• 제목/요약/키워드: 비등방성 난류

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레이놀즈응력모형을 이용한 개수로 흐름에서의 이차흐름 생성 메커니즘 분석 (Analysis of Generating Mechanism of Secondary Currents in Open-Channel Flows by Reynolds Stress Model)

  • 최성욱;강형식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.381-385
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    • 2004
  • 본 인구에서는 레이놀즈응력모형을 이용하여 직사각형 개수로 흐름을 수치모의 하고 이차흐름의 생성 메커니즘을 제시하였다. 수치모의 결과 자유수면과 측벽의 접합부 근처에서 inner secondary flow가 발생하였다. 이는 최근 Grega 등(1995)과 Hsu 등(2000)에 의해 밝혀진 새로운 이차흐름이다. 또한 측벽에서의 전단력 분포를 계산한 결과 inner secondary flow에 의하여 수면 근처에서의 전단력 값이 증가하는 것으로 나타났다. 계산된 결과를 이용하여 와도 방정식에서 각 항의 크기를 비교하여 이차 흐름의 생성 메커니즘을 살펴보았다. 그 결과 벽 및 측벽 경계 부근에서는 난류의 비등방성에 의한 와도 생성항에 의해 이차 흐름이 생성되고, 경계와 멀리 떨어진 영역에서는 레이놀즈응력에 의한 와도 생성항이 이차흐름을 생성시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.

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축대칭 급확대관으로 분사되는 난류분사류의 초기유동 특성 (Initial Flow Characteristics of the Turbulent Circular Jet Discharging into the Sudden Expansion Pipe)

  • 김동식;한용운
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권12호
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    • pp.3335-3344
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    • 1994
  • The initial flow characteristics of the turbulent circular jet discharging into the sudden expansion pipes have been investigated by the hot wire anemometry. Evolutions of similarity, centerline behavior, jet boundary and typical turbulent quantities were looked into for the expansion ratios. The results show that the spreading rates of discharging jet seem not to be dependent of the expansion ratio and that the velocity profiles in the radial directions exhibit the similarity in the regions, 2-5d, 2-6d and 3-8d for the corresponding expansion rations of 2, 3 and 5, respectively. With the increase of expansion ratio the centerline velocity decays rather slowly. The anisotropic behaviors of the discharging jets into the sudden expansion pipe look stronger than those of the free jet.

2차원 표층밀도분류에 대한 대수응력모델의 적용 (An Application of Algebraic Stress Model to a Two-Dimensional Buoyant Surface Jet)

  • 김기흥;함계운;박준일;허재영
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.248-256
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    • 1995
  • 표층밀도분류에 대한 수치계산에서 문제로 되는 것은 자유수면의 처리, 레이놀즈응력/플럭스항, 특히 난류변동성분에 미치는 부력효과 등에 관련된 것이며, 이것에 대한 보다 집중적인 연구가 필요하다. 또한, 농도장이나 온도장에서의 난류변동성분을 측정하는 데 있어서의 어려움으로 인한 실험자료의 부족으로 수치 계산으로부터 얻어진 예측결과의 충분한 검증은 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 2차원 표층밀도분류에 대한 유동특성을 조사하기 위하여 난류의 비등방성을 고려하여 난류응력을 직접 계산하는 대수응력모델을 적용하여 수치계산을 행하고, 그 결과를 실험결과와 비교ㆍ검토하였다. 검토한 결과 대수응력모델은 전 영역모델은 전 영역에서 2차원 표층밀도분류의 유동특성을 양호하게 재현하였으며, 특히 부력효과로 인한 성층화가 발생하는 부력 탁월영역에서 난류유동장의 흐름특성을 합리적으로 예측함을 입증하였다.

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LES를 이용한 직사각형 개수로 난류흐름의 조직구조 분석 (Analysis of Coherent Structure of Turbulent Flows in the Rectangular Open-Channel Using LES)

  • 반채웅;최성욱
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.1435-1442
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    • 2014
  • 본 연구에서는 OpenFOAM에서 제공하는 소스코드를 이용하여 매끄러운 하상의 직사각형 개수로 흐름에 대해 수치모의를 수행하였다. 난류 해석을 위해 LES를 수행하였는데, 비등방성 잔여 응력항을 모델링하기 위해서 Germano et al. (1991)이 제시한 Dynamic Subgrid-scale 모형을 이용하였다. 조직구조를 분석하기 위하여 Lu and Willmarth (1973)가 제시한 uw 사분면기법을 이용하여 순간레이놀즈 응력이 레이놀즈 응력에 미치는 영향을 기여율과 시간비로 나누어 분석하였다. LES 모의 결과를 토대로 기존 실험 및 DNS 모의 결과와 비교하고 분석하였다. 매끈한 하상을 가진 개수로 흐름에서 완충층 이후의 구간에서 분출현상이 쓸기현상에 비해 레이놀즈 응력의 양의 생성에 기여하는 바가 크지만, 분출현상에 비해 쓸기현상의 발생빈도가 큰 것으로 확인되었다.

열량계 채널에 대한 3차원 열전달 해석

  • 박태선;설우석
    • 항공우주기술
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    • 제2권2호
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    • pp.142-150
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    • 2003
  • 가열벽이 있는 4각단면 채널에서 3차원 열전달이 비선형 k-ε-fμ 모형과 큰에디모사법을 이용하여 해석되었다. 4각단면 채널로 모형화된 열량계 해석에 비선형 k-ε-fμ 모형과 비선형 열유속모형이 도입되었다. 레이놀즈수는 4000≤$Re_b$≤20000로 변화되었다. 난류의 비등방성으로 유도되는 구석와류는 주 유동속도의 1~3% 정도로 크지 않았지만 열전달에 커다란 영향을 주었다. 또한 채널 단면에 존재하는 나선형의 와류에 의해서 열전달이 심하게 변함을 보여 주었다. 예측된 열전달계수로부터 Nu~$Re^{0.8}Pr^{0.34}$가 검토되었고 온도의 섭동과 와유동의 비정상거동이 조사되었다.

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