• 제목/요약/키워드: 난류운동 에너지

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PISO 알고리즘에서 난류예측의 후생성과 보완에 대한 연구 (A Study on Delay and Modification in Predicting Turbulence Flow in PISG Algorithm)

  • 이재원;유홍선;강관구
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.1-9
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    • 2002
  • In this paper, a modification of PISO algorithm based on standard k-ε turbulence model was proposed. The numerical technique used in this research is finite volume method, hybrid scheme for discretizing convection term, Euler implicit scheme for discretizing time term, and non-staggered grid. The basic idea of the modification of PISO algorithm is to perform an additional corrector stage for turbulence kinetic energy and dissipation rate to correct the inconsistence of flow and turbulence. In order to validate this algorithm, simulation of flow around a square cylinder (Re=3000) was performed in two-dimensional case. The results obtained from the proposed scheme show better agreement with those from the experiment than using original PISO algorithm in coherent velocity field.

점모형을 이용한 조류와 취송류의 비선형 상호작용 (A Study on Nonlinear Interaction of Tidal Current and Wind-Induced Current using a Point Model)

  • 이종찬;정경태
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.28-36
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    • 1996
  • 조류와 취송류의 비선형 상호작용에 대한 연직확산계수의 영향을 점모형을 이용하여 살펴보았다. q$^2$-q$^2$1 난류모형을 난류운동에너지의 생성과 감쇄가 균형을 이룬다는 가정 하에 단순화한 0-방정식 난류모형을 도입하고 마찰수심의 영향을 적절히 반영하도록 수정하여 연직확산계수를 산정하였다. 0-방정식 난류모형의 유도과정과 전향력 항이 포함됨으로써 공진이 발생될 수 있음을 제시하였다. 왕복성 수면경사력과 바람응력이 복합된 경우, 고려된 바람응력에 의한 조류 진폭의 변화는 무시할만한 크기였으나, 왕복성 수면경사력만에 의해서는 발생되지 않았던 2배조의 조류 성분이 파생되었다. 취송류의 연직구조는 조류에 의한 배경난류가 지배적인지의 여부에 따라 상당한 차이를 보였다. 따라서 황해와 같이 강한 조류가 존재하는 해역의 취송순환을 파악함에 있어 조류에 의한 배경난류를 무시할 경우는 실제와는 상당히 다른 결과가 나타날 수 있다.

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낙동강 중류에서 하천 증발이 안개에 미치는 영향 (The Influence of Evaporation from a Stream on Fog Events in the Middle Nakdong River)

  • 박준상;김규랑;강미선;김백조
    • 한국지구과학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.395-404
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    • 2017
  • 본 연구에서는 구미에 위치한 낙동강에서 발생한 안개를 분류하였고 안개 발생 전후의 기상특성을 분석하였다. 안개는 2013년부터 2015년까지 시정계를 이용하여 관측되었다. 안개는 총 74회 발생하였고 대부분 증기안개로 분류되었다. 관측된 증기 안개는 내륙에서 발생한 안개보다 지속시간이 길게 나타났는데 이는 지형적 특징으로 인해 야간 증발이 다른 지역보다 강하게 나타났기 때문이다. 안개 지속시간에 대한 하천 증발 효과를 분석하기 위해 Penman-Monteith(Penman법)와 Bulk aerodynamic (Bulk법) 방법을 사용하여 증발량을 추정하였다. 이 중 Bulk법은 실제 수면에서 측정한 증발량과 유사하게 나타났다. 따라서 Bulk법이 실제 수면 증발량 추정에 적합한 방법임을 확인할 수 있었다. Bulk법으로 추정한 증발량은 안개 비발생일 보다 안개 발생일에 06 LST와 07 LST에 더 높게 나타났다. 안개 발생일에 하천의 증발은 대기에 증발잠열 에너지를 공급하고 안개 내부의 난류를 유지하는 에너지원으로 작용한다. 이와 같은 결과는 안개내부의 풍속, 기온, 그리고 난류운동에너지의 증가를 통해 확인하였다.

여수로에서 도수 수치해석 연구 (Numerical Investigation of Hydraulic Jump in a Spillway)

  • 백중철;류용욱;이남주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.66-66
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    • 2017
  • 하천에 설치된 저낙차 보의 여수로나 위어는 일반적으로 도수가 발생하도록 설계한다. 이러한 수공구조물위를 통과하는 흐름이 갖는 강한 운동에너지를 소산시키는데 도수는 중요한 역할을 한다. 난류흐름과 도수의 수면부근에서 형성되는 롤러 형태의 와류가 이러한 에너지 소산의 대부분을 유발한다. 이 연구에서는 여수로에서 발생하는 수중 도수 현상을 고해상도 3차원 수치모의를 통해서 재현하고 실험실에서 PIV를 이용해서 관측한 실험결과와 비교분석 한다. 아울러 수치모의 결과는 수중의 바닥면을 따라 발생하는 ?의 내부와 외부 전단층 그리고 도수에 의해서 발생하는 제순한 와류의 동적 거동 특성을 제시한다.

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KRISO 300K VLCC 이중모형선의 유동특성에 대한 풍동실험 연구 (Wind Tunnel Study on Flow Characteristics around KRISO 300K VLCC Double-body Model)

  • 김학록;이상준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.15-21
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    • 1999
  • KRISO 300K VLCC 이중모형선 주위의 유동특성을 풍동실험을 통해 연구하였다. 선체 선미 주위유동과 후류유동의 평균속도 성분, 난류강도, 레이놀즈 전단응력 및 난류 운동에너지 분포를 열선풍속계를 이용하여 측정하였다. 실험은 선미와 후류의 횡단면에서 수행하였으며, 선체 표면에서의 유동 패턴을 정성적으로 조사하기 위하여 유막법을 이용한 유동가시화도 수행하였다. 선미와 근접 후류영역은 매우 복잡한 3차원의 유동특성을 가지고 있으며, 특히 종방향 와류영역에서 고리 모양의 후류 구조를 볼 수 있었다. 그리고 중앙평행부에서의 얇은 경계층은 선미 영역을 지나며 점차 두꺼워지고 복잡한 3차원 난류후류로 발전하였다.

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흡입포트형상에 따른 모터링엔진내 압축과정 난류특성 연구 (The Effect of Intake Port Configurations on the Turbulence Characteristics During Compression Stroke in a Motored Engine)

  • 강건용;이진욱;정석용;백제현
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.920-932
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    • 1994
  • The combustion phenomena of a reciprocating engine is one of the most important processes affecting performance and emissions. One effective way to improve the engine combustion is to control the motion of the charge inside a cylinder by means of optimum induction system design, because the flame speed is mainly determined by the turbulence at compression(TDC) process in S.I. engine. It is believed that the tumble and swirl motion generated during intake breaks down into small-scale turbulence in the compression stroke of the cycle. However, the exact nature of their relationship is not well known. This paper describes cycle resolved LDV measurement of turbulent flow inside the cylinder of a 4-valve engine under motoring(non-firing) conditions, and studies the effect of intake port configurations on the turbulence characteristics using following parameters ; Eulerian temporal autocorrelation coefficient, turbulence energy spectral density function, Taylor micro time scale, integral time scale, and integral length scale.

수축부와 확대부의 중심 유동에서 나타나는 대칭적 난류구조에 관한 연구 (Study on centerline turbulent structures of circular contraction and expansion ducts)

  • 한용운;이장환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권2호
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    • pp.221-228
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    • 1998
  • In order to look into the comparative flow characteristics between a circular contraction duct and a circular expansion duct the both centerline turbulent structures have been investigated by the hot wire anemometry. Both of the contraction and the expansion have Morel type contours. Means, turbulences, and triple moments have been measured for the turbulent kinetic energy budgets along their centerlines. It is resulted that mean velocities of both have much deviated from theoretical values calculated by one-dimensional continuity considerations, and that for the same upstream condition, the expansion maintains the isotropy in general while the contraction maintains a severe anisotropy through the whole duct. The mean transport of the TKE along the expansion is willing to balance mostly with the dissipation in the TKE budgets while that along the contraction is balanced with the production in the turbulent kinetic energy equation.

선박용 엔진의 흡기포트 형상에 따른 텀블 및 내부 유동 특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on the Characteristics of Tumble and Internal Flow According to Intake Port for Marine Engine)

  • 이병화;장영준;전충환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제32권4호
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    • pp.498-505
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    • 2008
  • Many researches have been studied on in-cylinder flow as one of dominant effects for an engine combustion. The combustion phenomena of reciprocating engine is one of the most important processes affecting performance and emissions. One effective way to improve the engine combustion is to control the motion of the charge inside a cylinder by means of optimum induction system design. It is believed that the tumble and swirl motion generated during intake breaks down into small-scale turbulence in the compression stroke of the cycle. However, the exact nature of their relationship is not well known. To know this relationship definitely, this paper describes analytical results of the tumble motion, swirl motion, turbulence intensity, turbulence inside the cylinder of marine engine. 3-D computation has been performed by using STAR-CD solver and es-ice.

연소효율 개선을 위한 스월제트의 난류유동 특성에 관한 연구 (A Study on the Turbulent Flow Characteristics of Swirl Jets for Improvement of Combustion Efficiency)

  • 고동국;윤석주
    • 한국분무공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.75-81
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    • 2014
  • Swirl flow in the gun type burner has a decisive effect on the stabilization of the flame, improvement of the combustion efficiency, and also a reduction of NOx. This swirl flow is created by the spinner which is inside the airtube that guide the combustion air. Gun type burner has generally the inner devices composed nozzle adapter, spark gap ignitor, and spinner. These inner components change the air flow behavior passing through air tube. Meanwhile, turbulent characteristics of this air flow are important to understand the combustion phenomena in the gun type burner, because the mixture of fuel and air are depended on. However, nearly all of the studies have been analyzed the turbulent flow of simplified combustion formation without the inner devices. So, this study conducted the measurement using by hot-wire anemometer and analyzed turbulent flow characteristics of the swirl flow discharged from the air tube with inner devices. Turbulence characteristics come up in this study were turbulence intensity, kinetic energy and shear stress of the air flow with the change of the distance of axial direction from the exit of the air tube.

도심지 산악지형의 풍력발전 입지선정을 위한 전산유동해석 수치모의 (Numerical Analysis with CFD Model for Site Designation in Urban Mountain Area)

  • 이화운;박순영;이순환;김동혁
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.498-500
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    • 2009
  • When we urgently need to develop and supply an alternative energy, wind power is growing with much interest because it has relative low cost for generating power and small area for wind turbine. To estimate the wind power resource, it is necessary to make an observation first. Although the large wind farm and resources are near coast and mountain area, the wind energy in urban area has the strong thing of direct access to power generator. In this study, we estimate the probability of wind energy in urban mountain area using A2C (Atmospheric to CFD) model, which is used for horizontally urban scale phenomena. In the steady state results, the site C is most suitable for wind power in the point of the only wind speed. But, estimating the TKE and vertical wind shear, the site B is showing the better results than the site C.

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