• Title/Summary/Keyword: 실험 및 수치계산

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Prediction of Pitch and Roll Dynamic Derivatives for Flight Vehicle using CFD (전산유체역학을 이용한 비행체의 피치와 롤 동안정 미계수 예측)

  • Lee, Hyung-Ro;Gong, Hyo-Joon;Kim, Beom-Soo;Lee, Seung-Soo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.40 no.5
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    • pp.395-404
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    • 2012
  • This paper presents computations of the dynamic derivatives of three dimensional flight vehicle configurations using CFD. The pitch dynamic derivatives are computed from the pitch sinusoidal motion, while the roll damping is computed based on steady state calculation using a non-inertial frame method. The Basic Finner and the SDM(Standard Dynamic Model) are chosen for the benchmark tests against other numerical and experimental results. For the flow calculations, a 3-D Euler solver that can be run both on the non-inertial frame and on the inertial frame is developed. A dual-time stepping method is applied for the unsteady time accurate simulations. A good agreement of pitch-roll dynamic derivatives with previously published numerical results and the experimental results is observed.

Analysis of the Net Mouth Shape for a Midwater Trawl Gear (중층 트롤 어구의 망구 형상 해석)

  • 김인진;이춘우
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.35 no.2
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    • pp.118-128
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    • 1999
  • The shape of the net mouth in a midwater trawl gear is examined by measuring towing speed, gear resistance, the width of otter boards, net height, and so on of a full-scale gear in operation. In addition, a mathematical model is developed to predict shapes of the net mouth. In the model, shapes of head, ground, side ropes, which governs the shape of net mouth, are assumed as a catenary. The validity of the model is tested with observations. The results can be summarized as follows: 1. The warp tension and vertical opening of the gear is highly dependent to the towing speed. The depth of the gear and width of otter boards are very sensitive to the variations of the warp length. 2. The model results indicate that the wing tip of the head and side ropes is reduced and the vertical distances of the head and side ropes sagged to the back with increasing towing speed. 3. The results of comparing the measured net height with calculated side rope height were satisfying. 4. The results of analysis showed the vertical axis of the net mouth was decreased and the width of the net mouth was little changed when the towing speed increased.

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3D Numerical Simulations of Secondary Currents in a Trapezoidal Open-Channel Flows (사다리꼴 개수로 흐름에서 이차흐름의 차원 3차원 수치모의)

  • Kang, Hyeong-Sik;Choi, Sung-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1631-1635
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    • 2006
  • 본 연구에서는 레이놀즈응력모형(RSM: Reynolds Stress Model)을 이용하여 사다리꼴 개수로 흐름을 수치모의 하였다. 측벽 경사에 따른 사다리꼴 개수로 흐름을 수치모의 하였으며 계산된 평균유속 분포는 기존의 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 개발된 레이놀즈응력이 사다리꼴 개수로 흐름을 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났다. 또한 사다리꼴 수로에서는 직사각형 개수로 흐름과 달리 velocity dip 현상이 발생하지 않는 것으로 나타났다. 특히 측벽 경사가 32..인 사다리꼴 수로에서의 평균유속 및 바닥 전단응력 분포는 측벽 경사가 큰 경우와 다른 형태의 평균유속 및 전단응력 분포가 형성되는 것으로 나타났다.

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THREE DIMENSIONAL CHARACTERISTICS OF WAKES OVER A CIRCULAR CYLINDER IN THE B-MODE USING HIGH ORDER SCHEME (고해상도 수치기법에 의한 B-Mode 영역에서 원형실린더 주위의 3차원 후류 유동특성 연구)

  • Kim, T.S.;Lee, S.S.;Kim, J.S
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.03a
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    • pp.50-56
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    • 2008
  • 본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 300${\sim}$1000범위에서 고차 고해상도기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.

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THREE DIMENSIONAL CHARACTERISTICS OF WAKES OVER A CIRCULAR CYLINDER IN THE B-MODE USING HIGH ORDER SCHEME (고해상도 수치기법에 의한 B-Mode 영역에서 원형실린더 주위의 3차원 후류 유동특성 연구)

  • Kim, T.S.;Lee, S.S.;Kim, J.S.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.10a
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    • pp.50-56
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    • 2008
  • 본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 $300{\sim}1000$범위에서 고차 고해상도 기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.

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Development of Numerical Tank Using Open Source Libraries and Its Application (오픈 소스 라이브러리를 이용한 수치수조 구현 및 적용)

  • Park, Sunho;Rhee, Shin Hyung
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.20 no.6
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    • pp.746-751
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    • 2014
  • In this paper, ship performance prediction solver was developed using open source computational fluid dynamics (CFD) libraries. The mass- and momentum-conservation equations and turbulent model with a wall function for the turbulent closer were considered. The volume fraction transport equation with a high-resolution interface capturing scheme were selected for free-surface simulation. The predicted wave pattern around KRISO container ship (KCS) using developed program showed good agreement against existing experimental data. For the revolution of a propeller in the propulsive test, general grid interface (GGI) library was used. The predicted propulsive performance showed 7 % difference against experimental data. Two-phase mixture model was developed to simulate a cavitation and applied to a propeller. The sheet cavitation on the propeller was predicted well. From results, the potential of the numerical tank developed by open source libraries was verified by applying it to KCS.

Scour Simulation by Coarse-Grained DEM Coupled with Incompressible SPH (비압축성 SPH와 Coarse-Grained DEM을 활용한 세굴 모사)

  • Kim, Jihwan;Lee, Ji-Hyeong;Jang, Hoyoung;Joo, Young Seok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.27-27
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    • 2021
  • 세굴은 유체와 유사의 상호작용으로 발생하는 중요한 자연 현상 중 하나로, 구조 및 지반 붕괴, 홍수, 생태계 파괴 등의 문제를 야기할 수 있다. 이러한 세굴 현상을 예측하기 위해 많은 수치적 연구가 진행되어왔지만, 대부분의 연구가 기존 격자기반방법인 유한체적법 (FVM)과 개별요소법 (DEM)이 연성된 모델을 이용하였고, 이는 격자 의존도로 인한 정확도와 효율성의 문제점을 보였다. 해결책으로 입자기반 유체해석 방법인 약압축성 SPH (WCSPH)와 개별요소법의 결합모델을 이용한 모의가 연구되어 왔지만, 단순 밀도차를 활용한 유체해석방법이 압력의 불안정성을 야기하여 유사의 운동에도 영향을 주는 결과를 보였다. 또한, 개별요소법의 특성상 모의 입자의 크기를 실제 실험 입자의 크기와 동일하게 설정하면서 입자수가 지나치게 증가해 계산의 효율성이 현저히 낮아지게 되었고, 이로 인해 실제 자연 지형에 적용하는데 어려움을 보여주었다. 본 연구에서는 향상된 세굴 수치모의해석을 위해 반복법을 통해 안정적인 유체 압력을 계산하는 비압축성 SPH (ISPH)와 개별요소법을 연성한 ISPH-DEM 모델을 사용하였다. 또한, 계산속도 향상을 위해 하나의 입자가 다수의 작은 입자의 움직임을 대표하는 Coarse-grained 방법을 적용하여 기존 모델을 개선하였다. 개선된 모델을 NFLOW ISPH PURPLE 소프트웨어를 이용하여 세굴 현상을 수치 모의하였고 실험 결과와 검증을 진행한 결과, 세굴의 깊이, 너비, 형상 등을 비교하였을 때 약 10% 이내의 오차를 보였고, Coarse-grained 방법을 통한 입자 수 감소로 최소 13배 증가된 해석 속도를 보였다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 모델이 실제 자연 지형에서의 적용가능성을 확인할 수 있었다.

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Microhabitat Classification Using Velocity Distribution at Miho River (유속분포에 따른 미호천에서의 미시서식처 분류)

  • Lee, Hyun-Seok;Lee, Geun-Sang;Seo, Jin-Won;Kim, Joon-Tae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1874-1878
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    • 2008
  • 본 연구에서는 물고기 서식처의 수리조건을 조사하기 위한 현장조사와 대상지에서의 미시서식처의 분포를 파악하기위한 수치계산을 실시하였다. 현장조사는 미호천과 금강이 합류되는 지점으로부터 약 24km 상류에 위치한 동경127도26분-북위36도41분 충북 청원군 오창면의 미호천 일부구간을 대상으로 수리학적 특성 조사, 지형측량 및 서식처별 대표어종 조사를 수행하였으며, 수치실험은 하천에서의 흐름거동을 2차원적으로 해석하는데 많이 사용되고 있는 상용프로그램인 SMS (Surface - Water Modeling System)의 RMA2 모형에 현장조사로부터 얻은 결과들을 입력함으로서 진행하였다. 그 결과 유속과 수심에 따른 서식처 구분이 가능하였으며, 현지특성을 재현한 수치모형 결과는 대상하천에서의 서식지 분포를 정량적으로 나타내었다.

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A Study on the Extension of WAM for Shallow Water (WAM모형의 천해역 확장에 관한 연구)

  • Chun, Je-Ho;Ahn, Kyung-Mo;Yoon, Jong-Tae
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.20 no.2
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    • pp.148-156
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    • 2008
  • WAM(WAve Model), deep water wave model has been extended to the region of shallow water, incorporating wave breaking, and triad wave interaction. To verify this model, two numerical simulations for hydraulic experiments of Chawla et al.(1998) and Beji and Battjes(1993) are performed. The computed results show good agreements with measured ones. To identify its applicability to real sea, it is applied to storm wave modelling for typhoon Maemi. Numerical results compared with measured ones at Geoje, Busan and Ulsan show reasonable wave height estimations.

A Study of Smoke Movement in an Enclosed Corridor. (밀폐된 복도 공간내의 연기 거동에 관한 연구)

  • 김성찬;유홍선;정진용;김충익
    • Fire Science and Engineering
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    • v.13 no.2
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    • pp.18-25
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    • 1999
  • There are a lot of works for predicting smoke movement in a building experimentally and m numerically. It is Vel${\gamma}$ important to predict a smoke movement in a corridor which is c connected to adjacent spaces. A numerical analysis of smoke movement in an enclosed c corridor is perlormed by a field model. The used field model is develo야d with 3-D u unstructured meshes, PISO Algorithm and buoyant plume model. In this study, tern야~ature a and flow field, some important p하ameters such as smoke spread time, hot layer temperature, c ceiling jet velocity were compared with experimental data which were perlormed in Korea I Ins디tute of Machinery and Materials. And average velocity of ceiling jet by this study is c compared with Hinkley's formula. This paper shows a flow characteristic around the soffit a and average velocity of ceiling jet is i따luenced by geometry of corridor, heat output, and d distance from the fire source.

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