• Title/Summary/Keyword: 계산 유체 공학

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MQUICK Upwind Scheme for the Incompressible Navier-Stokes Equations (비압축성 Navier-Stokes 방정식의 해석을 위한 MQUICK 상류해법)

  • Shin B. R.;Ikohagi T.
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.4 no.1
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    • pp.41-52
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    • 1999
  • 이 논문에서는, QUICK해법의 불안정성을 개량하므로써, 수치계산에 있어서 수렴이 빠르고, 수치적으로 안정한 계산을 할 수 있는 새로운 MQUICK 상류해법을 제안하고, 이를 비압축성 층류유동의 계산에 적용하였다. 또한, 해법의 정확성, 안정성, 수렴속도에 대한 검토를 통하여 본 MQUICK 상류해법의 유효성과 타당성이 평가되었다. 이 해법에서는 인공산일의 가감을 조절하기 위하여 가중계수 α를 써서 정식화 하였고, 위의 검토를 통하여 α의 최적값을 조사하였다. 이 해법을 SMAC 음해법에 적용하여 2 차원 공동유동, 3 차원 덕트유동과 같은 몇몇 표준문제를 계산하고, 계산된 결과를 실험값 또는, 3 차 정확도의 상류해법 및 QUICK해법에 의한 결과 들과 비교 하므로써, 본 MQUICK 상류해법이 위의 다른 해법에 비하여 안정하고, 유효성이 높은 해법임을 확인 하였다.

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Assessment of CFD Estimation Capability for the Local Loss Coefficients of Sudden Contraction and Expansion (급격 확대 및 축소관의 압력손실계수에 대한 전산유체역학 해석의 예측성능 평가)

  • Kim, Hyun-Jung;Park, Jong-Pil
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.21 no.3
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    • pp.258-264
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    • 2010
  • Most of fluid systems, such as P&ID in ships, power plants, and chemical plants, consist of various components. The components such as bends, tees, sudden-expansions, sudden-contractions, and orifices contribute to overall pressure loss of the system. The local pressure losses across such components are determined using a pressure loss coefficient, k-factor, in lumped parameter models. In many engineering problems Idelchik's k-factor models have been used to estimate them. The present work compares the k-factor based on CFD calculation against Idelchik's model in order to confirm whether a commercial CFD package can be used for pressure loss coefficient estimation of complex geometries. The results show that RSM is the best appropriate for evaluating pressure loss coefficient. Commercial CFD package can be used as a tool evaluating k-factor even though the accuracy is influenced by a turbulence model.

Dynamic Large Eddy Simulation of the Vortex Breakdown of Swirling Flow using MPI Parallel Technique (Dynamic Large Eddy Simulation과 MPI병렬 계산 기법을 이용한 스월 유동에서의 Vortex Breakdown에 관한 연구)

  • Sung Hong Gye
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.6 no.1
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    • pp.31-39
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    • 2001
  • 연소실 안으로 분출되는 스월 유동의 vortex breakdown mechanism에 대한 연구를 하였다. 3차원 유한 체적기법과 Runge-Kutta 시간 적분법이 적용되었으며, 난류모델은 dynamic large eddy simulation (DLES)이 적용되었다. 계산 시간의 효율성과 기억용량을 효과적으로 사용하기 위하여 message passing interface (MPI) 병렬계산 기법이 적용되었다. 스월 난류 유동에 있어서 vortex breakdown 거동을 가시적으로 표착 하였는데, 이는 스월 유동에 의한 난류 응력 증대, 난류 생성/소산율 증대 및 혼합율 증대에 대한 실험적 근거를 뒷받침하는 매우 중요한 결과이다. 또한 평균 속도와 난류 운동에너지에 대한 계산 결과도 실험 결과와 비교하였다.

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Finite Element Modelling of a Submerged Cylindrical Structure Considering Fluid-Structure Interaction Effect and Dynamic Response Spectrum Analysis (유체-구조물 상호작용을 고려한 실린더형 수중 구조물의 유한요소모델링 및 동적 응답 스펙트럼 해석)

  • 이희남;신태명
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.1
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    • pp.1-9
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    • 2001
  • 유체-구조물 상호작용 효과를 고려하여, 실린더형 수중 구조물의 유한요소 모델을 상용 전산코드를 사용하여 작성하고 동적하중에 대한 응답해석을 수행하였다. 구조 유한요소에 부착되는 유체 유한요소로 인하여 발생하는 요소행렬의 비대칭성으로 인하여, 일반적으로 사용되는 유한요소 해석 전산코드로 유체-구조물 상호작용 모델에 대한 응답스펙트럼해석을 수행하는 것은 불가능하다. 이 문제의 해결을 위하여, 등가 비 유체-구조물 상호작용 모델을 구성하고, 등가비 유체-구조물 상호작용 모델에 대한 응답스펙트럼 해석 및 조화가진 응답해석 결과를 이용하여 유체-구조물 상호작용 모델의 스펙트럼 가진에 대한 동적 응답을 계산할 수 있는 효율적인 방법을 제시하였다.

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Upheaval Buckling of Offshore Pipelines due to the Transportation of High Pressure and High Temperature Liquid (고온 고압의 유체 수송에 의한 해저 파이프의 수직 좌굴 현상)

  • Hyun-Mo Son;Si-Young Kim;Han-Suk Choi
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.16 no.1
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    • pp.52-57
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    • 2002
  • 본 논문은 고온 고압의 유체를 수송하는 해저 파이프의 좌굴 현상에 대해서 논하였다. 고온 고압의 유체를 해저 파이프로 수송 할 때, 수송되는 고온 고압의 유체와 수위 해저의 온도와 압력들의 차에 의해서 유체 수송 파이프는 축 방향으로 압축력을 받게 되고 이 압축력을 견디지 못하면 수송 파이프는 수직 방향의 좌굴 현상이 발생하게 된다. 논문에서는 "semi-empirical design method"를 사용하여 수송 유체의 온도와 압력의 여러 가지 변화에 따라 파이프의 축 방향 압축력을 계산하고 수직 좌굴 현상에 따른 안전계수를 구하여 파이프의 초기 설계 결정에 도움을 주고자 했다.

Incompressible Laminar Entry Flows in a Square Duct of Strong Curvature Using an Implicit SMAC Scheme (SMAC 음해법에 의한 큰 곡률를 갖는 정사각형 덕트내의 비압축성 층류 입구유동)

  • Shin B. R.;Ikohagi T.
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.1 no.1
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    • pp.35-46
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    • 1996
  • 원심형 임펠러 내부 유로등 큰 곡률을 수반하는 터보기계 요소의 유동해석을 위한 계산코드를 개발하였다. 이 코드에서는 곡선좌표계에 유도된 3차원 비압축성 Navier-Stokes의 운동 방정식을 SMAC 음해법으로 푼다. 이 코드를 이용하여 유로의 단면이 정사각형이고 90도로 굽은 덕트내부의 층류 입구유동을 해석하고, 굽은 관 특유의 유동현상을 수치모사하였다 또한 곡관부 입구에서 충분히 발달한 유동, 또는 발달중인 유동이 유입될 경우에 이것이 곡관부 내부의 유동에 미치는 영향을 상·하류의 계산영역이 서로 다를 몇몇 유동장에 대하여 조사하고, 본 계산에서 얻어진 결과와 실형결과와의 비교로 본 3차원 유동해석 코드의 유효성을 검토 하였다.

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Calculation of the Dynamic Contact Force between a Shipbuilding Block and Wire Ropes of a Goliath Crane for the Optimal Lug Arrangement (최적 러그 배치를 위한 골리앗 크레인의 와이어 로프와 선체 블록간의 동적 접촉력 계산)

  • Ku, Nam-Kug;Roh, Myung-Il;Cha, Ju-Hwan
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.25 no.5
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    • pp.375-380
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    • 2012
  • In this study, dynamic load and dynamic contact force between a building block and wire ropes of a goliath crane are calculated during lifting or turn-over of a building block for the design of an optimal lug arrangement system. In addition, a multibody dynamics kernel for implementing the system were developed. In the multibody dynamics kernel, the equations of motion are constructed using recursive formulation. To evaluate the applicability of the developed kernels, the interferences and dynamic contact force between the building block and wire ropes were calculated and then the hull structural analysis for the block was performed using the calculation result.

Free Vibration of a Thin Circular Cylindrical Shell in Fluid (유체중의 얇은 원통쉘의 자유진동)

  • Liang, G.H.;Kawatate, K.
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.3 no.3
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    • pp.117-125
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    • 1991
  • Two methods are presented to calculate the natural frequency of an elastic thin circular cylindrical shell vibrating in fluid. Both of them give the natural frequency in analytical expression One is in a simple form and suitable for higher deformation mode of the shell. Another seems to be exact and be used to a case of the shell partially immersed in fluid. When the shell is fully immersed in fluid results show: fur the lower deformation mode of the shell, the surrounding fluid has remarkable effect upon the natural frequency; for the higher mode, the fluid effect becomes small. When the shell is partially immersed in fluid. it does not occur always that the greatest effect take place at the lowest deformation mode.

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A fast reconstruction technique for nonlinear ocean wave simulation (비선형 해양파 수치 모사를 위한 고속 재현 기법)

  • Lee, Sang-Beom;Choi, Young-Myung
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.23 no.1
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    • pp.15-20
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    • 2022
  • An improvement of computational resources with a large scale cluster service is available to the individual person, which has been limited to the original industry and research institute. Therefore, the application of powerful computational resources to the engineering design has been increased fast. In naval and marine industry, the application of Computational Fluid Dynamics, which requires a huge computational effort, to a design of ship and offshore structure has been increased. Floating bodies such as the ship or offshore structure is exposed to ocean waves, current and wind in the ocean, therefore the precise modelling of those environmental disturbances is important in Computational Fluid Dynamics. Especially, ocean waves has to be nonlinear rather than the linear model based on the superposition due to a nonlinear characteristics of Computational Fluid Dynamics. In the present study, a fast reconstruction technique is suggested and it is validated from a series of simulations by using the Computational Fluid Dynamics.

Free Vibration of Marine Riser System with the Inclusion of Internal Flow (내부 유체흐름을 포함한 Riser System의 자유진동)

  • Namseeg Hong
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.8 no.4
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    • pp.287-296
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    • 1996
  • A mathematical model for the dynamic analysis of the riser system is developed to investigate the effect of internal flow on the free vibration of marine riser system which includes a steady flow inside the pipe. A semi-analytical method using series expansion is employed to derive Eigenvalue problem to facilitate the evaluation of the system frequencies, and its validity is given through the comparison of the solutions with the conventional method using system matrices. The algorithm is implemented to develop computer programs for the estimation of the system frequency. The investigations of the effect of internal flow on system frequency are performed according to the change of parameters such as top tension, internal flow velocity, and so on. It is found that the effect of internal flow can be controlled by the increase of top tension. However, careful consideration has to be given in the design point, particularly for the long riser.

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