• Title/Summary/Keyword: 수치유동해석

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A Fundamental Study of Thrust-Vector Control Using a Dual Throat Nozzle (이중목 노즐을 이용한 추력벡터 제어에 관한 기초적 연구)

  • Shin, Choon-Sik;Kim, Heuy-Dong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.14 no.6
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    • pp.25-30
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    • 2010
  • Dual throat nozzle(DTN) is recently attracting much attention as a new concept of the thrust vectoring technique. This DTN is designed with two throats, an upstream minimum and a downstream minimum at the nozzle exit, with a cavity in between the upstream throat and exit. In the present study, a computational work has been carried out to analyze the performance of a dual throat nozzle(DTN) at various mass flow rate of secondary flow and nozzle pressure ratios(NPR). Two-dimensional, steady, compressible Navier-Stokes equations were solved using a fully implicit finite volume scheme. The present computational results were validated with some experimental data available. Based upon the present results, The control effectiveness of thrust-vector is discussed in terms of the thrust coefficient and the discharge coefficient.

A Study on the Supersonic Flow Characteristics Through a Dual Throat Nozzle (이중목 노즐에서 발생하는 초음속유동 특성에 관한 연구)

  • Shin, Choon-Sik;Kim, Heuy-Dong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.14 no.5
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • Dual throat nozzle(DTN) is recently attracting much attention as a new concept of the thrust vectoring technique. This DTN is designed with two throats, an upstream minimum and a downstream minimum at the nozzle exit, with a cavity in between the upstream throat and exit. In the present study, a computational work has been carried out to analyze a fundamental performance of a dual throat nozzle(DTN) at various nozzle pressure ratios(NPR) and throat area ratios. Two-dimensional, axisymmetric, steady, compressible Navier-Stokes equations were solved using a fully implicit finite volume scheme. NPR was varied in the range of NPR from 2.0 to 10.0, at different throat area ratios. The present computational results were validated with some experimental data available. Based upon the present results, the performance of DTN is discussed in terms of the discharge coefficient and thrust efficiency.

Numerical Analysis of Heat Transfer in Pulsating Turbulent Pipe Flow (원관내 맥동난류유동에서의 열전달 수치해석)

  • 박희용;이관수;김창기
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.5
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    • pp.1282-1289
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    • 1990
  • A numerical solution for heat transfer of pulsating turbulent pipe flow was presented under the condition of fully developed dynamic regime and uniform well heat flux. The k-.epsilon. turbulent model was adopted to describe turbulent characteristics. The results were given at following conditions ; Time-averaged Reynolds number equal to 10000 ; Strouhal number ranged from 0.0005 to 0.05 ; The peak velocity fluctuation varied from 20 to 80 percent of the mean velocity. It was found that the effect of pulsation on local heat transfer rate is greater at downstream than upstream and the heat transfer was increased or decreased according to the pulsating conditions.

Analysis of Turbomachinery Internal Flow Using Parallel Computing (병렬컴퓨팅을 이용한 터보기계 내부 유동장 해석)

  • Yee, Jang-Jun;Kim, Yu-Shin;Lee, Dong-Ho
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2000.04b
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    • pp.586-592
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    • 2000
  • 터보머신 태부에 존재하는 정익 - 동익의 상호작용 유동현상을 수치모사 하는 코드를 병렬화 하였다 정익 - 동익의 상호작용을 해석하는 데에 편리하도륵 Multi-Block Grid System을 도입하여 계산영역을 형성하였고, 동익의 움직임으로 인해 발생하는 Sliding Interface부분은 Patched 알고리즘을 적용하여 해석하였다. 정익과 동익의 수를 1대 1로 단순화시켜 수치모사한 결과와 정익과 동익의 수를 실제 조건과 더 비슷하게 설정한 3대 4의 비율로 맞추어 수치모사한 결과를 비교하였다. 또한, 병렬컴퓨팅으로 인해 단축된 계산시간을 다른 연구에서의 계산시간들과 서로 비교하였다. 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식이 이용되었고, 난류모델링에는 K-w SST 모델링이 적응되었다. Roe의 FDS 기법을 사용하여 플럭스를 계산하였고, MUSCL 기법을 적용하여 3차의 공간정확도를 갖도록 하였다. 시간적분에는 이보성의 DP-SGS를 사용하였다. 해석결과의 분석에는 Time-averaged pressure distribution과 Pressure amplitude distribution 데이터를 사용했다.

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An one equation method for two dimensional unsteady flows (2차원 비정상유동 해석을 위한 1-방정식 방법)

  • Cho Ji Ryong
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 1999.05a
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    • pp.113-123
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    • 1999
  • In this study a pure vector potential method (PVPM) for a three dimensional, unsteady, incompressible flow is proposed. A simplified version for a two dimensional problem is described in detail, and a method to prescribe appropriate boundary conditions is also presented. The resulting numerical algorithm is applied to the cavity flow driven by an impulsively started wall and also to the Stokes' first problem. Some important unsteady/steady features are captured for these two flows, and quantitative agreements of flow variables with available reference database are good.

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A Numerical Simulation on the Process of Diaphragm Opening in Shock Tube Flows (충격파관 유동의 파막과정에 관한 수치 시뮬레이션)

  • Shin, Choon-Sik;Jeong, June-Chang;Suryan, Abhilash;Kim, Heuy-Dong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.13 no.1
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    • pp.27-33
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    • 2009
  • Shock tube flow measurement has been often hampered a finite opening time of diaphragm, but there is no systematic work to investigate its effect on the shock tube flow. In the present study, both the experimental and computational works have been performed on the shock tube flows at low pressure ratios. The computational analysis has been performed using the two-dimensional, unsteady, compressible Navier-Stokes equations, based upon a TVD MUSCL finite difference scheme. It is known that the present computational results reproduce the experimental data with good accuracy and simulate successfully the process of diaphragm opening as a function of time. The concept of an imaginary center is introduced to quantify the non-centered expansion wave due to a finite opening time of diaphragm. The results obtained show that the diaphragm opening time is reduced as the initial pressure ratio of shock tube increases, leading to the effect of a finite opening time of diaphragm to be more remarkable at low pressure ratios.

입구유속의 진폭이 층류유동에서 사각실린더 주위의 와류쉐딩과 공진현상에 미치는 영향에 관한 수치해석적 연구

  • 정영종;심석구;강신형
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.603-608
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    • 1998
  • 유체내의 물체 주위에서 유동박리로 인해 생성되는 와류쉐딩은 열전달이나 물질전달을 촉진시키는 이점이 있으나, 항력을 증가시키거나 유동 및 온도의 요동에 의해 구조물을 손상시키는 단점이 있다. 특히 물체와 주위 유동 사이에 공진이 일어나면 항력값이 증가하면서 항력과 양력의 진폭이 급격히 증가하여 물체에 심각한 손상을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 레이놀즈수 200 이하의 층류유동에서 공진시 물체 주위의 유동현상과 이로 인한 양력과 항력의 변화들을 수치해석방법을 통하여 분석하였다 수치해석은 일반좌표계에서 유한체적법을 적용하여 Navier-Stokes 방정식을 차분화하였다. 이때 방정식의 종속변수로는 공변속도를 채택하였으며, 이산화된 방정식은 분리단계법을 이용하여 수치해를 구하였다. 입구유속의 강제진동에 의한 사각실린더 주위의 와류쉐딩시 공진이 발생하는 강제진동수의 범위는 원통실린더의 경우와 유사하였으나 상대적으로 폭이 더 좁았다 그리고 공진이 발생하는 강제진동수의 범위는 진폭이 증가할수록 증가하였다. 쉐딩 진동수가 일정하면서 입구유속의 진폭이 증가하면 이에 비례하여 실린더 주위의 유속이 상대적으로 증가하게 되어 와도가 강해지면서 입추유속 진폭에 비례하여 항력의 평균값 뿐 아니라 항력과 양력의 진폭도 증가하였다. 그리고 실린더 뒷면의 와류 생성영역은 진폭에 비례하여 감소하였다. 진폭의 변화에 따라 상변화가 서로 상이한 것은 실린더 뒤쪽의 와류들이 상하면의 합력차이를 변화시켰고 이것이 진폭변화에 따라 상변화를 상이하게 나타나게 한 원인으로 진폭이 클수록 실린더 뒤쪽에서 압력변화가 심하게 변하면서 실린더 앞쪽까지 더 많은 영향을 미쳤기 때문이다.선원의 사용자에게 제공되는 최종방사능을 평가하는데 유용하게 사용될 수 있다.r의 분포를 보였다.cting the effect of earthquake on structures. This paper is based on the presented paper at the Bertero Symposium held in January 31an4 February 1 at Berkeley, California, USA which was entitled "Needs to Evaluate Real Seismic Performance of Buildings-Lessons from 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake-". The lessons for buildings from the damage due to the Hyogoken-Nambu Earthquake are necessity to develop more rational seismic design codes based upon a performance-based design concept, and to evaluate seismic performance of existing buildings. In my keynote lecture at the Korean Association for Computational Structural Engineering, the history of seismic design and use of structural analysis in Japan, the lessons for buildings from the Hyogoken-Nambu Earthquake, the

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Numerical Analysis of Turbulent Flows in the Scroll Volute of Centrifugal Compressor (벌류트 압축기내의 난류유동 수치해석)

  • Kwag, Seung-Hyun
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.31 no.6
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    • pp.681-686
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    • 2007
  • The flow analysis was made by applying the turbulent models in the scroll volume of centrifugal compressor. The $k-{\varepsilon}.\;k-{\omega}$, Spalart-Allmaras and reynolds stress models are used in which the hybrid grid is applied for the simulation. The velocity vector the Pressure contour. the change of residual along the iteration number. and the dynamic head are simulated by solving the Navier-Stokes equations for the comparison of four example cases.

A Study on the Improvement of Anti-abrasion Nature of Curved Ducts for High-velocity Particle-laden Gas Flow (고속 분립체 이송용 곡관의 내마모성 향상에 관한 연구)

  • 권동구;김윤제
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.10 no.1
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    • pp.33-39
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    • 2001
  • 석탄화력발전소에 정착되는 고속분립체 이송용 곡관의 내마모성 향상에 관한 수치해석 및 실험적 연구를 수행하였다. 22.5$^{\circ}$와 90$^{\circ}$ 곡관을 모델로 하여, 분립체에 의한 곡관의 마모를 감소시키기 위해 유동방향이 전환되는 부분에 와류장이 형성되도록 곡관의 단면형상을 변화시켰다. 삼차원, 난류유동장의 지배방정식을 유한체적법으로 이산화시키고, SIMPLE 알고리즘을 이용하여 해를 구하였다. 수치해석을 통해 마모감소를 위한 새로운 형상의 곡관을 설계하였다. 새로운 형상의 곡관을 제작, 운전중인 국내 화력발전소에 장착하여 마모실험을 수행하였으며 내마모성이 매우 향상되었음을 알 수 있었다.

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추진제 연소에 따라 변화하는 고체모타의 내부유동에 관한 수치해석

  • 조인현;강선일;오승협;채연석
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.32-32
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    • 2000
  • 3단형 과학로켓의 고체모타의 내부 유동을 추진제의 연소에 따라 내부형상이 변화하는 과정에 대해 수치해석 하였다. 추진제는 표면에서 균일하게 연소된다고 가정하였으며 연소거리가 0.1mm, 30mm, 60mm, 90mm인 경우의 고체모타 내부 물리량 변화를 관찰하였다. 연소가 진행되며 잠입형 노즐의 위 부분에 큰 재순환 영역이 생기는 것이 관찰되었으며 노즐에 작용하는 압력 힘을 구하여 본 결과 노즐부의 모멘트 힘은 크지 않은 것으로 판명되었다.(중략)

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