• 제목/요약/키워드: 열린 공동 유동

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열린 공동 유동의 수치적 모사 및 Jet Blowing 을 이용한 제어 (Numerical Analysis and Control of Open Cavity Flow)

  • 장경식;박승오;최훈기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.101-108
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    • 2002
  • 본 연구는 비압축성 열린 공동 유동에 대한 수치적 모사이다. 2차원 Navier-Stokes 방적식을 제어체적에 대해 엇갈림 격자계를 이용하여 공간에 대해서는 C-QUICK을 시간에 대해서는 내재적 기법을 이용하여 적분하였다. 압력장은 SIMPLE-C 알고리즘에 의하여 계산 되었다. 정상 모드에서는 나타나지 않지만 전단층 모드의 경우에 나타나는 세 번째 소용돌이가 공동 유동의 안정성에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 공동 앞전 아래 벽면에 Jet blowing을 정상 상태와 비정상 상태로 가하여 그 영향을 알아보았다. 주기적인 blowing 인 경우 가진 주기와 위상차 그리고 속도 크기가 중요한 변수이며 이 변수들에 의한 영향을 연구하였다.

EDISON_CFD를 이용한 고속열차의 운용환경에 따른 2차원 전산유동해석 (Two-dimensional numerical simulation of flow around a High Speed Train using EDISON_CFD)

  • 임샛별;조영희;장경식
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제2회(2013년)
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    • pp.371-376
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    • 2013
  • 고속열차의 운행속도가 증가함에 따라 이전보다 공기역학적인 요소들의 중요성이 커지고 있다. 열차와 터널의 형상설계뿐만 아니라 주변 환경을 위해 고속 주행하는 열차 주변의 유동장을 이해할 필요성이 있다. 본 연구에서는 고속 주행으로 인해 열차 주변에 발생하는 열차풍을 분석하여 선로 주변에 작용하는 풍하중을 계산하였고, 터널 주행 시 발생하는 압력변동과 객차 연결부의 비정상 열린 공동 유동을 살펴보았다. 그 결과 2차원 해석의 정량적 한계점이 나타났지만, 정성적인 경향은 선행연구와 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 따라서 고속열차 주변의 공기역학적 특성의 이해와 열차 및 터널의 형상 변화에 따른 상대적인 비교를 위해서는 EDISON_CFD를 이용한 2차원 해석이 유용함을 볼 수 있었다.

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곡면상에 설치된 열린 공동을 지나는 천음속/초음속 유동에 관한 연구 (I) - 정상 유동의 특성 - (Investigation of Transonic and Supersonic Flows over an Open Cavity Mounted on Curved Wall (I) - Steady Flow Characteristics -)

  • 예아란;;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권3호
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    • pp.231-236
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    • 2015
  • 공동유동은 종래 많은 연구가 수행되었으나 대부분의 연구는 공동 상류의 압력구배가 없는 수평면 상에 위치한 공동 유동에 대한 연구가 수행되어 왔으며, 실제 공학적 응용에서 나타나는 곡면 벽상에 위치한 공동 유동에 대한 연구는 거의 수행되지 않고 있다. 일반적으로 곡면 벽상에 위치한 공동유동에는 원심력이 작용하여 종래의 공동 유동 연구결과와 상이한 유동특성을 가질 것으로 판단되나, 이러한 데이터는 지금까지 보고되지 않았다. 본 연구에서는 곡면 벽상에 설치한 공동 유동을 수치해석법으로 조사하여 곡면의 곡률반경 및 유동의 마하수가 천음속 및 초음속 공동유동의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 곡면의 곡률반경이 작아질수록, 유동의 마하수가 증가할수록, 공동내부에서 발생하는 피크압력의 크기는 증가하였으며 공동으로 인한 전압력손실 증가한다는 것을 확인할 수 있다.

LES를 이용한 열린 공동 유동과 공동 내 물질 확산의 수치적 모사 (LARGE EDDY SIMULATION OF FLOW AND MASS EXCHANGE PROCESSES BETWEEN A CHANNEL AND AN OPEN CAVITY)

  • 장경식;박승오
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.239-243
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    • 2005
  • Fully three-dimensional Large Eddy Simulation calculations of the flow past 2D cavity are conducted to study the purging of neutrally buoyant or dense miscible contaminants introduced instantaneously inside the cavity. The length to depth ratio(L/D) is 2 and Reynolds number based on the depth is 3,360. Fully developed turbulent inflow are fed at the inlet from precursor simulation of channel flow. Mean flow pattern and unsteady features are investigated based on the experimental data of Pereira and Sousa. From the study of mass exchange processes, it is found that the mechanism of removal of the contaminant is very different between the non-buoyant and buoyant cases. In the buoyant case, internal wave motion which interacts with a strong cavity vortex is dominant in the ejection mechanism of the contaminants.

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곡면상에 설치된 열린 공동을 지나는 천음속/초음속 유동에 관한 연구 (II) - 비정상 유동의 특성 - (Investigation of Transonic and Supersonic Flows over an Open Cavity Mounted on Curved Wall (II) - Unsteady Flow Characteristics -)

  • 예아란;;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권6호
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    • pp.477-483
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    • 2015
  • 공동유동에 관한 연구는 공동시스템에서 발생하는 소음/진동 문제로 인하여 많은 연구가 이루어졌으며, 현제 항공우주 산업의 급속한 발전과 더불어 다양한 공학적 장치에 적용되고 있다. 하지만, 실제 공학적 응용에서 많이 적용되는 곡면 벽상에 설치한 공동유동에 관한 연구에 대해서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 곡면벽상에 설치한 공동유동의 특성을 조사하기 위해 수치계산을 수행하였으며, 곡면의 곡률 반경의 비(L/R) 및 입구 유동의 마하수를 변화시켜, 천음속/초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 조사하였다. 그 결과 곡면에 부착된 공동유동의 경우 와류의 상호작용으로 인한 압력 교란을 완화시켰으나, 압력 진동의 진폭을 증가시켰으며, 또한 마하수가 증가함에 따라 압력 진동의 진폭이 증가하였다. 주파수 분석 결과, 곡관의 무차원 진동수는 직관에 비해 낮은 값이 측정되었으며, 또한 Rossiter의 실험값에 비해 낮은 값을 가졌다.

DES 방법을 이용한 비압축성 열린 공동 유동의 수치적 모사 (DETACHED EDDY SIMULATION OF AN INCOMPRESSIBLE FLOW PAST AN OPEN CAVITY)

  • 장경식;박승오;권오준
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.48-54
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    • 2005
  • Three-dimensional incompressible flow past an open cavity in a channel is investigated using Detached Eddy Simulation(DES). The length to depth ratio of the cavity is 2 and the Reynolds number defined with the cavity depth is 3,360. The DES methods are based on the Menter's SST model. In the present work, two types of inflow conditions are used: one is RANS profile, the other is LES inflow from another Large Eddy Simulation(LES) of fully developed channel flow. The results are compared with experimental data and LES results in terms of the mean statistics, temporal physics and scalar transport phenomenon of the flow.

DES 방법을 이용한 비압축성 열린 공동 유동의 수치적 모사 (Detached Eddy Simulation of an incompressible flow past an open cavity)

  • 장경식;박승오;권오준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.148-152
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    • 2005
  • The three-dimensional incompressible flow past an open cavity in a channel is investigated using Detached Eddy Simulation(DES). The length to depth ratio of the cavity is 2 and the Reynolds number defined with the cavity depth is 3,360. The DES methods are based on the Mentor's SST model. In the present work, two types of inflow conditions are used; one is RANS profile, the other is LES inflow from another Large Eddy Simulation(LES) of fully developed channel flow. The results are compared with experimental data and LES results in terms of the mean statistics and temporal physics of the flow.

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