A numerical study based on the three-dimensional Reynolds averaged Navier-Stokes equations is presented to analyze the transonic flowfield through two-stage axial compressor. Explicit four-step Runge-Kutta scheme is used for solution algorithm, and local time step and implicit residual averaging are introduced for enhancing the convergency. Artificial dissipation model is adopted to assure the stability of solution. The solver is coupled with Baldwin-Lomax model to describe turbulence. To avoid calculating the unsteady flow, a mixing process is modeled at a station between rotating and stationary blade rows. Results show a variety of important physical phenomena. Comparison of the flowfields with and without tip clearance shows that the effect is considerable in this flowfield. Comparisons with experimental data carried out to validate the calculational results show reasonable agreements. Some remedies are also suggested to improve the revealed problems.
인공위성의 궤도진입에 사용되는 액체추진제 로켓엔진의 개발에서 분사기 설계를 적절히 수정, 보완 할 목적으로 수행된 핵심부품별 유동해석의 내용이 기술되었다. 단일 격자계를 구성하기 어려운 복잡한 형상의 분사기 유동장에 대한 격자계 구성을 용이하게 하고, 3차원의 점성 유동해석을 컴퓨터 기억 용량에 제한없이 수행하기 위한 다중블럭 격자기법이 사용되었다. 분사기의 내부유동은 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식으로 pseudocompressibility 방법을 이용하여 수치모사되었다. 정상상태의 해는 근사 인자분해에 의한 ADI 기법으로 계산되고, 공간미분항에 대해 nonstaggered 격자계에서 2차 중앙차분을 사용하며 수치해의 안정성을 위해 인공점성항을 추가하였다. 난류계산을 위해 Baldwin- Lomax의 대수적 난류모델에 다수의 벽면효과를 고려하였다. 해석결과는 분사기의 성능에 영향을 미칠 수 있는 유동조건에 따라 분석되었다.
일정변형률압밀사시험의 효율성 및 적용성을 구체화하기 위해 인공시료 또는 한정된 지역에서 채취한 불교란 점성토 시료가 아닌 광범위한 지역에서 채취한 불교란 점성토 시료에 대해 시험을 실시하였다. 시료채취의 대상지역은 우리나라의 서해안에서 동해안에 이르는 13개 지역이며, 29개의 불교란 자연시료를 채취하여 일정변형률압밀시험을 113회 실시하였다. 또한, 비교하기 위해 표준압밀시험도 병행하였다. 시험결과로부터 얻어진 압밀정수에 대한 공학적 특성을 고찰하였고, 회기분석을 통해 통계식을 제안하였다. 두 시험법에 의해 산출된 압밀정수를 비교 분석한 결과 수압비가 20% 이내인 범위에서는 일정변형률압밀시험의 변형률 속도가 압밀시험의 정수에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 압축지수 및 압밀계수는 일정면형률시험의 결과 값이 표준압밀시험의 결과 값보다 크게 산출되었으나 일관성을 보였다. 또한, 선행압밀압력에 있어서는 두 시험법에 Cassagrande의 방법을 적용할 경우 서로 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구로부터 일정변형률압밀시험을 사용하여 표준압밀시험에 상용하는 상호관계식 개발의 타당성을 확인할 수 있었다.
인공어초는 해양환경을 개선하고 어류와 해양생물들에게 주거지를 제공하는 인공 수중 구조물이다. 특히 인공어초가 느슨한 모래, 연약한 점성토와 같은 연약지반에 설치될 경우 인공어초의 자중에 의해 인공어초의 침하가 발생하게 된다. 본 연구에서는 관입실험을 통해 토목섬유 보강 넓이에 따른 인공어초의 지지력 보강효과를 확인하였고, 실내 대형 토조 실험을 통해 침하 저감효과를 확인하였다. 관입실험과 실내 대형 토조 실험을 통해 지오그리드와 같은 토목섬유를 인공어초 하부에 포설하게 되면 지지력이 증가하며, 침하가 감소하는 경향을 나타내었다.
시간영역에서 수행되는 비선형 지반응답해석에서 지반의 미소변형률 감쇠는 Rayleigh 감쇠공식을 이용하여 점성감쇠로서 모사된다. 실제 지반의 미소변형률 감쇠는 주파수의 영향을 받지 않는 반면 시간영역해석에서의 점성감쇠는 주파수의 영향을 크게 받으며 이의 영향정도는 Rayleigh 감쇠공식에 따라서 결정된다. 본 연구에서는 국내 지반에 대한 비선형 지반응답해석시 감쇠공식의 영향을 평가하고자 일련의 해석을 수행하였다. 해석결과 점성감쇠공식은 계산된 응답에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 널리 사용되는 Simplified Rayleigh 공식은 심도 30m 이상의 지반에서 수치적으로 발생하는 인공감쇠로 인하여 고주파수에서의 에너지 소산을 과대예측하는 것으로 나타난 반면, Full Rayleigh 공식을 사용하며 적절하게 최적주파수를 선정한 경우, 인공감쇠는 크게 감소하는 것으로 나타났다. 나아가 해석결과를 등가선형해석과 비교한 결과 20m 미만의 얕은 심도 지반에서도 등가선형 해석은 최대가속도를 과대예측 할 수 있는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 서해안 폐기물 매립지 하부의 점성토와 고화차수재를 재료로 수행된 확산시험 결과와 현장 조건을 적용하여 오염물이동성에 대한 수치해석을 수행하였다. 무기화합물이 하부 차수재와 원지반퇴적층으로 이동되는 일차원 이동 특성을 대상으로 하였으며 일차원 용질이동해석 프로그램 CDFD(convection-dispersion finite difference)를 현장의 비균질한 지층에 이용할 수 있도록 수정하여 적용하였다. 그 결과 원지반점성토를 통한 용질이동 메카니즘에 확산이 기여하는 정도가 50%로 매우 큰 영향을 갖고 있음을 보여주며 원지반 투수계수가 클수록 인공차수층의 필요성이 증대됨을 알 수 있었다.
For the calculation of transonic laminar flow fields in cascades of turbomachinery, a finite volume method employing Jameson's Runge-Kutta integration scheme as a basic algorithm is presented. The cell-vertex scheme introducing half-spacing mesh cells is developed. For the velocity gradients in the stress terms the integration with divergence theorem is used for the average concept. Some numerical results show good agreement with experimental data.
The three dimensional inviscid transonic cascade flow was investigated numerically, incorporation a four stage Runge-Kutta integration method proposed by Jameson. Time marching to the steady state was accelerated by using optimum time step and enthalpy damping. In describing the boundary conditions at inlet and outlet, Riemann invariants are considered. By adding a second and a fourth order artificial viscocities, the numerical instability due to the propagation of undamped disturbance or the rapid change of state near the shock has been prevented. The numerical results for are bump cascade, cambered two dimensional turbine cascade and three dimensional stator cascade agreed reasonably well with previous results. It has been known that the accuracy of the solution depended a lot on the modeling of the leading or trailing edge.
목적: 성분 조성이 다른 인공눈물들이 소프트콘택트렌즈를 착용한 건성안의 착용 초기 눈물막 안정성 및 자각증상에 미치는 영향을 알아보았다. 방법: Etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈를 착용한 50안의 건성안에 성분 조성이 다른 3종의 인공눈물 용액 및 식염수를 각각 점안하고 비침습성 눈물막 파괴시간(NIBUT)를 인공눈물 점안한 직후부터 30분까지 5분 간격으로 측정하였고, 점안 30분후의 순목 횟수 및 자각증상 변화를 알아보았다. 결과: 3종의 인공눈물 모두 식염수보다 NIBUT를 더 크게 증가시켰다. 인공눈물 점안 직후의 NIBUT 증가 효과는 점성조절제가 포함된 인공눈물에서 가장 컸으며, 효과지속 시간은 계면활성제와 점성조절제가 모두 포함된 인공눈물이 가장 길었다. 순목 횟수는 인공눈물 용액과 식염수 점안시 모두 통계적으로 유의한 변화가 없었다. 자각적 증상은 인공눈물 및 식염수 점안으로 모두 통계적으로 유의하게 향상되었으며 대부분의 용액에 의해 건조감, 이물감, 피곤감, 뻑뻑함, 눈시림 증상의 향상이 나타났다. 점안 30분 후에는 인공눈물 점안전의 자각증상과 유사한 수준으로 복귀하였다. 결론: 건성안의 소프트콘택트렌즈 착용 초기 자각 증상은 인공눈물과 식염수 모두 완화시켜주지만 눈물막의 안정성에 미치는 효과는 함유 성분에 따라 차이가 있음을 밝혔다. 본 연구결과를 통하여 콘택트렌즈 착용 건성안의 착용 초기 안구건조증 개선을 위해서는 적절한 인공눈물의 선택이 필요함을 제안한다.
본 연구에서는 비정상 유동해석을 위한 CFD 코드의 개발을 위해 대각화 ADI 기법을 적용한 정상 해석기법과 내재적 이중시간 전진기법을 도입하였다. 정상상태 Navier-Stokes 방정식의 Jacobian 행렬은 비점성항에 대해서만 적용하였고 여기에 내재적 인공점성 연산자를 첨가하여 블록 5대각 행렬을 유도하였다. 시간단축을 위해 스칼라 5대각 행렬로 대체하였다. 가상시간에 대한 정상상태기법에 실시간에 대한 미분항이 포함된 새로운 잔류항을 정의하였다. 가상시간에 대해 수렴된 해로부터 실시간 해를 구하고 시간에 대해 적분을 수행하는 내재적 이중시간 전진기법을 이용한 비정상 Navier-Stokes 코드를 개발하였다. 이에 대한 검증으로 정지한 유체속에 진동하는 평판문제, 원기둥 후방의 주기적인 Karman 와류생성, 이중원호 익형주위의 충격파 진동문제등을 수치해석하여 이론치, 실험치, 타연구자의 계산결과와 비교, 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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