• Title/Summary/Keyword: 내부 비정상 유동

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A numerical study for near building effects on concentration fields of the skimming flow in an urban street canyon (도시 협곡내 skimming flow 내의 농도장에 주변 건물이 미치는 영향에 관한 수치 해석적 연구)

  • 정상진
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.203-204
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    • 2000
  • 도시협곡 내에서 형성되는 전형적인 유동장은 협곡내부에서 형성되는 회전류(vortex)이다(Berkowicz, 1998). Oke(1988)에 따르면 단면비가 큰 경우 (W/H>2.5), 도시 협곡내 유동장은 isolated roughness flow, 단면비가 중간인 경우(1.538

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Experimental Study on Fuel/Air Mixing using Inclined Injection in Supersonic Flow (경사 분사에 의한 초음속 유동 연료-공기 혼합에 관한 실험적 연구)

  • Lee, Dong-Ju;Jeong, Eun-Ju;Kim, Chae-Hyoung;Jeung, In-Seuck
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.281-284
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    • 2008
  • The flow of combustor in scramjet engine is supersonic speed. So residence time and mixing ratio are very important factors for efficient combustion. This study used open cavity on fuel/air mixing model and laser schlieren was carried out to investigate flow characteristics around a jet orifice and a cavity. A source of illumination has 10 ns endurance time so it can observe unsteady flow characteristics efficiently. Pressure was measured by varying momentum flux ratio. And the change of critical ignition point was observed to change of momentum flux ratio.

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Numerical investigation into flow noise source of a convergent-divergent nozzle in high pressure pipe system using wavenumber-frequency analysis (파수-주파수 분석을 통한 고압 배관 내 수축 확장 노즐의 유동 소음원에 대한 수치적 연구)

  • Ku, Garam;Lee, Songjune;Kim, Kuksu;Cheong, Cheolung
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.36 no.5
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    • pp.314-320
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    • 2017
  • A pressure relief valve is generally used to prevent piping systems from being broken due to high pressure gas flows. However, the sudden pressure drop caused by the pressure relief valve produces high acoustic energy which propagates in the form of compressible acoustic waves in the pipe and sometimes causes severe vibration of the pipe structure, thereby resulting in its failure. In this study, internal aerodynamic noise due to valve flow is estimated for a simple contraction-expansion pipe by combining the LES (Large-Eddy Simulation) technique with the wavenumber-frequency analysis, which allows the decomposition of fluctuating pressure into incompressible hydrodynamic pressure and compressible acoustic pressure. In order to increase the convergence, the steady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations are numerically solved. And then, for the unsteady flow analysis with high accuracy, the unsteady LES is performed with the steady result as the initial value. The wavenumber-frequency analysis is finally performed using the unsteady flow simulation results. The wavenumber-frequency analysis is shown to separate the compressible pressure fluctuation in the flow field from the incompressible one. This result can provide the accurate information for the source causing so-called acoustic-induced-vibration of a piping system.

가시화를 이용한 SI 엔진의 연소 진단

  • 엄인용
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 2005.04a
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    • pp.115-154
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    • 2005
  • SI 엔진의 연소특징은 비정상 난류 예혼합 화염이며 여기서 내부 유동은 직접 화염 전파에 영향을 미치며 난류와 거시적 유동의 패턴 모두 중요한 역할을 한다. 내연기관 연소에서 난류는 매우 중요한 역할을 하고 통상 엔진 속도($\approx$흡입유동 속도)에 비례하며 그 주요 역할은 고속 운전 시 해당 사이클 내에 연소가 완료되는 데 기여하지만 출력저하, 제어 및 측정 그리고 사이클 변동과 관련하여 실질적으로 난류 제어를 통한 엔진 성능 개선은 사실상 불가능하다. 실물 엔진의 성능 파라미터로 주로 유동의 거시적 거동이 사용되며 이 유동과 연료 분사계가 혼합기 분포 상태와 화염 전파 방향을 결정하여 최종적으로 엔진의 성능을 지배한다. 따라서 가시화를 통한 연소 진단도 이 현상에 주목할 필요가 있으며 거시적 파라미터를 성능에 연관하는 다양한 기법이 존재하고 이들은 매우 풍부한 데이터베이스를 통해 비교적 정확한 성능의 예측을 가능하게 하고 이 점에 주목한 엔진만 성공을 거두었다. 이 거시적 현상에 주목하여 가시화를 통해 성층화 현상을 실험적으로 해석한 예를 제시하였다. SI 엔진 가시화에서 기법보다 중요한 것은 현상의 이해이다. 이를 위해 성공적 가시화 진단을 위해서는 우선 현상에 대한 모델링이 필요하고 이 모델에서 가시화를 통해 규명 가능한 현상을 추출해 내는 것이다.

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Numerical Investigation of Flowing Process for Regenerative Beat Exchanger of a Gas Turbine Engine (가스터빈 리제너레이토 내부유동에 관한 수치해석적 연구)

  • Kim Soo Yong;Kovalevsky Valeri P;Goldenberg Victor
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.8 no.4
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    • pp.109-121
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    • 2004
  • A distributed nonlinear mathematical model for investigation of regenerative heat exchangers of both a continuous and periodic operation is described in the paper. The non-iterative numerical integration scheme for conjugate unsteady heat exchange problem of one dimensional flows and two dimensional matrix wall conductivity is developed. Case study of a regenerative heat exchanger with a rotary ceramic matrix is presented. The range of optimum rotation rates of the regenerator providing the greatest calorific efficiency is determined.

Exact Dynamic Stiffness Model for the Pipelines Conveying Internal Unsteady Flow (내부 비정상유동을 갖는 파이프계의 동강성모델링)

  • Park, Jong-Hwan;Lee, U-Sik
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.1666-1671
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    • 2003
  • Exact dynamic stiffness model for a uniform straight pipeline conveying unsteady fluid is formulated from a set of fully coupled pipe-dynamic equations of motion, in which the fluid pressure and velocity of internal flow as well as the transverse and axial displacements of the pipeline are all treated as dependent variables. The accuracy of the dynamic stiffness model formulated herein is first verified by comparing its solutions with those obtained by the conventional finite element model. The spectral element analysis based on the present dynamic stiffness model is then conducted to investigate the effects of fluid parameters on the dynamics and stability of an example pipeline problem.

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Effects of Scale Ratio on Flow Characteristics in Moonpool (축척비가 문풀 내부 유동 특성에 미치는 영향)

  • Lee, Sang Bong
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.22 no.1
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    • pp.118-122
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    • 2016
  • When a geometric size of moonpool and an inflow velocity are determined based on the similarity of Froude number, Reynolds number is depending on the scale ratio of moonpool geometry. It means that different characteristics of flow fluctuations in moonpool can be observed depending on the scale ratio of moonpool even though Froude number is the same. In the present study two dimensional numerical simulations were performed to investigate the influence of scale ratios on the flow characteristics inside the moonpool. The inflow velocity at several scale ratios was determined to keep Froude number constant. A periodic response was observed in a small size of moonpool while a large moonpool showed complicated fluctuations with various amplitudes and frequencies, which made it difficult to distinguish the statistical steady-state response from the temporal responses in the case of large moonpool. The similarity of Froude number gave rise to a spectral characteristic which was inversely proportional to the square root of scale ratios ($f_{0.5}{\approx}{\sqrt{2}}f_1{\approx}2f_{2.0}$) but a low frequent occurrence of strong vortex ($f_{2.0}=0.07$)which is observed inside the large moonpool was characterized depending on scale ratios.

Incompressible Turbulent Flow Simulation of the Rotor-Stator Configuration (비압축성 Navier Stokes 방정식을 이용한 2차원 터빈 익렬내의 난류유동해석)

  • Kim H. W.;Park W. G.;Jung Y. R.;Kim K. S.;Moon S.-G.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 1995.10a
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    • pp.225-234
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    • 1995
  • 터빈익렬내부의 유동해석을 위해 비압축성 점성유동해석을 이용한 수치 해석 프로그램을 개발하였다. 지배방정식으로는 2차원의 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 일반화된 곡선좌표계로 전환하여 암시적으로(implicitly) 반복적인 시간진행방법을 이용하여 유동해석을 하였다. 지배방정식의 각항들은 시간에 대해 1차의 정확도 그리고 영역에 대해서는 2차의 정확도, 대류항에 대해서는 3차의 정확도를 가지는 Upwind기법을 적용하였다. 특히, 실험적 접근이 매우 어려운 터빈의 정익과 회전하고 있는 동익과의 상호운동을 멀티블럭기법과 데이터 interface를 통해 보다 쉽게 해석할 수 있었다. 본 연구결과는 정익만을 계산한 타 연구자의 결과와의 비교시 매우 일치하였으며 물리적인 유동을 잘 파악할 수 있었다. 난류유동 해석을 위해서 Baldwin-Lomax 모델을 적용하였다.

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Patterns of Natural Convection around a Square Cylinder Placed Concentrically in a Horizontal Circular Cylinder (수평원관 내부에 위치한 동축정방형 물체 주위에서의 자연대류특성)

  • Chang, K. S.
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.6 no.2
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    • pp.147-159
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    • 1982
  • 내부에 정방형, 외부에 원형인 두 정온동심수평관으로 이루어진 폐쇄공간에서 열부력으로 야기된 대류열전달 현상을 연구하였다. 주어진 비정규적 형상에서의 층류 정상 Boussinesq 유동을 해 석하기 위하여, 지구중력방향에 대하여 가능한 두 개의 대칭형 위치에 관하여, Galerkin 유한요 소법을 사용하였다. 이론의 결과를 확증하기 위하여 실험적으로도 온도측정과 유선의 가시화를 수행하였다. 정방형내관의 직각인 선단은 국소 및 총체열전달에 있어서 소극적인 역할을 하지만, 이들로 인한 경계층 유동의 박리는 발생하지 아니함을 보였다. 이 내관의 상부 수평면상에서는 유동속도와 온도구배가 낮기는 하나 확연한 대칭형의 열상승류(Plume)가 가능하였다. 내관의 벽면들이 지구중력방향에 관하여 .+-.45.deg.의 각을 이룰 경우 과류의 중심부가, Rayleigh수가 6.5*$10^{4}$보다 작을 때는 4개, 이보다 클때는 2개가 폐쇄공간 안에서 발생하였다.

Dynamic Stability and Response Analysis of Piping System with Internal Flow (내부에 유체가 흐르는 파이프계의 동적안정성 및 응답해석)

  • 이우식;박철희;홍성철
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.6
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    • pp.1861-1871
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    • 1991
  • In this study, the piping system conveying unsteady flow is considered. The effects of coupling between the pipe motion and the velocity and pressure of fluid are included for the dynamic stability and response analysis of the piping system. The dynamic equations for a piping system are derived by Newtonian dynamics. For the momentum and continuity equations, the concept of moving control volume is applied. Thus, the governing equations derived herein are valid for the applications to the vibration problems occurred when a piping system starts up or shuts down and also when the valves and pumps operate. For a simply supported straight pipe, the stability analysis is conducted for various nondimensional parameters. The dynamic responses, in both stable and unstable region of stability chart, are numerically tested by the use of central difference method.