A new efficient numerical method for computing three-dimensional, unsteady, incompressible flows is presented. To eliminate the restriction of CFL condition, a fully-implicit time advancement in which the Crank-Nicolson method is used for both the diffusion and convection terms, is adopted. Based on an approximate block LU decomposition method, the velocity -pressure decoupling is achieved. The additional decoupling of the intermediate velocity components in the convection term is made for the fully -implicit time advancement scheme. Since the iterative procedures for the momentum equations are not required, the velocity components decouplings bring forth the reduction of computational cost. The second-order accuracy in time of the present numerical algorithm is ascertained by computing decaying vortices. The present decoupling method is applied to minimal channel flow unit with DNS (Direct Numerical Simulation).
The present work is concerned with three-dimensional finite element analysis of the hollow section extrusion process using a porthole die. The effects of related design parameters are discussed through the finite element simulation for extrusion of a triply-connected rectangular tubular section. For economic computation, mismatching refinement, an efficient domain decomposition method with different mesh density for each subdomain, is implemented. In order to obtain the uniform flow at the outlet, design parameters such as the hole size and the hole position are investigated and compared through the numerical analysis. Comparing the velocity distribution with that of the original design, it is concluded that the design modification enables more uniform flow characteristics. The analysis results are then successfully reflected on the industrial porthole die design.
The temperature-programmed reduction of titanium oxide ($TiO_2$) with pure $CH_4$ was used for the preparation of titanium carbide crystallites. The synthesized materials had the different surface areas, indicating that the structural properties of these materials were strong functions of two different heating rates and space velocity employed. The titanium carbide crystallites were active for $NH_3$ decomposition. Since the reactivity varied with changes in the particle size, ammonia decomposition reactivity over the titanium carbides crystallites appeared to be related to the different active species. The reactivities of titanium carbide crystallites were two and three times lower than those of the vanadium and molybdenum carbide crystallites, respectively. These results suggested that the difference in activities might be related to the degree of electron transfer between metals and carbon.
Tantalum carbide crystallites which is to be used for $H_2$ fuel cell has been synthesized via a temperature-programmed reduction of $Ta_2O_5$ with pure $CH_4$. The resultant Ta carbide crystallites prepared using two different heating rates and space velocity exhibit the different surface areas. The $O_2$ uptake has a linear relation with surface area, corresponding to an oxygen capacity of $1.36{\times}10^{13}\;O\;cm^{-2}$. Tantalum carbide crystallites are very active for hydrogen production form ammonia decomposition reaction. Tantalum carbides are as much as two orders of magnitude more active than Pt/C catalyst (Engelhard). The highest activity has been observed at a ratio of $C_1/Ta^{{\delta}+}=0.85$, suggesting the presence of electron transfer between metals and carbon in metal carbides.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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pp.133-138
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2006
Singular value decomposition (SDV) approach is applied to the observability analysis of GPS/INS in this paper. A measure of observability for a subspace is introduced. It indicates the minimum size of perturbation in the information matrix that makes the subspace unobservable. It is shown that the measure has direct connections with observability of systems, error covariance, and singular structure of the information matrix. The observability measure given in this paper is applicable to the multi-input/multi-output time-varying systems. An example on the observability analysis of GPS/INS is given. The measure of observability is confirmed to be less sensitive to system model perturbation. It is also shown that the estimation error for the vertical component of gyro bias can be considered unobservable for small initial error covariance for a constant velocity horizontal motion.
A 50 N monopropellant thruster being developed for attitude control in a variety of aerospace application systems is described in this paper. Ninety percent hydrogen peroxide was selected as a propellant, since it is much less hazardous than hydrazine. A scaled down thruster with aluminum oxide loaded with the platinum in the reaction chamber was tested to determine propellant decomposition onto a catalyst. A scaled up 50 N thruster, with a catalyst bed of 3 cm in diameter and 4 cm in length, was evaluated by decomposition efficiency based on temperature, ${\eta}_T$, efficiency of characteristic velocity, ${\eta}_{C^*}$, and measurement of thrust. The performance of a 50 N thruster was 40.5 Newton in thrust, about 100 % in ${\eta}_T$, and 98 % in ${\eta}_{C^*}$, and 125 sec in specific impulse at sea level.
In this study, the low velocity impact behavior of the composite laminates has been described by using 3 dimensional nonlinear finite elements. To describe the geometric nonlinearity due to large deformation, the dynamic contact problem is formulated using the exterior penalty finite element method on the base of Total Lagrangian formulation. The incremental decomposition is introduced, and the converged solution is attained by Newton-Raphson Method. The Newmark's constant-acceleration time integration algorithm is used. To make verification of the finite element program developed in this study, the solution of the nonlinear static problem with occurrence of large deformation is compared with ABAQUS, and the solution of the static contact problem with indentation is compared with the Hertz solution. And, the solution of low velocity impact problem for isotropic material is verificated by comparison with that of LS-DYNA3D. Finally the contact force of impact response from the nonlinear analysis are compared with those from the linear analysis.
We present an improved Lagrangian vortex method in 2-D incompressible unsteady viscous flows, which is based on a mesh-free integral approach of the velocity-vorticity formulation. Vorticity fields are represented by discrete vortex blobs that are updated by the Lagrangian vorticity transport with the particle strength exchange scheme. Velocity fields are expressed in a form of the Helmholtz decomposition, which are calculated by a fast algorithm of the Biot-Savart integration with a smoothed kernel and by a well-established panel method. No-slip condition is enforced through viscous diffusion of vorticity from a solid body into field. The vorticity flux is determined in such a way that spurious slip velocity vanishes. Through the comparison with the existing finite volume scheme for the transient vortical flows around an impulsively started cylinder at Reynolds number Re=550, we would obtain a more accurate scheme for vortex methods in complicated flows.
A vorticity-velocity integro-differential formulation of incompressible Wavier-Stokes equations is described, focusing on a scheme for calculating pressure fields in application of the Lagrangian vortex method in connection with panel methods. It deals with the dynamic coupling among velocity, vorticity and pressure, and the Helmholtz decomposition of the velocity field, through a comparative study with the Eulerian finite volume method, we provide an extensive understanding of the Lagrangian vortex methods for numerical simulations of viscous flows around arbitrary bodies.
We examine the HI gas kinematics and distribution of galaxy pairs in group or cluster environment from high-resolution Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) WALLABY pilot observations. We use 22 well-resolved galaxies in the Hydra cluster of which 4 galaxies are visually identified as pairs and others are isolated ones. We perform profile decomposition of HI velocity profiles of the galaxies using a new tool, BAYGAUD which enables us to separate a line-of-sight velocity profile into an optimal number of Gaussian components based on Bayesian MCMC techniques. All the HI velocity profiles of the galaxies are decomposed into kinematically cold or warm gas components with their velocity dispersion, 4~8 km/s or > 8 km/s, respectively. We derive the mass fraction of the kinematically cold gas with respect to the total HI gas mass, f = log10(M_cold / M_HI), of the galaxies and correlate them with their dynamical mass. The cold gas reservoir of the paired galaxies in the Hydra cluster is found to be relatively higher than that of the isolated ones which show a negative correlation with the dynamical mass in general.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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