 전단응력분포와 압력분포 (Wall Shear Stress and Pressure Distributions of Developing Turbulent Oscillatory Flows in an Oscillator Connected to Curved Duct)

  • 손현철;이홍구;이행남;박길문
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.37-42
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    • 2001
  • In the present study, flow characteristics of turbulent oscillatory flow in an oscillator connected to square-sectional $180^{\circ}$ curved duct are investigated experimentally. In order to investigate wall shear stress and pressure distributions, the experimental studies for air flows we conducted in a square-sectional $180^{\circ}$ curved duct by using the LDV system with the data acquisitions and the processing system. The wall shear stress at bend angle of the $150^{\circ}$ and pressure distribution of the inlet (${\phi}=0^{\circ}$) to the outlet (${\phi}=180^{\circ}$) by $10^{\circ}$ intervals of the duct are measured. The results obtained from the experiment are summarized as follows : wall shear stress values in the inner wall we larger than those in an outer wall, except for the phase angle (${\omega}t/{\pi}/6$) of 3, because of the intensity of secondary flow. The pressure distributions are the largest in accelerating and decelerating regions at the bend angle(${\phi}$) of $90^{\circ}$ and pressure difference of inner and outer walls is the largest before and after the ${\phi}=90^{\circ}$.

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실제 형상을 통한 복부대동맥의 혈류 유동에 대한 수치적 연구 (Numerical Study on the Blood Flow in the Abdominal Artery with Real Geometry)

  • 강한영;김민철;홍이송;이종선;이종민;김찬중
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.747-752
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    • 2003
  • Many clinical studies have suggested that the blood flow in ideal geometry is involved in the development of atherosclerosis. This study simulated blood flow in the abdominal artery with real geometry to investigate MWSS(mean wall shear stress), AWSS(amplitude of wall shear stress) and OSI(oscillator shear index). The calculation grid for the real geometry was constructed by extracting the surface of arterial wall from CT(Computed Tomography) or MRI(Magnetic Resonance Imaging) sheets called as DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicines). The calculated MWSS, AWSS and OSI are much different from those of ideal geometry calculation. The MWSS increased while the AWSS decreased. Many shear forces are related to shapes of gradient. This paper will give clinical datum where the MWSS, AWSS and OSI are strong or weak. The hemodynamic analysis based on real geometry can provide surgeons with more reliable information about the effect of blood flow.

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풍성연안순환모델의 수정 (Modification of Wind Generated Coastal Circulation Model)

  • 이중우;신승호;김지연;양상용
    • 한국항만학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.25-38
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    • 1995
  • The wind generated circulation model describes the phenomenon based on the following physical assumptions: a) As the horizontal dimension of the flow domain is several orders of magnitude larger than vertical dimension, nearly horizontal flow is realistic. b) The time taken for circulation to develop may effect on the flow domain of the earth's rotation, the contribution of the Coriolis force. c) A flow domain of large dimension results in quite large Reynolds number and the Reynolds stresses are approximated by the turbulent mean velocity gradient. d) The circulation is forced by the shear stresses on the water surface exercised by the wind. Modification made to the depth average approximation of the convective terms and the bed shear stress terms by adopting a certain distribution of current over the depth and laboratory measurements for the bed shear expression. Modification circulation patterns, energy evolution and surface profile gave the significant differences comparing with the classical model results. The modified model results in higher free surface gradients balancing both the free surface shear and the bed shear and consequently to higher surface profiles along the coast.

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혼합법을 이용한 박벽 복합재료 보의 전단변형거동 해석 (Transverse Shear Behavior of Thin-Walled Composite Beams Using a Mixed Method)

  • 박일주;정성남
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.194-197
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    • 2005
  • In this work, a mixed beam approach is performed to identify the transverse shear behavior of thin-walled composite beams with closed cross-sections. The analytical model includes the effects of elastic couplings, shell wall thickness, and torsion warping. The distributions of shear flow across the section as well as the shear correction coefficients are obtained in a closed form in the beam formulation. The influence of transverse shear deformation on the static behavior of closed cross-section composite beams is also investigated in the analysis

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