• 제목/요약/키워드: 유동안정성

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압축성 코드에서 예조건화 코드로의 이전 (Migration from Compressible Code to Preconditioned Code)

  • 한상훈;김명호;최정열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.183-195
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    • 2007
  • 이차원 범프 유동에 대한 다양한 예조건화 행렬의 수렴 특성을 살펴 Choi 와 Merkle 의 예조건화 행렬을 선택하여, 압축성 및 예조건화 Roe의 Riemann 해법의 수치 소산항을 수학적으로 비교하였다. 이 결과 코드의 구조는 동일하게 유지한 채, 고유치의 작은 수정만으로 압축성 해법을 예조건화 해법으로 이전할 수 있는 방법을 알 수 있었다. 아울러 점성 유동 영역에서의 안정성 및 정확성을 향상시키기 위하여 von Neumann 안정 조건 및 점성 자코비안을 고려하였으며, 개발된 코드는 표준 검증 문제에 적용하여 검증을 수행하였다.

Dynamic Moving Mesh 기법을 이용한 비행조종작동기 제어용 파일럿 밸브 내부 정상/비정상 캐비테이션 유동 해석 (Steady/Unsteady Cavitating Flow Analysis of Pilot Valve in Flight Actuator System Using Dynamic Moving Mesh)

  • 손갑식;이세욱;김대현;김상범;박상준;장기원;조진수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권7호
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    • pp.634-642
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    • 2011
  • 비행조종작동기 제어용 파일럿 밸브의 내부 유동 및 응답 특성을 분석하기 위해 캐비테이션 모델과 격자 이동 기법을 사용하여 정상/비정상 유동의 수치 해석을 수행하였다. 작동 온도와 시간에 따른 밸브 내부 유동을 분석한 결과, 일정 온도 이상에서 밸브 특성이 안정되는 현상을 발견하였고 캐비테이션이 밸브 성능에 미치는 영향성을 파악하였다. 밸브 내부 압력과 응답 특성을 분석하였으며 비정상 유동이 발달하여 정상 유동 특성과 일치하는 것을 확인하였다.

C20 Cluster의 안정한 구조 탐색

  • 유동선;이규현
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제2회(2013년)
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    • pp.205-209
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    • 2013
  • 본 실험에서는 탄소 cluster 중에서 fullerene 구조를 가질 수 있는 가장 작은 cluster인 $C_{20}$ cluster에 대해, 기존 연구에서 가장 안정한 것으로 제시된 cage(fullerene), bowl, ring의 3가지 구조와 $Si_{20}$ cluster를 모방한 구조 하나의 안정성을 확인하였다. ab-initio calculation을 지원하는 Edison nanophysics의 LCAODFLab을 이용하여 LDA-CA, GGA-PBE 두 가지 방법으로 계산하였다. 계산 값을 바탕으로 각 구조의 원자화에너지를 비교한 결과 LDA와 GGA 모두 cage, bowl, ring의 순서로 안정하였다. 최적화한 구조에 대하여 구조분석을 진행하였다. 최적화 결과 Bowl은 $C_{5v}$, ring은 $D_{10h}$, cage는 $C_{2h}$ 대칭성을 가지는 구조였으며, LDA, GGA 계산 모두 $C_{20}$ 구조의 spin polarization에는 영향을 받지 않았다.

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평면상 날카로운 돌출부 위를 흐르는 난류 재순환 유동해석을 통한 ASQUICK차분법의 수치적 성질확인 (Confirmation of Numerical Properties of ASQUICK Scheme through Numerical Simulation of Recirculating Turbulent Flow over a Sharp Rib Mounted on a Plane Surface)

  • 김성준
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권6호
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    • pp.1250-1256
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    • 1989
  • 본 연구에서는 수치계산의 불안정성 때문에 과거 고차 정확도 유한차분법 들로 수치계산하기 어려웠던 날카로운 돌출부 위를 흐르는 난류유동현상을 ASQUICK 차분법으로 수치해석하고 그 수렴해를 얻음으로써 수치계산의 안정성을 확인하며 수치계산 결과를 HYBRID차분법에 의한 수치해석치 및 재순환난류유동의 특성치라 할 수 있는 재순환영역길이 실험치와 상호비교함으로써 수치계산의 정확도 향상효과를 확인하고자 한다. 더불어 수치계산의 수렴과정에 큰 영향을 미치는 것으로 잘 알려 져 있는 속도 압력교정법으로써의 PISO법을 ASQUICK차분법과 함께 사용해 PISO-ASQU- ICK조합의 유용성을 확인하고자 한다.

PEG 마이크로 섬유 제조를 위한 마이크로플루이딕 제조방법 (In situ Microfluidic Method for the Generation of Uniform PEG Microfiber)

  • 최창형;정재훈;이창수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권4호
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    • pp.470-474
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    • 2010
  • 본 연구는 간편한 마이크로플루이딕 칩을 이용하여 매우 균일한 PEG 마이크로섬유 제작방법을 소개한다. 두 섞이지 않는 상의 주입을 통하여, 연속상의 덮개유동(sheath flow)이 분산상의 안정된 늘어지는 유동(Elongated flow)을 형성하고 채널 내부에 자외선 조사를 통해 고분자 마이크로섬유가 형성되도록 한다. 안정된 마이크로 유동형성의 최적화를 위해 각 사용되는 분산상 유체의 부피유속과 케필러리 수의 상관관계를 이용하여 조사하고 이를 이용하여 최적조건을 확립하였다. 안정된 유동영역에서 형성된 마이크로섬유는 매우 균일하며 재현성이 우수하다. 중요하게는 부피제어를 통해 마이크로섬유의 두께 제어가 가능하며 이를 이용하여 원하는 두께를 손쉽게 얻을 수 있다. 또한, 이와 같은 시스템을 통해 얻어진 마이크로섬유에 물리적으로 생체물질을 고정화하여 바이오센서 및 조직공학에서 적용 가능한 도구로 사용될 수 있음을 보여준다.

소형 무인항공기 추진용 덕티드팬의 공력특성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Aerodynamic Characteristics of the Ducted fan for the Propulsion of a Small UAV)

  • 류민형;조이상;조진수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.413-422
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    • 2012
  • 덕티드팬을 추진 장치로 사용하는 소형 무인항공기는 도심 및 협소한 공간에서 정찰 및 감시에 사용 가능하며, 프로펠러에 비해 높은 추진 효율과 추력 특성을 나타낸다. 덕티드팬 무인항공기의 운용 거리와 비행 시간을 증가시키기 위해서는 정지 비행 및 전진 비행시의 추력 특성연구가 중요하며 비행 안정성 확보를 위해서는 비정상 3차원 유동 특성 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 동익과 정익으로 구성된 덕티드팬의 설계 결과 검증과 안정적인 비행 특성을 확인하기 위해 덕티드팬의 추력 특성과 비정상 3차원 유동장을 계측하였다. 덕티드팬의 정지 및 전진 비행시의 추력 특성은 소형 아음속 풍동의 6분력 밸런스 시스템을 이용하여 측정되었고, 비정상 3차원 유동장은 $45^{\circ}$ 경사열선의 프로브 고정법에 의해 분석되었다. 덕티드팬의 덕트와 정익이 추력특성에 다소 큰 영향을 미치며, 정익에 의해 덕티드팬의 안정적인 비행이 가능함을 확인하였다.

LNG-FPSO에서 상부구조물의 시스템 가용도를 고려한 해저 배관의 유동안정성 연구 (A Study on the Flow Assurance in Subsea Pipeline Considering System Availability of Topside in LNG-FPSO)

  • 김영민;최준호;이정환
    • 한국가스학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.18-27
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    • 2020
  • 본 연구에서는 LNG-FPSO 상부구조물의 시스템 가용도를 고려한 해저 유동관내 유동안정성 연구를 수행하였다. 이를 위해 PVCap 억제 성능 평가 실험, LNG-FPSO 상부구조물 가용도 분석, 유동관내 하이드레이트 위험도 평가, PVCap 주입 농도 산출로 구성된 하이드레이트 관리 전략을 수립하였다. 과냉각 온도 6.1, 9.2, 12.1℃에 따라 PVCap의 하이드레이트 지연시간을 측정함으로써 PVCap 주입 농도 결정에 필요한 실험 기준을 확보하였다. 시스템 가용도 분석을 통해 산출된 20년 동안의 LNG-FPSO 상부구조물의 가용도는 89.3%이며, 50시간의 최장 고장 시간이 연간 2.9회 발생하였다. 현장 자료를 이용하여 다상 유동 시뮬레이션을 위한 유동관 모델을 구축하였다. 다상 유동 시뮬레이션을 통해 하이드레이트 플러깅 위험도를 예측한 결과, 50시간의 생산 중단 조건에서는 23.2시간 만에 유동관 끝단에서 하이드레이트가 발생하는 것을 확인하였다. 하이드레이트 방지를 위해 PVCap 실험 결과를 기반으로 PVCap 주입 농도를 산출하였으며, 0.25 wt%의 PVCap을 연간 2.9회 주입하면 하이드레이트 플러깅을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

S/B 라텍스 특성에 따른 커튼코팅용 도공액의 커튼안정성 변화

  • 김채훈;이학래;최은희
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.227-227
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    • 2010
  • 기존 도공지 생산 공정에서 널리 사용되던 블레이드 도공방식을 대체할 수 있을 것으로 기대되는 커튼코팅 방식은 스크래치, 스트릭, 미스팅, 블레이드의 마모등을 발생시키지 않고 고고형분 도공이 가능하며 우수한 커버리지를 갖는 도공층을 형성시킬 수 있다는 장점을 갖고 있다. 뿐만 아니라 하나의 코팅 유닛에서 여러개의 도공층을 한번에 형성시킬 수 있어 설비투자비용 및 건조에너지, 공간활용도 절감 측면에서도 한층 유리하다. 커튼 코팅 방식에서 도공액의 유동은 도공액이 필름 형태로 사출되는 sheet forming zone, 도공액 커튼이 낙하하는 curtain flow zone, 도공액 커튼이 원지와 접촉하는 impingement zone으로 나뉜다. 커튼 코팅이 이루어지기 위해서는 sheet forming zone과 curtain flow zone에서 도공액이 얇은 막 상태를 안정적으로 유지하고 impingement zone에서는 고속으로 이송되는 도공원지에 의한 급격한 신장 조건에서 도공액 필름이 끊어지지 않고 유지되어야 한다. 이를 위해 유화제를 통해 동적 표면 장력을 낮초고 rheology modifier를 통해 점도 및 신장점도를 조절해 도공액의 커튼 안정성을 부여하는 연구가 보고된 바 있다. 도공액 제조시 바인더로 널리 사용되는 S/B 라텍스는 입도, 유리전이온도, 표면전하 등 그 특성을 달리하여 제조할 수 있으며 이러한 특성에 따라 도공액의 점도와 같은 유변특성이 변화하여 도공액의 커튼 안정성에 영향할 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 입자경과 유리전이온도, 카르복실화 정도 등을 달리한 다양한 S/B 라텍스를 사용하여 유변특성을 달리한 도공액을 제조하고 커튼 안정성의 변화를 살펴보고자 하였다.

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풍력발전기 타워의 후류 불안정성 억제를 위한 수치연구 (Numerical Analysis for Suppressing Unsteady Wake Flow on Wind Turbine Tower)

  • 김수용;진도현;김종암
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제1회(2012년)
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    • pp.33-36
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    • 2012
  • 풍력발전기 성능은 유동의 안정성과 풍속에 의해 결정되는데, 이때 유동 불안정성은 풍력발전기의 성능뿐만 아니라 구조적 문제를 함께 유발시킨다. 본 연구에서는 풍력발전기 타워 후류에서의 불안정성을 최소화시키기 위하여 타워 단면의 기초 형상설계 연구를 수행하였다. 기존의 풍력발전기 타워 형상에 부가 구조물을 설치함으로써 Karman vortex의 생성을 지연시키고 와류 간섭현상을 줄여 풍력발전기의 안정성을 증대시키고자 하였다. 이를 위해 다양한 타워 단면 형상에 대하여 양력계수 및 항력계수를 비교 분석하였다. 그 결과 반지름의 1/2 길이의 자유류 방향 tip과 splitter plate를 후방에 설치하는 것이 후류 불안정성을 억제하는데 가장 효율적인 것으로 나타났다.

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유동유체에 의한 파이프의 동적안정성에 미치는 외부감쇠와 말단질량의 영향 (Effect of External Damping and Tip Mass on Dynamic Stability of Pipes Conveying Fluid)

  • 김효준;류봉조;정승호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.569-574
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    • 2009
  • The paper presents the influences of the external damping and the tip mass on dynamic stability of a vertical cantilevered pipe conveying fluid. In general, real pipe systems may have some valves and attached mechanical parts, which can be regarded as attached lumped masses and support-dampers. The support-dampers can be assumed as viscous dampers. The equations of motion are derived by energy expressions using extended Hamilton's principle, and some numerical results using Galerkin's method are presented. Critical flow velocities and stability maps of the pipe with external dampers and tip mass are obtained for various tip mass ratios, external damping coefficients and positions of the viscous dampers.