곡선형격자 삼차원 수치모델이 소개되며 바람에 의한 물의 순환을 계산하기 위하여 얕은 호수에서 적용되었다. 수치모델의 결과가 실측자료와 비교되었으며, 바람이 점차 증가할 때 물의 성층에 의한 효과가 좋은 계산 결과를 얻기 위하여 결정적임을 알 수 있었다. 기상자료가 불충분할 때 소위 Inverse Method가 물 표면에서 열흐름을 추정하기 위하여 사용되었다.
증기 질량 유량의 변화에 따른 증기 터빈 노즐 단의 등엔트로피 노즐 효율을 계산하였다. 증기상태에 관한 압축성 Navier-Stokes 방정식을 기반으로 삼차원 수치해석 모델이 개발되었다. 두 가지의 삼차원 노즐 형상으로 압력, 온도, 속도, 마하수, 그리고 Markov 에너지 손실 계수가 계산되었다. 노즐 블레이드의 두께가 15mm에서 45mm로 증가함에 따라 최대 효율의 질량 유량은 0.9kg/s에서 1.6kg/s로 증가하였으며 최대 등엔트로피 효율은 각각 96.66%, 97.32%로 계산되었다. 질량 유량에 따른 등엔트로피 노즐 효율과 Markov 에너지 손실 계수를 계산하여 Markov 에너지 손실 계수와 등엔트로피 노즐 효율이 선형적 반비례 관계가 있음을 규명하였다.
Fluid flow in a rectangular duct system are measured by W laser doppler velocity meter, and also computed by commercial software of STAR-CD for comparison between then First, for a rectangular duct with 90 degree metered elbow, the fluid flow with Reynolds numbs's of 1,508 is predicted by assumption of both laminar and turbulent models. But, even though the Reynolds number is less than 2,300-3,000, the computation by turbulent model is close to the experimental data. Moeover, the computation by turbulent model for Reynolds number of 11,751 also predicts the experimental data satisfactorily. Second, for a rectangular duct with two branch ducts, the ratios between flow rates in the two branches are invariant to Reynolds number according to both of numerical and experimental results.
Flow distributions in a rectangular duct with two branch ducts are measured by 5 W laser doppler velocity meter. The fluid flows are also computed by commercial soft-ware of STAR-CD for comparison between them. The Reynolds numbers in the main duct are from 4,226 to 17,491. The ratios distributed into two branches from the main duct are in-variant to Reynolds numbers according to both of numerical and experimental results. However computed velocity profiles at exit of each branch are somewhat different from measured profiles at the same location.
Fluid flow in a rectangular duct for 90$^{\circ}$ bend elbow with the ratio of 1.5 between its curvature radius and width is measured by 5 W laser doppler velocity meter. The fluid flow is also computed by commercial software of STAR-CD for comparison between measured and computed velocity profiles in the duct. Reynolds numbers for the comparison are 11,643, 19,746 and 24,260. From the comparison, computation of principal velocity components in the duct predicts the experimental data somewhat satisfactorily even though those of minor velocity components and turbulent kinetic energy do not match with the experimental data quite well. K-factor for the bend elbow is computed to be average 0.086 while the equivalent ASHRAE data is 0.07.
많은 계산량이 요구되는 삼차원 접촉 문제의 효율적인 유한요소 해석을 위하여 영역/경계 분할 기법을 적용하였다. 접촉 경계면의 부등식 적합 조건과 부영역, 공유면, 접촉 공유면의 등식 적합 조건을 모두 벌칙 함수로 처리하였다. 이에 따라 모든 유효 강성 행렬이 양 정치화되므로, 역행렬과 같은 각종 행렬 연산이 매우 간편해진다. 또한 전체 영역의 형상이 복잡하더라도, 임의의 부영역, 공유면, 접촉 공유면 단위로 쉽게 유한요소 모델링할 수 있다. 즉, 관련 지배 방정식은 물론 경계 조건도 독립적으로 이산화할 수 있으므로, 국부적인 비선형 접촉 조건에 대한 효율적인 해석이 가능하다. 간단한 수치 예제를 통하여 삼차원 접촉 해석의 효율성에 관한 기본적인 경향을 검토하였다.
전산유체역학 기법을 이용하여 석탄가스화기 내화재내에서의 온도분포 해석 및 열손실량 계산을 수행하였다. 일차원 이론적 해석, 이차원 전도열전달 해석 및 삼차원 대류-전도 복합열전달 해석 등 세 가지 방법론으로 전산해석을 수행하고 그 결과들을 서로 비교하였으며, 또한 해석결과들을 석탄가스화기 실험결과와 비교하였다. 결과의 정확성, 수치해석상의 편리성(수렴성 및 계산시간) 등을 종합적으로 검토하여, 이차원 전도열전달 해석이 공학적 설계에 적용하기 적절한 방법론임을 제시하였다. 전산해석 결과를 3톤/일급 석탄가스화기에 적용해 본 결과, 총 열손실량은 설계치 운전기준으로 약 1% 정도인 것으로 판별되었다.
단섬유 강화복합재료의 가공공정에 있어서 유동 중에 일어나는 섬유 배향상태를 정 확히 예측하고 제어하는 일은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 섬유현탁액의 거동을 살펴보 기 위하여 뉴톤유체를 매질로하는 섬유현탁액을 대상으로 하여 유변학적 해석을 하였다. 이 를 위해 섬유간 상호계수는 섬유배향상태의 함수의 섬유간 평균거리를 이용하여 계산하였는 데, 섬유간 평균거리는 변형된 Doi-Edwards의 방법을 이용하였다. 축대칭 압출팽창 문제를 예로 수치모사를 하여 본 저자들이 앞서 행한 결과와 비교하였다. 유동장을 축대칭 이차원 으로 하고 섬유배향을 삼차원 모두 고려하여 구한 수치모사의 결과는 실험과 잘 일치하였 다. 진한 섬유현탁액의 경우 섬유간 상호계수는 중요한 인자로서 이것을 섬유 배향상태에 의존하는데 이섬유간 상호계수를 섬유간 거리와 섬유배향상태의 함수로 나타내는 방법을 사 용하여 보다 실제적인 해석을 할수 있었다.
본 논문에서는 임의 형상을 가지는 삼차원 유전체의 전자파 산란을 해석하기 위하여 모멘트법을 이용한 뮬러적분방정식의 새로운 해법을 제안한다. 매질이 균일한 유전체 표면을 평면 삼각형 패치로 모델링 하여, RWG (Rao, Wilton, Glisson)함수를 등가 전기 및 자기 전류밀도의 전개함수로 사용한다. 그리고 RWG 함수와 그 직교함수를 조합한 시험함수를 적용한다. 유전체구에 대하여 제안된 방법으로 계산된 수치 결과를 보이고 다른 공식에 의한 결과와도 비교한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제26권6호
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pp.670-678
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2002
Fluid flow in a rectangular duct with $90^{\circ}$ mitered elbow is measured by 5W laser doppler velocity meter. The fluid flow is also computed by commercial software of STAR-CD for comparison between measured and computed velocity profiles in the duct. Reynolds numbers for the comparison are 1,608 and 11,751 based on mean velocity and hydraulic diameter of the duct. First, the fluid flow of Reynolds number equal to 1,608 is predicted by assumptions of both laminar and turbulent models. But, even though the Reynolds number is less than 2,300~3,000, the computation by turbulent model is closed to the experimental data than that by laminar model. Second, the computation for Reynolds number of 11,751 by turbulent model also predicted the experimental data satisfactorily.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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