• Title/Summary/Keyword: 유체역학적 상호작용

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A Numerical Study on Hydrodynamic Interactions between Dynamic Positioning Thrusters (동적위치제어용 스러스터 사이의 유체역학적 상호작용에 대한 수치해석 연구)

  • Jin, Doo Hwa;Lee, Sang Wook
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.41 no.6
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    • pp.373-380
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    • 2017
  • In this study, we conducted computational fluid dynamics (CFD) simulations for the unsteady hydrodynamic interaction of multiple thrusters by solving Reynolds averaged Navier-Stokes equations. A commercial CFD software, STAR-CCM+ was used for all simulations by employing a ducted thruster model with combination of a propeller and No. 19a duct. A sliding mesh technique was used to treat dynamic motion of propeller rotation and non-conformal hexahedral grid system was considered. Four different combinations in tilting and azimuth angles of the thrusters were considered to investigate the effects on the propulsion performance. We could find that thruster-hull and thruster-thruster interactions has significant effect on propulsion performance and further study will be required for the optimal configurations with the best tilting and relative azimuth angle between thrusters.

Application of Sacrificial Piles for Scour Countermeasures around Bridge Pier (교각주위의 세굴방지를 위한 희생파일의 적용)

  • 김웅용;최기봉
    • Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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    • 2000.06a
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    • pp.229-234
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    • 2000
  • 교량의 교각 및 교대에 대한 세굴의 영향은 많은 학자들의 관심이 되어왔다. 연구의 주된 관심은 세굴에 영향을 미치는 인자들의 역학적인 거동에 대한 것으로써 세굴인자들의 최대 영향 및 최대세굴심을 예측하는 적절한 방법들이 연구되었다. 특히, 교각에서 일어나는 세굴은 이동하는 유체의 역학적인 상호작용과 불균등하게 분포된 하상입자들을 포함하는 3차원적인 문제로서, 그 현상이 대단히 복잡하여 하천흐름과 하상재료의 특성 및 교각의 형상과 같은 여러 요소에 의해 지배를 받기 때문에 세굴에 대한 정확한 예측은 매우 어렵다. 따라서, 복잡한 세굴인자들로 인해 세굴에 관한 연구는 주로 실험에 의하여 이루어지고 있는 실정이다. (중략)

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A Numerical Simulation of Hydrodynamic Interactions Between Two Moored Barges with Regular Waves (규칙파 중 계류된 두 바지선의 유체역학적 상호작용에 관한 수치시뮬레이션)

  • Lee, Sang-Do;Bae, Byung-Deug;Kim, Dae-Hae
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.22 no.6
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    • pp.615-624
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    • 2016
  • In this study, two rectangular barges in close proximity were simulated to analyze the characteristics of motion responses due to hydrodynamic interactions. Using a numerical solution from DNV-GL SESAM, coupled stiffness matrix terms for these same FEM models were added to the multiple body modes in the surge direction. Potential theory was used to calculate the first order radiation and diffraction effects on the simulated barge models. In the results, the sheltering effect of the barges was not shown at 1.3 rad/s with hull separation of 20 m in transverse waves. The separation effect between the barges was more clear with longitudinal waves and a shallow water depth. However, sway forces were influenced by hull separation with transverse waves. The peaks for sway and heave motion and sway force occurred at higher frequencies as hull separation narrowed with longitudinal and transverse waves. Given a depth of 10 m, the sway motion on the lee side of a coupled barge made a significant difference in the range of 0.2-0.8 rad/s with transverse and oblique waves. Also, the peaks for sway force were situated at lower frequencies, even when incident waves changed.

Analysis on Interaction of Regular Waves and a Circular Column Structure (전산유체역학을 이용한 규칙파와 원형 기둥 구조물의 상호작용 해석)

  • Song, Seongjin;Park, Sunho
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.20 no.2
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    • pp.63-75
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    • 2017
  • In offshore environment, an accurate estimation of a wave-structure interaction has been an important issue for safe and cost effective design of fixed and floating offshore structures exposed to a harsh environment. In this study, a wave-structure interaction around a circular column was investigated with regular waves. To simulate 3D two-phase flow, open source computational fluid dynamics libraries, called OpenFOAM, were used. Wave generation and absorption in the wave tank were activated by the relaxation method, which implemented in a source term. To validate the numerical methods, generated Stokes 2nd-order wave profiles were compared with the analytic solution with deep water condition. From the validation test, grid longitudinal and vertical sizes for wave length and amplitude were selected. The simulated wave run-up and wave loads on the circular column were studied and compared with existing experimental data.

An Application of Mooring System Analysis of FPSO with Vessel Moored Along the Side (FPSO 측면 계류된 Vessel의 계류계 해석 적용 사례)

  • Kim, Deok-Su;Heo, Joo-Ho
    • Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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    • 2002.10a
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    • pp.124-128
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    • 2002
  • 본 논문에서는 FPSO 측면에 나란히 연결된 작업선에 대한 계류계 해석이 수행되었다. FPSO 측면에 연결된 작업선의 횡동요에 의한 충돌 가능성, 작업선의 연결선 및 펜더의 파손 가능성 등에 대한 검토가 이루어졌다. 다물체 계류계 해석을 위하여 MOSES 프로그램을 사용하였고, FPSO와 작업선과의 유체역학적 상호작용은 무시하였다.

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PBD-based Framework for Efficiently Handling Rotation and Deformation of Surfaces due to Air in Balloon (풍선 속 공기로 인한 표면의 회전과 변형을 효율적으로 처리하기 위한 PBD 기반 프레임워크)

  • Ju-yong Lee;Jong-Hyun Kim
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2024.01a
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    • pp.379-382
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    • 2024
  • 본 논문에서는 위치기반 동역학(Position based dynamics, PBD)을 기반으로 하는 프레임워크를 활용하여 풍선 내 공기로 의한 표면의 회전과 변형을 효율적으로 표현할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 기존의 경우 볼륨 형태인 다면체 메쉬(Tetrahedral mesh)를 활용하여 표면 내부를 모델링 하거나 입자 기반의 유체 시뮬레이션을 통하여 공기역학을 계산해야 되지만, 각각의 동역학뿐만 아니라 상호작용까지 고려해야 되기 때문에 계산양이 커서 다양한 분야에서 활용하기 어렵다. 본 논문에서는 이 문제를 효율적으로 풀어내기 위해 공기의 움직임을 파악하기 위한 유체 시뮬레이션을 계산하지 않고도, 풍선 내 바람에 의한 표면 수축 및 확장을 PBD기반으로 풀어내고, 공기가 빠질 때 나타나는 표면의 회전을 효율적으로 계산할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법은 정점(Vertex)의 개수가 많은 모델에서도 실시간 처리되는 결과를 보여 줄 수 있기 때문에 게임뿐만 아니라 실시간을 요구하는 물리기반 가상환경 구축에 활용될 수 있다.

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Numerical Analysis on the Effect of High-Shear in a Rotor-Stator Mixer (Rotor-Stator Mixer 전단효과에 관한 수치 해석적 연구)

  • Yeum, Sang Hoon;Lee, Seok Soon
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.13 no.5
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    • pp.39-48
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    • 2019
  • The turbulent flow in the rotor-stator mixer is based on shear characteristics generated by the interaction of the stator with the rotor rotating at high speed. In this study, the flow characteristics analysis of the unsteady state generated by the interaction of the rotor and the stator in the prototype model of the emulsion-fuel related mixer development was performed with the MRF and SMM by applying the ANSYS FLUENT $k-{\varepsilon}$ (RKE) turbulence model. The behavior and shear characteristics of the flow particles generated at the interface between the designed rotor and stator, and trends such as velocity distribution and turbulence eddy dissipation, were predicted and verified using the CFD analysis.

Numerical simulation of a double dam break driven swash using an overset dynamic mesh capability of OpenFOAM (OpenFOAM overset 동격자 기법을 활용한 이중 댐 붕괴 파랑수치모형실험)

  • Ju Hee Ok;Yeulwoo Kim
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.222-222
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    • 2023
  • 오픈 소스 유체역학 소프트웨어인 OpenFOAM은 다양한 유체 흐름에 적용 가능한 프로그램들로 구성되어 있다. 이 중 interFoam은 밀도가 다른 두 유체(i.e., 물, 공기) 간의 경계를 추적하는 기법을 기반으로 한 프로그램으로, 파랑의 거동 모의에 주로 쓰이고 있다. 파생형 프로그램으로는 동격자(dynamic mesh) 및 중첩 격자 기법(overset grid method)을 interFoam에 추가한 overInterDyMFoam이 있다. 두 기법을 사용하면 각각 여러 영역에서 유체흐름과 다중 물체 간의 상호작용을 효율적으로 모의할 수 있다. 본 연구에서는 overInterDyMFoam을 사용하여 두 개 수문의 개방 움직임을 구현하고 생성된 파랑이 포말대(swash zone)에 접근하였을 때의 흐름 특성을 조사하였다. 수치모형실험 결과 수문 개방 속도가 댐 붕괴 파랑 흐름 전파속도에 영향을 미치는 사실을 발견하였다. 또한, 처오름과 처내림의 상호작용에 의한 난류 운동 특성을 조사하기 위해 수문 개방시간 간격을 0초~3초로 설정하였다. 수치모형실험 결과는 수리모형실험의 수면 변동 시계열과 속도 시계열 결과와 비교하여 모형의 정확성이 검증되었다.

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Study on noise prediction of non-cavitating underwater propeller with hull-appendages effect (선체-부가물 영향을 고려한 비공동 수중추진기의 소음예측 연구)

  • Choi, Jihun;Seol, Hanshin;Park, Ilryong;Lee, Soogab
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.38 no.3
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    • pp.247-255
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    • 2019
  • In this study, to predict the noise of a submarine propeller which is going to become bigger and faster, the non - cavitating propeller noise was predicted based on the numerical analysis which considering the interaction of the hull - appendages - propeller. In order to predict the radiated noise of the propeller, the flow field for the entire region of hull-appendages-propeller was computed by CFD (Computational Fluid Dynamics). And the noise for the thickness noise and the load noise was numerically predicted using FW-H (Ffwocs Williams-Hawkings) acoustic analogy. Numerical noise prediction results were verified by model tests and showed good agreement with the measurement results in predicting total noise level and low frequency noise.

Base Drag Characteristics with Exothermic Bleed/Jet (발열성 유출류와 제트를 고려한 기저부 저항 특성)

  • Shin J.R.;Choi J.Y.;Kim C.K.
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.327-330
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    • 2006
  • Numerical simulations were carried out to investigate the base drag characteristics of a base bleed projectile with a central propulsive jet by considering the base homing process. Overall fluid dynamic process is modeled by Wavier-Stokes equations for reacting flows with two-equation $k-\omega$ SST turbulence closure. The combustion process is modeled by finite-rate chemistry with a given partially burned exit condition of the BBU (base-bleed unit). Besides the demonstrating the capability of the present CFD solver for the base drag and the interaction of the base flow with a rocket plume, present study gives an insight into the fluid dynamics and the combustion process of the hybrid-propulsion projectile.

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