• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권2호
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• pp.292-299
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• 1993

원자로 노심내 핵 연료봉의 정확한 온도 분포를 구하기 위해서는 핵 연료봉 주위의 난류 유동장에 대한 해석이 필요하다. 난류 유동장의 특성을 파악하기 위해 실험적 연구와 해석적 방법에 의한 연구가 함께 수행되고 있다. 본 기고문은 현재까지 보고된 난류 유동장의 특성을 알아보고 해석적 방법의 연구 동향과 문제점을 분석하여 이 분야에 대한 연구 활동에 도움이 되고자 한다.

• 천문학회보
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• 제45권1호
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• pp.52.3-52.3
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• 2020

천문학적 유체는 강하게 자화되어 있는 경우가 많은데, 이러한 강한 자기장을 얻는 한 방법이 난류에 의한 자기장의 증폭이다. 플라즈마 효과나 기타의 이유로 약한 씨앗 자기장이 유체에 생길 경우, 난류는 이 씨앗 자기장을 매우 효과적으로 증폭시킬 수가 있다. 이 과정을 난류 다이너모라 하는데, 난류 다이너모는 주로 비압축성 난류 구동력을 사용하여 연구해 오고 있다. 비압축성 구동력을 사용할 때의 난류 다이너모 과정은 비교적 잘 규명되어 있다. 기존의 연구 결과에 의하면, 자기장의 세기는 지수 함수적 성장을 거친 후 선형적 성장 단계를 겪는다. 이후, 자기장의 에너지 밀도가 난류의 에너지 밀도와 비슷해지면 자기장은 더 이상 성장하지 못하고 포화 상태에 접어든다. 결론적으로 난류는 자기장이 동력학적으로 중요한 수준까지 증폭을 시킬 수 있다. 압축성 난류 구동력을 사용한 난류 다이너모 연구도 일부 존재하는데, 기존의 연구 결과에 의하면 다이너모 효과가 비압축성 구동력의 경우보다 비효율적이다. 본 연구에서는 압축성 구동력을 사용하여 난류 다이너모를 체계적으로 연구하였다. 특히 압축성 구동력과 비압축성 구동력이 난류 다이너모 효과에 어떤 차이를 주는지 체계적으로 비교하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제1권1호
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• pp.47-54
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• 1996

비유선형 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 재부착, 주기적 와열의 생성등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 이와 같은 유동의 2-방정식 난류모델을 이용한 정확한 예측은 일반적으로 불가능 하다고 인식되어 왔으나, 본 연구에서는 기존의 비교적 단순한 난류모델을 활용한 정사각주 주위의 비정상 난류유동의 예측 가능성을 체계적으로 규명하였다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석의 결과에 미치는 영향을 살펴 보았다. 기존의 표준 κ-ε모델은 정체점 주위에서 난류생성항의 과도한 예측으로 말미암아 재부착 및 와열생성의 정확한 예측이 불가능 하였으나, RNG κ-ε 모델을 사용한 경우 이와 같은 현상을 제거 할 수 있었다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분, 격자의 크기 및 대류항 처리법 등에 영향을 받았으며, 특별히 대류항 처리법에 따라 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다.

• 기계저널
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• 제34권9호
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• pp.666-677
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• 1994

이 글에서는 난류유동의 개략적인 특성을 살펴보았고, 환경 및 산업에서 등장하는 난류유동 문 제의 종류들과 그 해결방법들을 살펴보았다. 기술의 역사를 반추해보면 과학적 진보로부터 얻은 연구결과가 응용됨으로써 많은 분야의 사람들에게 넓고 보편적인 개념으로 확장 적용될 때 기 술적 진보가 이루어졌음을 우리는 알고 있다. 난류는 더 이상 복잡하고 어려운 학문이나 과학 으로 인식되어서는 안되며 누구나에게 보편적인 상식으로 파급되어야 한다. 현재까지 개발된 난류유동의 지식으로서도 충분히 해결가능한 문제들이 도처에 산재되어 있으며, 시급한 해결을 요구하고 있는 중요한 문제들이 대부분이기 때문이다. 특히, 전지구적인 문제로 부각된 환경문 제를 해결하고 산업기술의 획기적인 진보를 달성하여 지속가능한 기술적 미래를 창조하는 엔지 니어들은 더욱 큰 책임의식을 가지고 난류를 공부해야 할 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-18
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• 1987

본 연구에서는 입자가 부상된 이상난류제트유동에 Einstein의 확산모형, Pes- kin모형, 3-방정식 모형, 4-방정식 모형, 대수응력모형 등을 적용하여 해석하고 각 모 형들의 결과를 비교 분석하였다. 이상난류유동의 수치해석에서 공기는 제1유체유동 으로 하고 첨가되는 고체분말의 흐름은 밀도(.rho.$_{p}$), 층류동점성계수(.nu.$_{p}$), 과점성계수(.nu.$_{pt}$ )를 갖는 제2유체유동의 흐름으로 간주하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.42-42
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• 2015

사행수로에서의 원심력은 비선형적인 압력분포를 야기하여 이차류, 편수위 등과 같은 불규칙하고 복잡한 흐름을 발생시킨다. 일반적으로 이들 흐름은 난류이고 매우 3차원적이며 자유수면과의 상호작용이 중요한 역할을 할 수도 있다. 환경, 유사이동, 지형 변화와 관련된 환경 수리학적 관점에서 사행수로에서의 흐름을 이해하고 설계하기 위해서는 이러한 복잡한 3차원 흐름을 정확하게 계산하는 것이 매우 중요하다. 이 연구에서는 유한차분법에 근거한 3차원 흐름해석 모형을 이용하여 사행수로에서의 난류 흐름을 모의하고자 한다. 지배방정식은 3차원 비정상 RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 방정식이며, 난류 해석을 위해서 공학적으로 널리 이용되고 있는 난류 모형 중 k-omega 모형을 이용한다. 수치모형은 시간과 공간에 대해서 2차 정확도의 이산화 기법을 적용한다. 자유수면의 변동은 이상(two-phase) VOF (volume of fluid) 기법을 이용하여 계산한다. 수치모형의 적용 대상은 기존 문헌에서 제시되어 있는 키노시타 사인곡선을 이용하여 만든 폭 60cm의 사행수로에서 후르드수 0.23 그리고 레이놀즈수 41,700의 조건에서 발생시킨 난류 흐름이다. 적용한 난류모형들을 이용하여 해석한 결과들을 유속벡터분포와 수위의 항으로 비교분석하여 사행수로에서 발생되는 이차류와 편수위 변화 재현에 대한 수치모형의 적용성을 평가하고 각 난류모형들의 특성을 제시한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.693-695
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• 2003

차단기내에서 일어나는 아크철상을 모의하기 위해서는 수학적으로 표현할 수 있어야 한다. 하지만, 아크의 물리적 현상이 대단히 복잡하여 수식화 하기가 쉽지 않을 백만 아니라 논리적으로 이상이 없는 결과를 얻는 일도 쉽지 않다. 특히, 아크를 표현하는 수식에는 많은 경험적 변수 또는 실험결과를 고려하여 조정되어야 할 변수가 존재한다. 그 대표적인 것이 난류 변수(turbulence parameter)와 방사에너지 전달에서의 방사계수(emission coefficient)이다. 본 논문은 차단기가 전류차단 후의 열적회복과정에서, 난류변수에 따른 아크-후 전류(post arc current)를 계산한 결과를 제시한 것이다. 난류변수에 따른 아크의 냉각효과를 검토하고 있으며, 실험결과 비교하여 가장 잘 맞는 난류변수의 값을 제시하고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.65-69
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• 2015

하천에서 유사이동은 하천환경과 하천형상을 결정하는 주요 요소이므로 이를 해석하는 것은 매우 중요하다. 그러나 유사이동은 일반적으로 이상흐름 (two-phase flow)이며 난류를 동반하기에 이를 해석하기에는 쉽지 않다. 이상흐름을 해석하는 방법으로는 유사를 연속상인 유사구름(sediment cloud)으로 표현하여 해석하는 Euler-Euler 모형이 있으며 입자를 직접 추적하여 해석하는 Euler-Lagrange 모형이 있다. 본 연구에서는 유사이동 해석을 위하여 Euler-Lagrange 모형을 사용하였으며 흐름의 진동성분을 고려하기 위하여 EIM (Eddy Interaction Model)을 사용하였다. 유체의 유속은 Dou (1987)가 제시한 경험식을 사용하였고 난류운동에너지와 소산률은 Nezu and Nakagawa (1993)가 제시한 식을 사용하였다. EIM에서 입자에 발생하는 와의 영향시간(eddy interaction time)을 계산하기 위해 Gosman and Ioannides (1983)가 제시한 eddy lifetime과 eddy crossing time을 사용하였다. 유사입자는 입자의 운동량방정식을 풀어 그 거동을 추적하였으며 일정 시간 후 입자의 수를 이용하여 농도를 계산하였다. 유체에 발생하는 유속의 진동성분에 의해 입자가 부상하고 중력에 의해 흐름에 따른 일정한 농도분포 형태를 가지는 것을 확인하였다. 유사의 입자크기와 흐름에 따른 농도분포를 계산하였으며, 이를 측정치와 비교하여 EIM의 적용성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권6호
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• pp.772-778
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• 2002

A numerical analysis of turbulent gas-particle two-phase flow is performed in conjunction with the experiments of Fackrell ＆ Robins and Raupach & Legg that considered ground-level source and/or elevated source flat plate flow. K-$\omega$ turbulence model is used in order to analyze fully turbulent flow field and the concentration equation with settling velocity is adopted for the concentration field. The model of Einstein and Chien is applied that couples the velocity field and the concentration field. Turbulent eddy viscosity is re-evaluated in this model. The present numerical results have good agreement between the simulation and the experimental data for the mean flow velocities and particle concentrations. While the previous study shows about 27% error in the vicinity of the source of particle concentration, the .present study allows about 14% error. A new turbulent gas-particle flow model developed by this study is able to cut down error by 13% at a near source.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.85-88
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• 2010

본 연구에서는 액체로켓 분사기에서 임계압력 이상의 추진제의 혼합과 연소과정을 수치적으로 모사하여 분석하고자 하였다. 이 과정에서 확장된 $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 이용하여 난류 속도장을 예측하였고 고압에서의 실제 유체 효과를 고려하기 위하여 혼합 추진제의 물성치는 SRK 상태 방정식을 이용하여 계산하였다. 또한 난류 확산 화염에서의 좀 더 정확한 난류와 화학반응의 상호작용을 고려하기 위하여 실제 유체 효과를 고려할 수 있는 층류 화염편 모델을 이용하였다. 수치적인 계산을 바탕으로 이상기체 가정을 사용한 결과와 비교하여 실제 유체의 효과와 기체메탄/액체산소 동축 전단 분사기의 제트화염 구조를 상세하게 살펴보았다.