• Title/Summary/Keyword: 벽면설계

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Numerical Simulations for Design of a Liquid Rocket Engine (액체 로켓엔진 설계에서의 유동해석)

  • 김영목;채연석
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1995.11a
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    • pp.87-96
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    • 1995
  • 인공위성의 궤도진입에 사용되는 액체추진제 로켓엔진의 개발에서 분사기 설계를 적절히 수정, 보완 할 목적으로 수행된 핵심부품별 유동해석의 내용이 기술되었다. 단일 격자계를 구성하기 어려운 복잡한 형상의 분사기 유동장에 대한 격자계 구성을 용이하게 하고, 3차원의 점성 유동해석을 컴퓨터 기억 용량에 제한없이 수행하기 위한 다중블럭 격자기법이 사용되었다. 분사기의 내부유동은 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식으로 pseudocompressibility 방법을 이용하여 수치모사되었다. 정상상태의 해는 근사 인자분해에 의한 ADI 기법으로 계산되고, 공간미분항에 대해 nonstaggered 격자계에서 2차 중앙차분을 사용하며 수치해의 안정성을 위해 인공점성항을 추가하였다. 난류계산을 위해 Baldwin- Lomax의 대수적 난류모델에 다수의 벽면효과를 고려하였다. 해석결과는 분사기의 성능에 영향을 미칠 수 있는 유동조건에 따라 분석되었다.

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Application of an Opensource OpenFoam for Unsteady Aerodynamics Analysis of an Oscillating Cylinder (진동하는 원통 비정상 공력해석을 위한 OpenFoam OverSet격자 활용)

  • Kim, GunHong;Han, Cheolhuei
    • Journal of Institute of Convergence Technology
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    • v.11 no.1
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    • pp.39-42
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    • 2021
  • 2차원 유동장내 수직 진동하는 원통의 Von Karman 와열 유동 현상에 대한 진동 주파수 계산 문제는 진동하는 물체의 비정상 공력 해석 연구 검증에 많이 사용하는 고전적 방법이다. 본 연구에서는 오픈소스 OpenFoam 기반의 중첩격자 기법을 사용하여 층류 유동장내의 수직방향 진동하는 원통 주변의 비정상 유동 현상과 원통 벽면에서의 공력 특성 변화를 해석하기 위한 일련의 해석 단계들과 결과를 타 연구그룹과 비교하였다. 원통 형상과 진동에 의한 와열 유동의 주기적 유동 특성과 복잡성 해석의 건전성을 확보하기 위하여 격자와 시간제어에 대한 해의 정확도에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서 수행한 해석 방법은 일관성과 신뢰성 있는 해석 결과들 보여주었으며, 향후 보다 실제적인 진동하는 에어 포일의 비정상 공력 해석 연구에 적용 가능함을 확인하였다.

Flow Safety Assessment by CFD Analysis in One-touch Insertion Type Pipe Joint for Refrigerant (CFD 해석을 이용한 냉매용 원터치 삽입식 파이프 조인트의 안전성 평가)

  • Kim Eun-Yonung;Park Dong-sam;Kim, Hong-Yong
    • Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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    • 2022.10a
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    • pp.303-304
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    • 2022
  • 파이프는 기계, 전자, 전기, 플랜트 등 많은 산업 분야에서 응용기기로 널리 사용되고 있으며, 소방, 화학 등 안전 관련 분야에서도 널리 사용되고 있다. 제품의 다양화에 따라 배관 분야에서도 기술의 중요성이 높아지고 있다. 특히 기존 동관을 스테인리스강으로 변경하는 경우 구조해석이나 유동 해석을 통해 안전성과 유동특성을 평가할 필요가 있다. 자체 개발한 일체형 인서트형 커넥터인 6.35 소켓 모델의 유동 안전성은 CFD 해석을 이용하여 유동유발진동(FIV)평가 과정의 4단계를 통해 진행하였다. 배관계 벽면에 작용하는 압력변동의 진폭은 3,780Pa이하의 수준으로 형성되며, 이는 냉매 배관의 운전압력이나 설계응력과 비교했을 때 매우 작은 수준의 압력으로, 난류에 의한 진동이 배관의 구조안전성에 미치는 영향은 미미한 수준인 것으로 나타났다.

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Study on Thermal Insulation Design and Heat Flow Analysis of Spacecraft Shipping Container (위성 운송용 컨테이너의 단열 설계와 열 유동 해석에 관한 연구)

  • Park, Sang-Rae;Lee, Choon-Woo;Kim, Jin-Taek
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.14 no.1
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    • pp.8-15
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    • 2020
  • In this paper, we propose a container wall and its boundary layer insulation design method that can maintain the temperature inside the spacecraft shipping container constantly under the condition that the heat or the external temperature changes severely to safely transport the satellite to the launch site. We will examine if the temperature inside the satellite shipping container is kept constant through the heat flow analysis and the satellite heat transfer analysis for the external environment of the satellite shipping container. Through the flow analysis inside the container, the flow distribution around the satellite in the container is analyzed, and the auxiliary fan, air conditioning system and special grill guide structure design for improving and optimizing heat flow performance are proposed.

Numerical Study on Heat Transfer Characteristic in Combustor Nozzle (추진기관 노즐의 열전달 특성에 관한 수치적 연구)

  • Namkoung, Hyuck-Joon;Han, Poong-Gyoo;Lee, Kyoung-Hoon;Kim, Young-Soo;Jeong, Hae-Seung
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.275-281
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    • 2007
  • For a cooling performance research of the combustor operated in a extreme environment of a high temperature and high pressure, we accomplished a cooling performance analysis. Generally a heat transfer characteristic in cooling passage is known well experimentally and theoretically, however heat flux in the combustion chamber isn't. In this study, fluid flow combined with heat transfer analysis is accomplished about a combustor nozzle. We tried to analyze the cooling performance with a heat transfer characteristic of a gas and coolant side in the view point of quantity on the mass flow rate to be supplied to the cooling channel. And finally, evaluation on the thermal safety of nozzle wall material was accomplished.

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Prediction of Complex Turbulent Flows in Can-type Gas Turbine Combustor and Scroll (원통형 가스터빈 연소기와 Scroll 내부유동장 해석)

  • 김용모;김성구;김명환;민대기
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1998.04a
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    • pp.9-9
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    • 1998
  • 가스터빈 연소기의 난류유동장을 구성하는 기본적인 유동형태는 크게 밀폐관내의 돌연 확대를 가지는 동축제트, 선회유동, 그리고 연소공기공 및 회석공기공을 통해 연소실에 수직방향으로 유입되는 제트유동 등으로 분류할 수 있다. 실제 가스터빈 연소기내의 난류유동장을 수치해석하기 위해서는 임의의 형상을 갖는 3차원 유동장을 모사할 수 있는 수치해석법과 고차정확도를 유지하면서도 수렴안정성을 만족시키는 대류항 처리기법 등과 같은 수치모델의 개발이 선행되어야 하며, 이와 함께 복잡한 난류연소유동장을 정확히 묘사할 수 있는 난류모델 및 난류연소모델의 개발 및 검증이 가장 중요한 요인이 된다. 또한 가스터빈 연소기의 최적 설계는 넓은 작동구간에서 높은 효율, NOx 및 CO 배기량의 저감, 희박연소 가연한계의 확장, 연소계통에서의 낮은 압력강하, 낮은 연소벽면온도와 온도구배를 유지시키기 위한 공기에 의한 충분한 냉각 같은 서로 상충되는 설계조건을 만족해야 한다. 그리고, 이러한 상충된 연소설계조건들을 충족시키는 최적 연소기의 설계를 위해서는 실험적인 연구뿐만 아니라 연소기내의 물리적인 현상을 잘 반영할 수 있는 물리적 모델을 바탕으로 한 연소유동의 해석적인 연구를 필요로 한다. 본 연구에서는 원통형 가스터빈 연소기의 등온 및 연소유동장, 그리고 연소기와 연결되는 Scroll 내부의 난류유동장에 대한 수치해석을 수행하여 수치 및 물리모델의 예측능력을 검증하였고, 가스터빈 연소유동장 해석에 관련된 중요 논점들에 대하여 심도있게 분석하였다.

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Injector Head Design of 170tonf UDMH-LOX Liquid Rocket Engine (추력 170톤급 UDMH-LOX 계열 액체로켓엔진의 인젝터 헤드 설계)

  • Lim, Seok-Hee;Gostsev, V.
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.207-210
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    • 2006
  • Injector is one of the most important elements in Liquid rocket Engine design, and how to arrange these injectors on the head determines the engine performance. In this study, when the swirl injectors are used for the 1st designing of injector head of 170 tonf UDMH-LOX as the propellant of LRE, a distribution relation of the mass flow rate per unit area was calculated from the function of ${\Phi}$, which is related with the mass flow rate characteristics of swirl injector. And the combustion characteristics by circumferential axis were estimated using this relation under the consideration of combustion core and film cooling area.

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Development of New Model(Dome Type) Cold Storage Facility Using 3-D CFD Simulation (3차원 CFD 시뮬레이션을 이용한 신모델(돔형) 저온저장고 개발)

  • 양길모;고학균;홍지향
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.182-187
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    • 2002
  • 국내 저온저장고의 주류를 이루고 있는 컨테이너 박스형 저온저장고의 문제점은 재래식 제어방식으로 인한 성능저하 외에도 자체 구조적인 설계상의 문제점을 가지고 있다 이러한 구조적인 문제점을 열거하면 다음과 같다. 첫째, 한 축 방향에 설치되어있는 유니트 쿨러에서 토출되는 냉기에 의해 저장고 내의 공기를 냉각하는 형태이기 때문에 냉기의 분포가 고르지 못하여 균일한 온도 분포를 이루기 어렵다는 단점을 가지고있다. 둘째, 한 축 방향에서 토출되는 냉기가 맞은 편 벽면까지 도달해야 하기 때문에 풍속이 강해야 하며 이로 인해 저장 청과물이 냉해를 쉽게 입고 심한 증산작용에 의해 쉽게 표면건조나 중량감소를 가져온다. 셋째, 천장부와 측벽부가 90$^{\circ}$의 경사각을 가지고 있어 공기의 유동이 원활하지 못하여 에디현상으로 인한 온도나 풍속의 불균일 구간을 피해서 청과물을 저장해야 하기 때문에 그만큼 버려지는 공간이 많아 비경제적이다. 넷째, 위와 같은 문제점들 때문에 중ㆍ대형의 저온저장고를 컨테이너 박스형으로 설비 할 경우 보다 심한 온도 불균일과 냉기유동 분포를 보여 경제적인 손실이 더 커지게 되는 악순환을 낳게된다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 저온저장고의 구조적인 설계상의 문제점을 인식하고 이를 해결하고자 3차원 CFD 시뮬레이션을 이용하여 저온저장고의 새로운 모델을 설계하였다. 이론 바탕으로 직접 저온저장고의 시작기를 개발하여 저장고 내부의 역 유동과 난류유통을 해석하였다. (중략)

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A Study on the Thermal Conductivity Measurement for Planting Mats of Landscaping (조경용 식생매트의 열전도율 측정에 관한 연구)

  • Cha, Uk Jin;Yang, Geon Seok
    • Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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    • v.46 no.6
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    • pp.85-96
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    • 2018
  • Developed nations have implemented various policies to reduce greenhouse gases since the 1997 Kyoto Protocol in order to minimize the effects of global warming. Korea should also reduce energy consumption in the industrial sector, and the transportation and building sectors in order to achieve its greenhouse gas reduction target of 37 percent compared to the Business As Usual levels. The government implements various laws and regulations for reducing energy consumption. To reduce energy consumption in the building sector, in particular, the Energy Conservation Design Standards are enforced according to the 'Enforcement Support for Green Building Construction'. The amount of electricity used to maintain room temperature at $28^{\circ}C$ in these buildings have a 30% reduction (measured on the walls and rooftop) in power usage compared to buildings not required to meet these standards. Although the effect of these energy savings on landscaping is proven, this demonstration is not effective for energy saving since it is not a suitable method for the 'Energy Saving Design Standards of Buildings'. For landscaping to be effective as far as a component of energy reduction, the perfusion rate of the building should be calculated based on the thermal conductivity of the component materials for the energy saving designs with respect to the basis of Article 14 of the Green Building Act. Therefore, the purpose of this study is to ensure that the planting-based mats currently being widely used in the landscape industry can have insulating performance suitable for the 'Energy Saving Design Standards' of Buildings according to the 'Enable Green Building Construction Methods'.

Performance Analysis of the Pintle Thruster Using 1-D Simulation -I : Steady State Characteristics (1-D 시뮬레이션을 활용한 핀틀추력기의 성능해석 -I : 정상상태 특성)

  • Kim, Jihong;Noh, Seonghyeon;Huh, Hwanil
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.43 no.4
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    • pp.304-310
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    • 2015
  • Pintle thrusters use pintle stroke to change nozzle throat area, and this controls thrust. Using MATLAB, one-dimensional simulation has been investigated and the results are compared to those of cold flow tests and computational fluid dynamics for the pintle thruster of Chungnam National University. The prediction based on one-dimensional flow theory shows good agreement with measurements for chamber pressure, but deviates for thrust, partly because of nozzle wall separation. Computational results show that nozzle wall separation occurs at an early stage of nozzle expansion, near the design nozzle throat, for the course of pintle strokes. Empirical thrust prediction incorporates nozzle wall separation, and thus 1-D simulation using empirical thrust prediction showed good results for an early stage of pintle stroke.