• 제목/요약/키워드: 점성 경계면

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축 대칭 물체 주위의 점성유동 계산 (A Computation of Viscous Flows on an Axisymmetric Body)

  • 류재문
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.19-26
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    • 1991
  • 난류유동 지배 방정식인 타원형 레이놀즈 방정식을 수치계산에 의해 계산하였다. 계산 대상으로는 실험결과가 많이 알려진 축 대칭 물체를 택하였다. 수치적으로 얻어지는 물체접합 좌표계를 사용하였고, 난류모형으로는 $\kappa-\varepsilon$모형으로써 경계면 근처의 복잡한 유동특성을 추정할 수 있도록 영역을 2개로 나누어 계산하는 2층모형(two-layer model)을 사용하였다. 입구면의 경계조건을 사용하여 물체의 중앙부 이후부터 계산을 수행하였다. 입구면에서의 속도와 난류량 등은 경계층 방정식을 풀어 얻어진 결과와 평판의 경계층 자료로부터 얻어진 결과를 사용하였으며, 이로부터 입구면 조건이 점성유동 해석 결과에 미치는 영향을 조사하였다.

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이방성 항복경계면 이론을 이용한 점성토정회원, 서울대학교 공과대학 토목공학과 조교수의 구성모델 (A Constitutive Model using Anisotropic Bounding Surface Theory for Cohesive Soils)

  • 김범상;정충기
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제12권2호
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    • pp.95-106
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    • 1996
  • 본 연구에서는 이방성 항복경계면 이론을 토대로 하여 자연상태의 점성토가 갖는 이방적 특성과 소성적 거동을 고려한 구성모델을 개발하였다. 이 모델은 개선된 이방항복경계면 함수와 새로운 소성포텐셜 함수를 이용한 비관련 유동법칙, 이방경화법칙과 항복면 내의 소성 거동 예측을 위한 새로운 투영법칙 등의 개념을 통하여 개발하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 불교란 점성토에 대한 Ko 압밀과 삼축전단 시험결과들을 비교분석한 결과 본 모델은 점성토의 거동을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

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전단시 온도 영향을 고려한 점성토의 왜곡 경계면 모델 개발 (Distorted Bounding Surface of Clay with Consideration of the Effect of Temperature on Shearing Response)

  • 우상인;윤찬영
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권12호
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    • pp.117-124
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    • 2020
  • 본 연구는 온도에 따른 점성토의 전단 변형의 특성의 모사에 초점을 맞춘다. 일반적으로 온도가 상승할수록 정규압밀선은 간극비와 평균유효응력의 평면에서 하향 이동한다. 하지만 한계상태선은 온도변화에 따라 정규압밀선만큼 이동하지는 않는다. 따라서, 온도가 증가할수록, 한계상태 평균유효응력과 선행압밀 평균유효응력의 차이는 감소한다. 이를 반영하기 위해, 본 연구에서는 한계상태 평균유효응력을 기준으로 두 부분으로 나뉘어진 경계면을 적용하였다. 또한 Bangkok 점성토에 대해서 경계면을 구축하고, 비배수 삼축압축시험에 대해서 요소해석을 실시하였다. 요소해석 결과, 제안된 모델은 복잡한 강성 혹은 발달 법칙 없이 실험 데이터와 유사한 점성토의 온도에 따른 역학적 거동을 잘 모사하였다.

직교 이방성 적층판의 굽힘에 대한 점성 경계면의 영향 (Effect of viscous interfaces on bending of orthotropic rectangular laminate)

  • 김근우;이강용;첸웨이쵸
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.180-185
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    • 2004
  • This paper investigates asimply supported orthotropic rectangular laminate with viscous interfaces subjected to bending. Additional mathematical difficulty is involved due to the presence of viscous interfaces because the behavior of the laminate depends on time. A step-by-step state-space approach is suggested, which is directly based on the threedimensional theory of elasticity. In particular, Taylor's expansion theorem is employed to model the variations of field variables with time. The proposed method is suitable for analyzing laminated plate of arbitrary thickness. Numerical calculations are performed and it is shown that the viscous interfaces have a significant fluence on the response.

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점성감쇠기를 이용하는 흡수경계의 성능 향상에 관한 연구 (A Study on Improving the Capacity of Absorbing Boundary Using Dashpot)

  • 김희석;이종세
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.629-640
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    • 2007
  • 본 논문에서는 무한영역을 유한의 요소영역으로 표현하는데 있어서 가장 폭넓게 사용되는 점성감쇠기를 이용한 흡수경계의 성능을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 2차원 평면조화파동방정식을 이용하여 응력파의 경계면으로의 입사각에 따른 흡수경계조건을 최적화 하였으며, Miller 등이 제안한 반무한 탄성체에서의 주기하중에 의한 전파식을 최적화된 점성감쇠기를 이용한 흡수경계 조건식에 삽입한 후 방정식의 해를 직접 비교함으로서 해석적인 검증을 수행하였다. 또한 수치적 검증을 위해 유한요소법을 사용하여 Miller 등의 파진행 문제를 구현하였으며, 이때 흡수경계를 구현하기 위해 점성감쇠기를 부착시킨 수치모형에서의 변위와 파의 도달시간을 고려하여 반사파의 영향을 제거시킨 수치모형에서의 변위를 비교함으로써 흡수율을 산정하였다. 흡수율은 수치모형의 경계와 내부점에 대해 각각 산정되었으며 이를 통해 수치적 검증을 수행하였다.

대류 조건하의 가변 점성 유체층의 선형 안전성 (Linear Stability of Variable-Viscosity Fluid Layer under Convection Boundary Condition)

  • 송태호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.132-141
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    • 1992
  • 본 연구에서는 실제적으로 베나트 대류의 발생시 유체층의 상하면은 적당한 대류 열전달 계수를 가지고 있게 되는데, 이와 같은 경계 조건을 가진 가변 점성 유 체의 안정성은 연구된 바가 없다. 이에 따라 본 연구를 수행하게 되었으며 유체의 점성이 지수 함수적으로 (.nu.=.nu.o exp(-CT)) 변화할 경우를 관찰하였다. Fig.1은 대 상이 된 유체층을 보인 것으로 하부는 고정되어 있고 상부는 고정되어 있거나 자유 표 면 상태이다. 유체층의 하부는 상부보다 더 뜨겁게 되어 있는데, 이것은 유체층의 상부는 차가운 주위로 열을 빼앗기며 하부는 뜨거운 주위로부터 가열되기 때문이다. 이때 상하부의 냉각 및 가열 경계 조건은 대류경계 조건으로 주어진다. 열팽창 계수 는 양이며 온도의 증가에 따라 점성은 감소한다.이와 같은 온도-점성 관계, 수력학 적 경계조건, 열적 조건등은 프란틀 수가 큰 유체에서 표본적으로 나타나는 것들로서 선형적 안정 이론을 적용하여 옳은 결과를 얻을 수 있다.

준설토 매립량 산정을 위한 침하 분석 (Settlement Analysis for the Dredged Material Landfill Calculation)

  • 이은한;박정준;강정구
    • 한국재난정보학회:학술대회논문집
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    • 한국재난정보학회 2015년 정기학술대회
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    • pp.162-165
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    • 2015
  • 본 연구는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 공구 공유수면 매립공사 수행 중에 매립토량의 부족이 발생함에 따라 이를 대상으로 원인을 분석하고자 수행하였다. 매립지의 토량부족 원인을 파악하기 위해 설계 및 계측자료를 수집하여 시공 현황을 파악하고 지반조사를 통해 해안지역과 매립지반의 시료를 채취하여 성상분석과 원지반에 대한 공학적 특성을 비교 검토하였다. 특히. 현장 시추조사에 의한 경계면 분석과 토질 종류를 점성토, 사질토, 부유토로 구분하고 침하량 공식에 따라 발생량을 산출하였다. 구역의 구분은 설계 시와 동일한 조건에서 침하량을 계산하였고 설계 시 지반고가 침식과 퇴적으로 인해 일부 변경되어 설계시 지반고와 착공시 지반고를 구분하여 기재하고 각각의 침하량을 비교하였다.

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레벨셋법을 이용한 이동 집중격자 생성법에 대한 연구 (A Study on a Moving Adaptive Grid Generation Method Using a Level-set Scheme)

  • 박일룡;전호환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권3호
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    • pp.18-27
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    • 2002
  • Eulerian개념을 사용한 격자계 내 임의의 경계면 주위 점성유동 해석에서, 운동하며 변형하는 경계면 근방 해의 정도를 향상시키기 위해서 격자생성시 경계면으로 격자점들을 집중시켜주는 레벨셋법에 바탕을 둔 격자변형법을 도입하였다. 본 연구에서는 격자점들을 경계면 근방으로 집중되는 정도를 용이하게 조절할 수 있도록 새로운 형태의 모니터함수를 제시하였다. 집중격자계를 사용함으로 얻어지는 향상된 해의 정도의 검증을 위하여 바닥에 고정된 반원 실린더 주위 정상유동에 대하여 가상경계법을 함께 사용하여 해석하였다. 수치계산결과는 물체적합 격자계를 사용해서 얻은 결과와 매우 잘 일치하였으며, 집중격자법을 사용하지 않은 해석결과보다 향상된 결과를 보여주었다. 수치계산의 또 다른 예제로서 다수의 고정된 물체주위 유동해석으로 확장 적용하여 공학적 유용성을 검증하였다. 마지막으로 이동 집중격자계의 생성법의 적용을 위해서 움직이면서 변형을 일으키는 2차원 기포상승문제를 해석하였다. 수치해석결과에서 격자점들은 매시간 기포의 변형에 맞추어 적합하게 집중된 형태를 잘 보여주었으며, 고정된 격자계를 사용한 결과와 잘 일치하였다.

비압축성 이상 유동에서 기포의 동적 안정성 연구

  • 이성재;이원재
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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    • pp.469-474
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    • 1998
  • 이상 유동 지배 방정식에 두 상의 경계면 두께 개념을 도입하여 액체 내부에서의 기포 거동에 대한 동적 안정성을 이론적으로 해석하였다. 현재까지 기포의 안정성은 실험과 거시적인 물리적 이론에 의하여만 정적으로 연구되어 왔으나, 상간의 압력 불연속성을 표면장력 모델링을 이용하여 해석적으로 해결 함으로서 기포 안정성에 대한 정량적인 분석을 가능하게 하였다. 그 결과 기포의 안정성은 기존의 무차윈 Weber수 이외에 Reynolds수 그리고 유체의 점성력과 Capillary파와 관련된 무차원 수에 의해서도 영향을 받는 것으로 밝혀졌다.

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유체 시뮬레이션에서 부자연스러운 쇄파의 발생을 완화하기 위한 파티클 움직임 보간 방법 (Particle Motion Interpolation Method for Mitigating the Occurrence of Unnatural Wave Breaking in Fluid Simulation)

  • 성수경;이은석;신병석
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.55-62
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    • 2014
  • 파티클 기반의 유체 시뮬레이션에서 파티클 들이 경계면에 부딪쳐 쇄파를 일으키는 경우 과도한 움직임으로 인해 자연스러운 흐름을 표현하기 어렵다. 파티클이 이동하는 시간 간격을 세분화하여 선형보간 함으로써 이 문제를 해결할 수 있다. 이렇게 하면 경계면에 모여 압력이 높아진 파티클 들의 가속도 벡터가 부드럽게 변한다. 하지만 보간을 하기위한 최소 샘플수가 높기 때문에 파티클 들이 점성을 가진 액체처럼 뭉치는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 가중치 보간 방식을 사용한다. 가중치 보간은 파티클의 현재 가속벡터와 이전 가속벡터에 서로 다른 가중치를 주며 차례로 더해 이동벡터를 구한다. 가중치 보간 방식을 쓰면 비슷한 흐름을 표현하는데 필요한 샘플수가 선형 보간 방식보다 적다. 그 결과로 점성을 가진 액체처럼 뭉치는 선형보간 방식의 문제점을 해결할 수 있다.