• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.518-527
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• 1985

대류-대류의 복합 열전달 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 아래로부터 가열되는 직사각형 공동 내에서의 자연 대류와 공동 위쪽의 외부 난류 경계층 유동이 복합된 경우의 열전당 현상을 고려하였다. 두개의 서로 다른 모우드의 대류가 온도 분포가 미리 알려져 있지 않은 얇은 수평평판에 의해 분리되어져 있다는 점이 본 논문의 특이점이다. 수치적 해석은 Reynolds 수와 Grashof 수 및 공동의 기하학적 종횡비의 매개 변수적 효과가 발견되도록 행하여 졌다. 외부 난류 경계층 유동의 강도에 따라 공동 내에서의 유동 형태가 변할 수 있음을 알았다. 즉 내부 부력 세포의 회전 방향은 외부 유동의 존재에 의해 특성적으로 정해지며 공동 내의 유동 세포의 수는 Grashof 수가 증가 할수록 많아진다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.112-121
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• 1992

본 연구에서는 상기 연구의 연장으로서 Prandtl수가 6.05인 내부발열유체가 경사진 정사각 난류자연대류유동, 온도분포 및 열전달량의 분포를 수치적인 방법으로 예측하였다. 벽면 깅이의 1/2를 특성길이로 하는 Rayleigh수의 범위는 1*$10^{6}$ ~1*$10^{9}$ 으로 선택하였으며 경사각도는 0˚, 15˚, 30˚및 45˚로 선택하였다.

• 에너지공학
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• 제24권1호
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• pp.149-163
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• 2015

본 연구에서는 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 해석코드를 사용하여 마스트집합체의 열수력적 안전성에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 자연대류 벤치마크 문제를 선정하여 CFD 코드의 물리모델을 선정 및 해석 능력을 검증하고 이를 이용하여 마스트집합체에 대한 자연대류 열전달 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 Betts et al.의 사각 수직공동에서 난류 자연대류 실험결과를 대상으로 CFD 해석을 수행하여 자연대류 조건에 적용하기 위한 난류 모델로 표준 $k-{\omega}$ 모델을 선정하였다. 이렇게 도출된 난류모델을 CFD코드에 적용하여 Bates et al.에 의해 수행된 PNL(Pacific Northwest Laboratory)의 $2{\times}6$ 번들 실험과 이에 대한 Kwon et al.의 MATRA, Fluent 코드의 해석과 비교 계산을 수행하여 CFD코드의 부수로조건 자연대류 열전달 해석 능력을 검증하였다. 최종적으로 도출된 $k-{\omega}$ 난류 모델을 사용하여 마스트집합체 및 핵연료 집합체에 대한 자연대류 해석을 수행하였다. 해석 결과 수조 내부 및 부수로 내에서 안정적인 자연대류 유동이 발생함을 확인하였으며, 본 유동 조건에서 핵비등이탈비를 계산함으로써 열수력적 안전성을 정량적으로 평가하였다.

• 설비공학논문집
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• 제12권1호
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• pp.33-39
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• 2000

There are many under going researchs for the natural convection and fluid flow in rectangular enclosure. In this paper, the optimal model that is the most frequently used for the analysis of a turbulent natural convection in rectangular enclosure is suggested by comparing with the result of Cheesewright's experiment. As We can see the distribution of the velocity, temperature, and turbulent kinitic energy, ST model tends to exaggerate the result of the experiment. The LS model generates better experimental result than the ST and DA's. Therefore, it is resonable to adopt the LS model that contains explicit physical meanings of each term in eouation of turbulent kinitic energy.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.181-187
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• 2008

수직벽 화재의 연구에 사용할 전산유체역학 시뮬레이터를 검증하기 위해 수직벽 자연대류의 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 높이 4m의 등온 수직벽에 형성된 난류 경계층에서의 속도 및 온도 분포의 계산치를 측정치와 비교하였다. 시뮬레이터에 포함된 매개변수의 기본 값을 그대로 적용한 경우, 경계층 유동이 층류로 나타남에 따라 난류 자연대류를 예측하는데 실패하였다. 매개변수의 조사를 통해 격자크기 $\Delta$x=5mm, ${\Delta}y={\Delta}z=10mm$와 대와동모사(large eddy simulation)의 스마고린스키 상수(Smagorinsky constant) $C_s$=0.1을 선정하였다. 난류혼합이 미흡하였지만, 벽면근처에서의 속도분포와 최대속도, 그리고 난류 경계층 내 온도분포가 실험과 잘 일치하였다.

• 설비공학논문집
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• 제11권2호
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• pp.157-166
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• 1999

Numerical calculations of turbulent natural convection in an enclosure of the 20 kYA oil-immersed transformer model are presented. The transformer is modelled as two concentric cylinders with different heights and diameters. The thermal boundary layers are well represented in the temperature distributions along the wall of the transformer model. The flow stratification between the hot and cold walls can not be seen in the transformer model. The turbulence eddy viscosity has its maximum at the center of the core and its maximum values at the top of the core are larger than those at the bottom of the core.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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• pp.111-117
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• 2008

This paper reports briefly on the computational results of a turbulent Rayleigh-Benard convection with the elliptic-blending second-moment closure (EBM). The primary emphasis of the study is placed on an investigation of accuracy and numerical stability of the elliptic-blending second-moment closure for the turbulent Rayleigh-Benard convection. The turbulent heat fluxes in this study are treated by the algebraic flux model with the temperature variance and molecular dissipation rate of turbulent heat flux. The model is applied to the prediction of the turbulent Rayleigh-Benard convection for Rayleigh numbers ranging from $Ra=2{\times}10^6$ to $Ra=10^9$, and the computed results are compared with the previous experimental correlations, T-RANS and LES results. The predicted cell-averaged Nusselt number follows the correlation by Peng et al.(2006) ($Nu=0.162Ra^{0.286}$) in the 'soft' convective turbulence region ($2{\times}10^6{\leq}Ra{\leq}4{\times}10^7$) and it follows the experimental correlation by Niemela et al. (2000) ($Nu=0.124Ra^{0.309}$) in the 'hard' convective tubulence region ($10^8{\leq}Ra{\leq}10^9$) within 5% accuracy. This results show that the elliptic-blending second-moment closure with an algebraic flux model predicts very accurately the Rayleigh Benard convection.

• 한국전산유체공학회지
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• 제12권3호
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• pp.55-61
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• 2007

A computational study on a strongly stratified natural convection is performed with the elliptic blending second-moment closure. The turbulent heat flux is treated by both the algebraic flux model (AFM) and the differential flux model (DFM). Calculations are performed for a turbulent natural convection in a square cavity with conducting top and bottom walls and the calculated results are compared with the available experimental data. The results show that both the AFM and DFM models produce very accurate solutions with the elliptic-blending second-moment closure without invoking any numerical stability problems. These results show that the AFM and DFM models for treating the turbulent heat flux are sufficient for this strongly stratified flow. However, a slight difference between two models is observed for some variables.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.741-750
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• 1995

The turbulent buoyancy-driven flow in 2-dimensional enclosed cavities heated from the vertical side is numerically calculated for both cases of a Rayleigh number of 5*10$^{10}$ for air and 2.5*10$^{10}$ for water. Three different turbulence models are considered : standard k-.epsilon. model of Ozoe and low-Reynolds-number model of Lam and Bremhorst, and another low-Reynolds-number model of Davidson. The results indicate that the use of low-Reynolds number models is recommended for the indoor airflow computation, and the results from Davidson model are reasonably close to the reported experimental data. A sensitivity study shows that the amounts of wall-heat transfer and the velocity profiles with the Lam and Bremhorst model largely depend on the choice of the wall function for .epsilon..

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2007년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.171-176
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• 2007

A comparative study on the treatment of the turbulent heat flux with the elliptic mlending second moment closure for a natural convection is performed. Four cases of different treating the turbulent heat flux are considered. Those are the generalized gradient diffusion hypothesis (GGDH) the algebraic flux model (AFM) and the differential heat flux model (DFM). These models are implemented in the computer code specially designed for evaluation of turbulent models. Calculations are performed for a turbulent natural convection in the 1:5 rectangular cavity and the calculated results are compared with the experimental data. The results show that three models produce nearly the same accuracy of solutions.