• Title/Summary/Keyword: 다른 밀도유체

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Numerical simulation of a double dam break driven swash using an overset dynamic mesh capability of OpenFOAM (OpenFOAM overset 동격자 기법을 활용한 이중 댐 붕괴 파랑수치모형실험)

  • Ju Hee Ok;Yeulwoo Kim
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.222-222
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    • 2023
  • 오픈 소스 유체역학 소프트웨어인 OpenFOAM은 다양한 유체 흐름에 적용 가능한 프로그램들로 구성되어 있다. 이 중 interFoam은 밀도가 다른 두 유체(i.e., 물, 공기) 간의 경계를 추적하는 기법을 기반으로 한 프로그램으로, 파랑의 거동 모의에 주로 쓰이고 있다. 파생형 프로그램으로는 동격자(dynamic mesh) 및 중첩 격자 기법(overset grid method)을 interFoam에 추가한 overInterDyMFoam이 있다. 두 기법을 사용하면 각각 여러 영역에서 유체흐름과 다중 물체 간의 상호작용을 효율적으로 모의할 수 있다. 본 연구에서는 overInterDyMFoam을 사용하여 두 개 수문의 개방 움직임을 구현하고 생성된 파랑이 포말대(swash zone)에 접근하였을 때의 흐름 특성을 조사하였다. 수치모형실험 결과 수문 개방 속도가 댐 붕괴 파랑 흐름 전파속도에 영향을 미치는 사실을 발견하였다. 또한, 처오름과 처내림의 상호작용에 의한 난류 운동 특성을 조사하기 위해 수문 개방시간 간격을 0초~3초로 설정하였다. 수치모형실험 결과는 수리모형실험의 수면 변동 시계열과 속도 시계열 결과와 비교하여 모형의 정확성이 검증되었다.

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Simulation of Low-Density Gas Flows

  • 정찬홍
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 2004.04a
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    • pp.19-28
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    • 2004
  • 유동장의 특성을 구분할 수 있는 척도는 평균자유행로와 특성거리의 비인 누센수이다. 누센수에 따라서 유장은 연속체영역, 미끄럼영역, 천이영역, 및 자유분자영역으로 나누어진다. 고고도에서 비행체 주위의 유동장, 진공에서의 유동장 등이 비연속체영역 즉 저밀도유동장에 해당된다. 비연속체영역에 해당되는 또 다른 중요한 분야는 미세 유동장이다. 최근에 관심이 대두되고 있는 미세항공기(MAV)와 실리콘혁명 이래 유망한 미래기술중의 하나인 MEMS 장치 주위의 유동장 등이 바로 미세 유동장이다. 비연속체영역에서 유체의 이동 및 전달현상을 기술하기 위하여는 Boltzmann 방정식을 해석하여야한다. Navier-Stokes 방정식을 이용한 기존의 CFD 기법이 적용되지 않는 새로운 유동영역이기 때문이다. 본 발표에서는 Boltzmann 방정식의 유력한 해법인 직접모사(Direct Simulation Monte Carlo)법을 이용한 저밀도 유동장 해석이 소개될 것이다. 또한 직접모사법이 이용되기 어려운 다양한 저속 유동장에 대한 해석결과도 소개될 것이다.

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Effects of the Gas Flow Inside a CVI Reactor on the Densification of a C/C Composite (화학기상침투법 반응로 내부 유동에 따른 탄소/탄소 복합재 밀도화)

  • Kim, Hye-gyu;Ji, Wooseok;Kwon, Hyang Joo;Yoon, Sungtae;Kim, Jung-il
    • Composites Research
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    • v.34 no.4
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    • pp.249-256
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    • 2021
  • In this paper, the densification of a carbon/carbon composite during a chemical vapor infiltration (CVI) process is studied using a chemo-mechanical model. The multi-physics numerical model, developed in the previous research, couples computational fluid dynamics and major chemical reactions in the reactor. The model is especially utilized to study the effect of flow behavior around the preform on the densification. Four different types of "flow-guide" structures are placed to alter the gas flow around the preform. It is shown that the flow pattern and speed around the preform can be controlled by the guide structures. The process simulations demonstrate that the average density and/or density distribution of the preform can be improved by controlling the gas flow around the perform. In this study, a full industrial-scale reactor and process parameter were used.

Influence of Critical Point of Hydrocarbon Jet Injected into Near-Critical Environment on Injection Behavior (근임계 환경으로 분사되는 탄화수소 제트의 임계점이 분사거동에 미치는 영향)

  • Yoon, Taekyung;Shin, Dongsoo;Lee, Keonwoong;Koo, Jaye
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.22 no.5
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    • pp.32-39
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    • 2018
  • Supercritical injection behavior of liquid hydrocarbon compounds, which are used as main components of propellant fuel, was analyzed. Decane and Methylcyclohexane (MCH) with different critical points were selected as experimental fluid and Shadowgraphy technique was used. Decane and MCH behave differently in the initial state under the subcritical condition. However, near the critical point, the enthalpy of evaporation became close to 0, so that phase change into supercritical fluid occurred, not vaporization process, and no breakup of both fluids occurred.

Analysis of the mixing effect of the confluence by the difference in water temperature between the main stream and the tributary (본류와 지류의 수온차에 의한 합류부 혼합 양상 분석)

  • Ahn, Seol Ha;Lee, Chang Hyun;Kim, Kyung Dong;Kim, Dong Su;Lyu, Si Wan;Kim, Young Do
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.175-175
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    • 2022
  • 하천 합류부는 서로 다른 지형학적 특성과 수리학적 특성을 가지는 두 개의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 급격한 흐름의 변화 및 퇴적물의 유입과 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 합류부 구간에서는 물질의 종류 또는 온도차로 인해 밀도 차이로 유체의 흐름이 발생하게 되는데 이것을 밀도류라고 한다. 밀도차이에 의해 성층이 생긴 수체혼합거동을 파악하기 위해서는 본류 및 지류의 일정 구간을 포함하는 합류부 구간에 대한 정밀한 계측 및 관찰이 필요하다. 이러한 수체 혼합에 대한 종합적인 분석은 유속장 및 유량정보를 취득하여 파악할 수 있지만, 성층류가 흐르는 하천의 서로 상이한 물리적 특성과 수질특성을 가지는 수체의 혼합양상 및 그에 따른 물질혼합양상을 파악하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 합류부 구간에서의 수온 분포를 통하여 밀도류를 파악하고자 한다. 하천의 광범위한 데이터 중 연직 자료와 수표면 자료를 취득하였고, 이를 통해 합류부의 성층현상을 확인하고자 하였다. ADCP를 보트 측면에 설치하여 저속운행으로 수리량을 측정하는 방식과 YSI를 이용해 측선설치 없이 측선 선정 후 보트를 이용하여 흐름에 직각인 방향으로 이동하며 실시간 농도를 측정하는 방식으로 얻은 연직자료 중 수온, EC 등의 직독식 센서 데이터 값을 사용하여 수온차에 따른 수체혼합 패턴을 분석하여 합류부의 혼합 양상을 분석 하고자 하였다. 본 연구에서는 기존 수질측정의 한계였던 1차원적인 측정결과가 나타내는 분석결과를 2차원적으로 보완이 가능하며, 비교 분석한 결과를 토대로 밀도류에 따른 혼합양상 결과가 지니는 혼합패턴을 분석한다면 향후 하천 하류구간의 취수장 취수 시스템에 많은 도움을 줄 뿐만 아니라 합류부 구간의 혼합패턴에 따라 수층 내 성층구간의 현황조사 및 혼합특성 파악을 통해 관리방안제시에 사용될 것으로 사료된다.

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Visualization of Doublet Impinging Jet Spray in Supercritical Mixed Hydrocarbon Fluid (초임계 탄화수소계열 혼합유체의 이중 충돌 제트 분무 가시화)

  • Song, Juyeon;Choi, Myeung Hwan;An, Jeongwoo;Koo, Jaye
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.25 no.4
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    • pp.53-58
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    • 2021
  • Based on surrogate model, a hydrocarbon mixture was analyzed by visualizing the impinging break up mechanism in subcritical and supercritical conditions. Decane and methylcyclohexane with different critical pressures and temperatures were selected as experimental fluids. The impinging injector was installed inside the chamber, and the spray was visualized through a speed camera in subcritical and supercritical conditions. The injection condition of the mixture and chamber was kept constant at Pr(P/Pc) = 1, and Tr(T/Tc) was increased from 0.48 to 1.02. As Tr increased, the spray angle increased, and the sheet length decreased as the properties of the mixture reached each critical point. In addition, when the mixture approached the near critical point, it was shown that the change in density gradient was largely observed out of the impinging break up mechanism.

Occurrence and Population Dynamics of Spiders in Transplanting Rice Fields under Different Levels of Pest Management (해충관리 수준이 다른 이앙재배 논에서의 거미의 발생과 개체군 동태)

  • Park, Hong-Hyun;Lee, Joon-Ho;Kim, Seung-Tae
    • The Korean Journal of Ecology
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    • v.28 no.5
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    • pp.287-293
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    • 2005
  • This study was conducted to evaluate the effect of the conventional pesticide application system on the rice spider community based on the quantitative investigation of arthropod community in the rice fields in Saran area, Hwasung-si, Kyeonggi-do from 1996 to 1998. Spiders were the highest dominant group comprising over 90% of all natural enemies in their density, and showed very stable yearly occurrence. In these fiekds the mean density of spiders was about 10 individuals/$0.25m^2$ during the rice growing season, and three families including Lycosidae, Tetragnathidae and Linyphiidae were very abundant. The colonization of spiders occurred in early season and they showed rapid density increase in mid-season. They maintained the highest density to the late season and their density decreased at harvest season. In the years of the low rice pest occurrence, the disturbance effect on spider community by pesticides were less. Two dominant species, Pirata subpiraticus and Pachygnatha clerki, had different population dynamics; Pirata subpiraticus showed the rapid density increase in the mid-July, and most of them remained immature stages, however, in the case of Pachygnaths clerki population, they rapidly increased in the late August and most of them remained adult stage during the late growing season.

Investigation of Outer Flow Noise Reduction of the Hydrophones Embedded in the Elastomer (탄성층에 삽입된 음향 하이드로폰의 외부 유입소음 영향 연구)

  • Park, Ji-hye;Lee, Jong-kil;Shin, Ku-kyun;Cho, Chi-yong
    • 대한공업교육학회지
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    • v.33 no.2
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    • pp.273-286
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    • 2008
  • Underwater acoustic sensor array can detect acoustic signal in underwater and the sensor array can be mounted in each left, right or front side of the UUV(Unmanned Underwater Vehicle). The sensor array could be conformal array and effected turbulent boundary layer flow noise. Therefore, in this paper numerical simulations were performed to know the how the outer flow noise affect the hydrophone which embedded in the elastomer. Corcos wall pressure model was used as turbulent boundary layer flow noise and this model was applied to the frequency density function. Characteristics of transfer function according the kx wave number were simulated and design parameters were thickness of elastomer, density, and modulus of elasticity. Based on the simulation results when increasing the thickness of elastomer noise reduction was increased. This results can be applied to the design of conformal array of UUV.

Fracture Developing History and Density Analysis based on Grid-mapping in Bonggil-ri, Gyeongju, SE Korea (경주시 봉길리 지역의 단열발달사 및 단열밀도 해석)

  • Jin, Kwang-Min;Kim, Young-Seog
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.17 no.3
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    • pp.455-469
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    • 2007
  • The study area, Bonggil-ri, Gyeongju, SE Korea, is composed of Cretaceous sedimentary rocks, and Tertiary igneous rocks and dykes. A research on fracture developing history and density distribution was carried out on well exposed Tertiary granites. The fractures developed in this area have the following sequence; NW-SE trending duo-tile shear bands (set a), NNW-SSE trending extensional fractures (set d), WNW-ESE trending extensional or normal fractures (set b), NE-SW trending right-lateral fractures (set c), WNW-ESE trending reverse fault reactivated from normal faults (set e) and NW-SE trending left-lateral faults reactivated from shear bands (set a) under brittle condition. According to the result of fracture density analysis, the fracture density in this area depends on rock property rather than rock age, and also higher fracture density is observed around fault damage zones. However, this high fracture density may also be related to the cooling process associated with dyke intrusion as well as rock types and fault movement. Regardless of the reason of the high fracture density, high fracture density itself contributes to fluid flow and migration of chemical elements.

Analysis of Flow Field Including Bodies Steadily Moving Around the Free-surface by FLUENT-VOF Method (FLUENT-VOF법을 이용한 자유수면 부근을 정속으로 움직이는 물체주위 유동해석)

  • Kim, Tae-Yoon;Hyun, Beom-Soo
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.32 no.1
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    • pp.9-14
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    • 2008
  • VOF method is known as one of the most effective numerical techniques handling two-fluid domains of different density simultaneously. Present study deals with the numerical analysis of flow field around bodies steadily moving near free-surface using FLUENT-VOF method. Validations were made by applying to three typical examples ; 2-D submerged hydrofoil, 3-D surface piercing body and container ship. It was found that the commercial software, FLUENT, is useful in practical use, and VOF method is capable of handling free-surface around moving bodies although discussions are limited to the analysis in qualitative sense.