Kim, Young-Hoon;Ok, Ho-Nan;Choi, Young-In;Kim, In-Sun
한국전산유체공학회:학술대회논문집
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2007.04a
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pp.79-82
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2007
The aerodynamic coefficients of Apollo capsule are calculated using a DSMC solver, SMILE, and the results agree very well with the data predicted by NASA. The aerodynamic characteristics of an orbital block which operates at high altitudes in the free molecule regime are also predicted. For the nominal flow conditions, the predicted aerodynamic force is very small since the dynamic pressure is extremely low. And the additional aerodynamic coefficients for the analysis of the attitude control are presented as the angle of attack and the side slip angle vary from $+45^{\circ}\;to\;-45^{\circ}$ of the nominal angle.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.1
no.1
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pp.87-96
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1989
Flows through impellers of centrifugal compressors are calculated by a streamline curvature method. A method for the exit boundary condition is suggested in the present paper. Flow angles are assumed to be deviated from the blade angle parabolically. The maximum deviation is adjusted for the whole angular momentum to balance with the empirically estimated value by using Stanitz' slip-factor. The present method is verified to reasonably simulate flows through the impeller, when the 3-dimensionality of the flow is not strong. It is also shown that the method can be applied for the design of the splitter in the impeller.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2009.05a
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pp.263-265
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2009
In this study, ultrafine grained (UFG) oxygen free high conductivity copper (OFHC Cu) having two different grain morphologies, one the severely elongated and the other the equiaxed, was prepared by equal channel angular pressing (ECAP) with routes A and $B_c$, respectively. The results of quasi-static tensile tests at $10^{-1}\;s^{-1}$ and $1\;s^{-1}$ and dynamic compression tests at $10^3\;s^{-1}$ order revealed that the equiaxed UFG Cu exhibited higher strength and less ductility compared to the elongated one. The difference of the plastic flow characteristics between the two were rationalized by considering their dislocation mean free length based on the orientation relationship between the possible slip planes and the loading direction.
In this paper, the wake structures behind a square cylinder at the Reynolds number of 22,000 are simulated using the large eddy simulation, and the main features of the wake structure associated with unsteady vortex-shedding are investigated. The Smagorinsky model is used for parametrization of the subgrid scales. The finite element method with isoparametric linear elements is employed in the computations. Unsteady computations are performed using the explicit method with streamline upwind scheme for the advection term. The time integration incorporates a subcycling strategy. No-slip condition is enforced on the wall surface. A comparative study between two-and three-dimensional computations puts a stress on the three-dimensional effects in turbulent flow simulations. Simulated three-dimensional wake structures are compared with numerical and experimental results reported by other researchers. The results include time-averaged, phase-averaged flow fields and numerically visualized vortex-shedding pattern using streaklines. The results show that dynamics of the vortex-shedding phenomenon are numerically well reproduced using the present method of finite element implementation of large eddy simulation.
Di Paolo, Jose;Insfran, Jordan F.;Fries, Exequiel R.;Campana, Diego M.;Berli, Marcelo E.;Ubal, Sebastian
Advances in biomechanics and applications
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v.1
no.2
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pp.127-141
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2014
A preliminary study of a new pulsatile pump that will work to a frequency greater than 1 Hz, is presented. The fluid-structure interaction between a Newtonian blood flow and a piston drive that moves with periodic speed is simulated. The mechanism is of double effect and has four valves, two at the input flow and two at the output flow; the valves are simulated with specified velocity of closing and reopening. The simulation is made with finite elements software named COMSOL Multiphysics 3.3 to resolve the flow in a preliminary planar configuration. The geometry is 2D to determine areas of high speeds and high shear stresses that can cause hemolysis and platelet aggregation. The opening and closing valves are modelled by solid structure interacting with flow, the rhythmic opening and closing are synchronized with the piston harmonic movement. The boundary conditions at the input and output areas are only normal traction with reference pressure. On the other hand, the fluid structure interactions are manifested due to the non-slip boundary conditions over the piston moving surfaces, moving valve contours and fix pump walls. The non-physiologic frequency pulsatile pump, from the viewpoint of fluid flow analysis, is predicted feasible and with characteristic of low hemolysis and low thrombogenesis, because the stress tension and resident time are smaller than the limit and the vortices are destroyed for the periodic flow.
Kim, Hee-Reyoung;Seo, Joon-Ho;Hong, Sang-Hee;Suwon Cho;Nam, Ho-Yun;Man Cho
Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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1996.05b
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pp.233-240
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1996
Analyses of the viscous and end effects on electromagnetic (EM) pumps of annular linear induction type for the sodium coolant circulation in Liquid Metal Fast Breeder Reactors have been carried out based on the MHD laminar flow analysis and the electromagnetic field theory. A one-dimensional MHD analysis for the liquid metal flowing through an annular channel has been performed on the basis of a simplified model of equivalent current sheets instead of three-phase currents in the discrete primary windings. The calculations show that the developed pressure difference resulted from electromagnetic and viscous forces in the liquid metal is expressed in terms of the slip, and that the viscous loss effects are negligible compared with electromagnetic driving forces except in the low-slip region where the pumps operate with very high flow velocities comparable with the synchronous velocity of the electromagnetic fields, which is not applicable to the practical EM pumps. A two-dimensional electromagnetic field analysis based on an equivalent current sheet model has found the vector potentials in closed form by means of the Fourier transform method. The resultant magnetic fields and driving forces exerted on the liquid metal reveal that the end effects due to finiteness of the pump length are formidable. In addition, a two-dimensional numerical analysis for vector potentials has been performed by the SOR iterative method on a realistic EM pump model with discretely-distributed currents in the primary windings. The numerical computations for the distributions of magnetic fields and developed pressure differences along the pump axial length also show considerable end effects at both inlet and outlet ends, especially at high flow velocities. Calculations of each magnetic force contribution indicate that the end effects are originated from the magnetic force caused by the induced current ( u x B ) generated by the liquid metal movement across the magnetic field rather than the one (E) produced by externally applied magnetic fields by three-phase winding currents. It is concluded that since the influences of the end effects in addition to viscous losses are extensive particularly in high-velocity operations of the EM pumps, it is necessary to find ways to suppress them, such as proper selection of the pump parameters and compensation of the end effects.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.32
no.8
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pp.12-19
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2004
Low-speed gas flows around a micro-scale flat plate are investigated using a kinetic theory analysis. The Boltzmann equation simplified by a collision model is solved by means of a finite difference approximation with the Discrete Ordinate method. Calculations are made for flows around a 5% flat plate with a finite length of 20 microns. The results are compared with those from the Information Preservation method and a continuum approach with slip boundary conditions. It is shown that three different approaches predict a similar basic flow patterns, while the results from the present method are more accurate than those from the other two methods in details.
The vortex ventilation system (VV) which uses a rotating finned swirler installed coaxially with the exhaust duct is a very effective local ventilator. VV can enhance the capture depth by a factor of 3-5 compared to the conventional exhaust hood, in the absence of any solid walls nearby. In real situations there may exist ceiling, side wall and floor, all of which can affect the flow field and suction performance by way of the no-slip condition on the walls. 3D CFD simulation was performed in order to see the effect of the floor on the capture performance of the VV. The presence of floor reduced suction flow velocity, and increased the critical rotational speed which is the rotational speed required for stable vortex formation. Flow velocity profile along the axis could be well approximated by a universal functional form when the distance from the exhaust inlet is non-dimensionalized by the distance to the floor. Capture depth, define by the distance from the exhaust inlet to a point of velocity decreased to 10% of that at the inlet, is reduced by about 10% when the floor distance is 6 times the exhaust hood diameter.
In most industrial applications, the geometrical complexity is combined with the moving boundaries. These problems considerably increase the computational difficulties since they require, respectively, regeneration and deformation of the grid. As a result, engineering flow simulation is restricted. In order to solve this kind of problems the immersed boundary method was developed. In this study, the immersed boundary method is applied to the numerical simulation of stationary, rotating and oscillating cylinders in the 2-dimensional square cavity. No-slip velocity boundary conditions are given by imposing feedback forcing term to the momentum equation. Besides, this technique is used with a second-order accurate interpolation scheme in order to improve the accuracy of flow near the immersed boundaries. The governing equations for the mass and momentum using the immersed boundary method are discretized on the non-staggered grid by using the finite volume method(FVM). This study presents the possibility of the immersed boundary method to apply to the complex flow experienced in the industrial applications.
Temperature Control Valve (TCV) is one of the useful temperature control devices, which is used to control constant temperature of working fluid in power and chemical plants and domestic water supply systems. TCV is composed of body, cylinder and piston, and the body shape has a symmetrical H-type. In general, it has several inlet and outlet holes, and its shape is like as tubular sleeve. The piston has three rings two rings of the end of piston have the function of controlling inlet flow rate with hot and cold working fluids, the center ring has the function of preventing hot and cold water from intermixing. Consequently, the shapes of piston and cylinder are the main design parameters in the performance of TCV. In this study, numerical analyses were carried out with two different piston and cylinder shapes to investigate the functions as a temperature control valve and the flow characteristics according to piston opening grade in TCV. Using a commercial code, FLUENT, velocity and pressure fields in TCV are obtained under steady, standard $k -{\epsilon}$ turbulence model and no-slip condition.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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