Tian, Wenlong;Song, Baowei;VanZwieten, James H.;Pyakurel, Parakram;Li, Yanjun
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제8권1호
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pp.73-82
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2016
In order to extend the operational life of Underwater Moored Platforms (UMPs), a horizontal axis water turbine is designed to supply energy for the UMPs. The turbine, equipped with controllable blades, can be opened to generate power and charge the UMPs in moored state. Three-dimensional Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are performed to study the characteristics of power, thrust and the wake of the turbine. Particularly, the effect of the installation position of the turbine is considered. Simulations are based on the Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and the shear stress transport ${\kappa}-{\omega}$ turbulent model is utilized. The numerical method is validated using existing experimental data. The simulation results show that this turbine has a maximum power coefficient of 0.327 when the turbine is installed near the tail of the UMP. The flow structure near the blade and in the wake are also discussed.
Sa, Jeong-Hwan;Kim, Jee-Woong;Park, Soo-Hyung;Park, Jae-Sang;Jung, Sung-Nam;Yu, Yung-Hoon
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제10권2호
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pp.52-62
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2009
A three-dimensional compressible Navier-Stokes solver, KFLOW, using overlapped grids has recently been developed to simulate unsteady flow phenomena over helicopter rotor blades. The blade-vortex interaction is predicted for a descending flight using measured blade deformation data. The effects of computational grid resolution and azimuth angle increments on airloads were examined, and computed airloads and vortex trajectories were compared with HART-II wind tunnel data. The current method predicts the BVI phenomena of blade airloads reasonably well. It is found from the present study that a peculiar distribution of vorticity of tip vortices in an approximate azimuth angle range of 90 to 180 degrees can be explained by physics of the shear-layer interaction as well as the dissipation of numerical schemes.
Wang, Zhijie;Ruiken, Axel;Jacobs, Felix;Ziegler, Martin
Geomechanics and Engineering
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제7권6호
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pp.665-678
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2014
In discrete element modeling, 2D software has been widely used in order to gain further insights into the fundamental mechanisms with less computational time. The porosities used in 2D DEM studies should be determined with appropriate approaches based on 3D laboratory porosities. This paper summarizes the main approaches for converting porosities from 3D to 2D for DEM studies and theoretical evaluations show that none of the current approaches can be widely used in dealing with soil mechanical problems. Therefore, a parabolic equation and a criterion have been suggested for the determination of 2D porosities in this paper. Moreover, a case study has been used to validate that the 2D porosity obtained from the above suggestion to be rational with both the realistic contact force distribution in the specimen and the good agreement of the DEM simulation results of direct shear tests with the corresponding experimental data. Therefore, the parabolic equation and the criterion are suggested for the determination of 2D porosities in a wide range of polydisperse particle systems, especially in dealing with soil mechanical problems.
본 연구에서는 화염 안정기 형상이 램제트 연소실에서의 단열 막냉각 효율에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 램제트 연소실 입구의 경사진 확장면의 끝에 화염안정기 형상을 설치하여 화염안정기에 의해 발생된 난류 유동이 다단 슬롯에 영향을 끼치도록 실험 장치를 구성하여, 화염안정기 형상을 탈부착 시키면서, 슬롯 출구 하류에서의 단열 막냉각 효율을 측정하였다. 화염 안정기를 설치하였을 경우 화염안정기에 의해 발생된 유동의 높은 전단력과 난류강도로 급격히 주유동과 혼합되어, 화염안정기가 설치되지 않은 경우에 비해 전체적으로 냉각 성능이 감소함을 결과를 통해 확인하였다.
Madian, A.;Leturia, M.;Ablitzer, C.;Matheron, P.;Bernard-Granger, G.;Saleh, K.
Nuclear Engineering and Technology
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제52권8호
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pp.1714-1723
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2020
This study aims at characterizing the rheological properties of uranium oxide powders for nuclear fuel pellets manufacturing. The flowability of these powders must be compatible with a reproducible filling of press molds. The particle size distribution is known to have an impact on the rheological properties and fine particles (<100 ㎛) are suspected to have a detrimental effect. In this study, the impact of the particle size distribution on the rheological properties of UO2 powders was quantified, focusing on the influence of fine particles. Two complementary approaches were used. The first approach involved characterizing the powder in a static state: density, compressibility and shear test measurements were used to understand the behavior of the powder when it is transitioned from a static to a dynamic state (i.e., incipient flow conditions). The second approach involved characterizing the behavior of the powder in a dynamic state. Two zones, corresponding to two characteristic behaviors, were demonstrated for both types of measurements. The obtained results showed the amount of fines should be kept below 10 % wt to ensure a robust mold filling operation (i.e., constant mass and production rate).
This study concerns the effect of drainage in reinforced soil on its stability during rainfall. A series of finite-element analysis based transient seepage analysis were performed on a number of cases with different drainage conditions in terms of layers of geotextiles installed in the reinforced zone. The results were then coupled with the limit-equilibrium slope stability analysis to investigate the variation of global stability factor of safety with rainfall infiltration into the reinforced wall. The results were thoroughly analyzed to get insight into the mechanism of pore water pressure reduction effect of the geotextile and into its effect on overall slope stability. It is shown that layers of geotextile installed in the reinforced zone can prevent decrease in suction in the reinforced zone during rainfall, thereby reducing potential risk of decreasing shear strength of the reinforced zone. Practical implications of the findings were discussed.
The kidney vortex is the important factor adversely influencing film cooling effectiveness. In general, double jet film-cooling hole is designed to overcome the kidney vortex by generating anti-kidney vortices. In this study, the film cooling characteristics and the effectiveness of the double jet film cooling hole were numerically investigated with various area ratios of the first($A_1$) and second($A_2$) cooling hole($A_1/A_2$=0.8, 1.0, 1.25) and lateral ejection angle(${\alpha}$ = $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$) as the design parameters. The effects of lateral distance between the first and second row holes are investigated. Numerical study was performed by using ANSYS CFX with the shear stress transport(SST) turbulence model. The film cooling effectiveness and temperature distribution were graphically depicted with various flow and geometrical conditions.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제9권3호
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pp.229-236
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2016
Exergetic analysis was introduced in optimization of a rotating equilateral triangular internal cooling channel with staggered square ribs to maximize the net exergy gain. The objective function was defined as the net exergy gain considering the exergy gain by heat transfer and exergy losses by friction and heat transfer process. The flow field and heat transfer in the channel were analysed using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations under the uniform temperature condition. Shear stress transport turbulence model has been selected as a turbulence closure through the turbulence model test. Computational results for the area-averaged Nusselt number were validated compared to the experimental data. Three design variables, i.e., the angle of rib, the rib pitch-to-hydraulic diameter ratio and the rib width-to-hydraulic diameter ratio, were selected for the optimization. The optimization was performed at Reynolds number, 20,000. Twenty-two design points were selected by Latin hypercube sampling, and the values of the objective function were evaluated by the RANS analysis at these points. Through optimization, the objective function value was improved by 22.6% compared to that of the reference geometry. Effects of the Reynolds number, rotation number, and buoyancy parameter on the heat transfer performance of the optimum design were also discussed.
The study area adjoins with Yangsan fault in Sangbuk-myeon, Samsam-ri, Kyongsang-namdo and consist of the natural steep slope. After drawing data layer which have altitude by using digital topography data, it is converted to lattice DEM of $10m{\times}10m$ size. From this, gradient map of unit lattice, slant direction map and shadow relif map are made. Using flow apportioning algorithm, upper slope contributing area and wetness index by established lattice can be calculated. Area that have high wetness index shows lineament structure of northwest-southeast direction, and this agrees with shear fracture system. The result of electricity specific resistance survey in the study area shows that area of high wetness index has low electricity specific resistance anomaly. That is, wetness index conforms with distribution of fractured zone that accompanied chemical weathering of rock. Therefore, wetness index can be used as the method of detecting fractured zones and judging the stability of the area.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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