• Title/Summary/Keyword: 유동 응력

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Application of various flow visualization techniques on complicated three-dimensional flows (3차원 유동내에서 다양한 유동가시화 기술의 응용)

  • 정진택
    • Journal of the KSME
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    • v.33 no.9
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    • pp.803-810
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    • 1993
  • 벽면에서의 전단응력 분포와 유동장 내에서의 3차원 유동 요소를 추적하는 유동가시화 기법중 에서 몇 가지를 그 응용 예와 함께 살펴보았다. 3차원 유동의 주요 특징들과 한계유선(limiting streamlines)을 관찰하기 위해서는 oil and lampblack 기법이 충분하나 유속이 작거나 유동의 방향이 분명하지 않은 곳에서는 ink dot 기법을 적용하는 것이 좋다. Oil and lampblack 기법은 실험하고자 하는 유동의 조건에 따라 기름과 분말의 혼합비, 기름의 점도 등을 잘 선택하여야 한다. 안장점(Saddle point) 이나 재부착선(reattachment line)과 같이 성격상 중요한지점을 찾기 위해서는 털실 프로브(single tuft probe)가 유용하게 쓰이며, 이는 또 유동내에서 와동의 존재와 위치를 찾는데 쓰이기도 한다. 수치해석 결과 얻을 수 잇는 속도벡터와 같이 비교적 넓은 유동 장을 한눈에 관찰하기 위해서는 털실 격자망 (tuft grid)을 사용할 수 있으며 각 털실은 그 지 점세서의 유동의 방향과 그 안정성(steadiness)를 나타내준다. 이러한 유동가시화 방법들은 각 유동의 특성에 맞는 적절한 조건을 맞추기 위해서 많은 시행착오를 거쳐야 하며, 하나의 만족 스러운 결과를 얻기 위해서는 많은 기술과 시간과 연습을 요구하고 있어서 다른 정량적인 측정 기술과 더불어 커다란 노력과 관심을 기울여서 발전시켜야만 할 것이다.

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An Application of Algebraic Stress Model to a Two-Dimensional Buoyant Surface Jet (2차원 표층밀도분류에 대한 대수응력모델의 적용)

  • 김기흥;함계운;박준일;허재영
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.7 no.3
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    • pp.248-256
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    • 1995
  • The numerical study on the surface buoyant jets has remained of requiring more intensive investigation for problems due to the treatments of free surface, Reynolds stress/flux terms in turbulent flow and especially buoyancy effects on the turbulent fluctuation. etc. The verification of predicted results from the numerical study continues in the qualitative study. because of the lack of experimental data, which seems to be due to the difficulties in measuring the turbulent fluctuations in concentration or temperature fields. In this study, the computer program of Algebraic Stress Model has been developed to investigate the behaviours of two-dimensional surface buoyant jets with free surface boundary condition. The computational results are compared with published experimental data. By comparing these results with experimental data. it is found that this model can predict fairly well the flow characteristics of two-dimensional surface buoyant jets in the momentum-dominant region and buovancy-dominant region. Especially, it is proved that this model can predict the flow characteristics reasonably in buoyancy-dominant region stably stratified due to buoyancy effect.

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Fluid-Structure Interaction in the Axisymmetric Abdominal Aortic Aneurysm By Pulsatile Flow (맥동유동에 의한 축대칭 복부대동맥류의 유체-고체 상호작용)

  • 권치호;김영호
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.22 no.1
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    • pp.59-68
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    • 2001
  • 유체-고체 상호작용을 고려하여 다양한 복부대동맥류 모델에 대해서 맥동유동 및 구조를 동시에 해석하였다. 동맥류의 확장부 크기와 혈관벽 두께에 따라서 총 여덟 개의 축대칭 동맥류 모델을 선정하였다. 유한체적법 및 압력기반의 유한차분법을 이용하여 유동을 해석하였으며, 유한요소법을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 동맥류의 확장부위가 클수록 최대응력은 최대확장부위와 변곡점에 해당하는 동맥류의 입구 및 출구 부분에 집중되었으며, Von Mises 응력은 최대확장부위 뿐만 아니라 동맥류의 근위부와 원위부($\pm$1D)에서도 현저하게 증가하였다. 또한 더욱 확장된 모델일수록 혈관벽은 직경방향의 변위보다 축방향의 변위가 지배적이었으며, 동맥류 원위부보다 근위부에서 큰 축방향 변위를 나타냈다. 동맥류 입구부의 미약한 와류는 한 주기동안 그 크기와 강도를 더해가며 동맥류 원외부로 이동하였고, 동맥류의 내부 유동은 압력차이가 감소하는 기간동안 더 큰 영향을 받았다. 확장정도가 심할수록 동맥류 내부에 더 크고 강한 와류가 관찰되었다. 압력차이가 최소가 된 직후 동맥류의 근위부와 원위부동맥 벽 근처에서의 역방향 유동이 관찰되었다. 대체로 혈관벽 두께가 감소한 모델과 더욱 확장된 모델일수록 벽전달률은 감소하였다. 혈관벽의 탄성에 의하여 압력차이와 벽전달률 사이에 위상차가 존재함이 확인되었다. 유체-고체의 상호작용을 고려한 연구는 다른 심혈관계를 이해하는데도 매우 유익할 것으로 생각된다.

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Determination of Thermal Dtress Intensity Factors for the Interface Crack under Vertical Uniform Heat Flow (수직 균일 열유동하에 있는 접합 경계면 균열의 열응력세기계수 결정)

  • 이강용;설창원
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.1
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    • pp.201-208
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    • 1991
  • In case that an interface crack exists in an infinite two-dimensional elastic bimaterial, the crack surface is insulated under traction free and the uniform heat flow vertical to the crack from infinite boundary is given. Temperature and stress potentials are obtained by using complex variable approach to solve Hilbert problems. The results are used to obtain thermal stress intensity factors. Only mode I thermal stress intensity factor occurs in case of the homogeneous material. Otherwise, mode I and II thermal stress intensity factor is much smaller than one of mode II.

Turbulent Flow through a Square Straight and Curved Duct with Reynolds Stress Models (정사각 직관과 $180^{\circ}$ 곡관내 난류유동의 레이놀즈응력모형 적용)

  • Chun, Kun-Ho;Choi, Young-Don
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2000.04b
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    • pp.771-776
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    • 2000
  • Fine grid calculations are reported for the developing turbulent flow in a straight duct and a curved duct of square cross-section with a radius of curvature to hydraulic diameter ratio ${\delta}=R_c/H_H=3.357$ and a bend angle of 180 deg. A sequence of modeling refinements is introduced; the replacement of wall function by a fine mesh across the sublayer and a low Reynolds number second moment closure up to the near wall sublayer in which the non-linear return to isotropy model and the cubic-quasi-isotropy model for the pressure strain are adopted; and the introduction of a multiple source model for the exact dissipation rate equation. Each refinement is shown to lead to an appreciable improvement in the agreement between measurement and computation.

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Estimation of Local Stress Change of Wall-Thinned Pipes due to Fluid Flow (유체유동에 의한 감육배관의 국부응력변화 평가)

  • Kim Young-Jin;Song Ki-Hun;Lee Sang-Min;Chang Yoon-Suk;Choi Jae-Boong
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.10 no.3 s.32
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    • pp.7-12
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    • 2006
  • In this paper, a new evaluation scheme is suggested to estimate load-carrying capacities of wall thinned pipes. At first, computational fluid dynamics analyses employing steady-state and incompressible flow are carried out to determine pressure distributions in accordance with conveying fluid. Then, the variational pressures are applied as input condition of structural finite element analyses to calculate local stresses at the deepest point. The efficiency of proposed scheme was proven from comparison to conventional analyses results and it is recommended to consider the fluid structure interaction effect for exact integrity evaluation.

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Experimental study on Magnetic Flow Characteristics of MR Fluid (MR 유체의 자기유동 특성에 대한 실험연구)

  • Lee, Seok-Hyun;Kim, Ki-Young;Baek, Dae-Sung;Kwon, Young-Chul;Park, Sam-Jin
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.14 no.8
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    • pp.3611-3616
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    • 2013
  • Physical characteristics of a magneto-rheological(MR) fluid can be influenced by a magnetic field. In the present study, the behaviors of MR fluid are visualized and the shear stresses are measured under the magnetic field for density 1.3, 1.5 and 1.7 $g/cm^3$, and viscosity 100, 1000 and 10000cp. When the magnetic field is applied, particles of MR fluid are arranged along lines of magnetic field. It is observed that the flow pattern of MR fluid under the magnetic field is different from that of MR fluid without the magnetic field. Shear stress of MR fluids under the magnetic field changes significantly. Shear stress by the magnetic field increases the shape of a quadratic equation. When the density changes from $1300kg/m^3$ to $1700kg/m^3$ at 2.0A, the shear stress increases about 33%.

High Temperature Compressive Deformation Behavior of Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo Alloy (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 합금의 고온압축 변형거동)

  • Hyun, Yong-Taek;Lee, Yong-Tai;Lee, Chan-Gyu
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.11 no.2
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    • pp.82-87
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    • 2001
  • The hot deformation behavior of Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(Ti6246) alloy was investigated in both the $\alpha$+$\beta$ and $\beta$-phase fields by conducting compression tests over a strain rate range of $10^{-3}s^{-1}$ to $10^0s^{-1}$. The flow stress was increased with increasing strain rate and decreasing test temperature. The flow curves obtained at temperatures below 90$0^{\circ}C$ exhibited a flow softening. However, in the $\beta$-phase field, above 95$0^{\circ}C$, the flow stress increased monotonically with plastic strain approaching steady state values. Constitutive equations for the dependence of flow stress on strain, strain rate, and temperature were developed through the analysis of the flow curves.

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Large Eddy Simulation of the Vortex Breakdown in Swirling Flow Using MPI Parallel Technique

  • Sung Hong-Gye;Yang Vigor
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2000.05a
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    • pp.107-112
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    • 2000
  • 연소실 안으로 분출되는 스월 유동의 vortex breakdown mechanism 에 대한 연구를 하였다. 3 차원 유한 체적기법과 Runge-Kutta 시간 적분법이 적용되었으며, 난류모델은 dynamic large eddy simulation (DLES)이 적용되었다. 계산 시간의 효율성과 기억용량을 효과적으로 사용하기 위하여 message passing interface (MPI) 병렬계산 기법이 적용되었다. 스월 난류 유동에 있어서 vortex breakdown 거동을 가시적으로 표착 하였는데. 이는 스월 유동에 의한 난류 응력 증대, 난류 생성/소산율 증대 및 혼합율 증대에 대한 실험적 근거를 뒷받침하는 매우 중요한 결과이다. 또한 평균 속도와 레이놀스 응력에 대한 계산 결과도 실험 결과와 비교하였다.

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A Study on Fluid Flow of Various Viscosities in Coronary Artery (관상동맥 분지관에서 점도에 따른 유체의 유동현상 연구)

  • An, Gi-Yeong;Lee, Hyeon-Seop
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2013.04a
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    • pp.403-408
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    • 2013
  • 본 논문은 EDISON_CFD를 이용하여 관상동맥 분지관에서 점도에 따른 유체의 유동현상에 관하여 연구를 하였다. 뉴턴유체인 물의 점성계수 일때와 비뉴턴유체인 혈액의 Carreau model에서의 영전단율 점성계수(${\eta}_0$)와 무한전단율 점성계수(${\eta}_{\infty}$)일 때의 유동현상을 살펴보았다. 그 결과 점도가 증가할수록 재순환 영역에서 유체의 속도가 감소하였고 CF 및 CP값이 감소하는 구간의 수가 증가하여 벽면의 저전단응력으로 인해 생기는 재순환영역의 수가 증가하는 것으로 나타났다.

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