• 제목/요약/키워드: 점성 유동 해석

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비정렬 혼합격자 기반 유동해석 기법 소개 (INTRODUCTION TO UNSTRUCTURED HYBRID MESH BASED FLOW SIMULATION TECHNIQUE)

  • 안형택
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.112-115
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    • 2009
  • In this paper, flow simulation algorithms for utilizing unstructured hybrid meshes are introduced. First, various types of meshes are introduced. Advantages and disadvantages of each type of meshes are discussed. Unstructured hybrid mesh approach, that is best suited for high speed viscous flow simulation, is presented. Lastly, various types of flow simulations using unstructured hybrid meshes are introduced.

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점탄성 유체해석용 RANS 기반 난류 모델 개발 및 검증 (Development and Evaluation of RANS based Turbulence Model for Viscoelastic Fluid)

  • 노경철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.545-550
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    • 2017
  • 대동맥이나 협착된 경동맥에서는 심장수축기에 간헐적으로 난류현상이 발생하고 있으며, 혈액의 점성특성으로 인해 기존 난류모델로는 정확한 해석이 어려운 실정이다. 혈류는 점탄성 유체의 성질을 가지고 있어 유체의 전단 변형률 증가에 따라 점도가 감소하는 점탄성 유체이며, 이러한 점탄성 유체는 난류 유동시 저항 감소 현상이 발생한다. 기존의 난류해석 모델들은 점성변화가 없는 뉴턴 유체에 적합한 모델들이 대부분이기 때문에, 점탄성 유체의 저항 감소 현상을 고려한 비뉴턴 유체 해석에 적합한 난류 모델개발이 필요하다. 본 논문은 난류 모델 가운데 수렴성이 좋고 해석시간이 짧은 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델을 기반으로 저항 완충 함수를 이용하여 비뉴턴 유체의 저항감소 현상을 해석할 수 있는 수정된 난류모델을 제시하였으며, 이를 기존 난류모델들과 비교하여 제시된 난류 모델을 검증하였다. 새로 제시된 수정된 난류모델은 벽함수 및 점성저층을 고려하지 않았기 때문에 해석시간이 대폭적으로 감소하였으며, 적은 격자수를 이용하여 효율적으로 비뉴턴 유체의 난류 현상을 해석할 수 있기 때문에 향후 혈류해석 및 점탄성유체 해석에 적용할 예정이다.

H-S 유동의 점성효과를 고려한 원심압축기 회전차내부의 준3차원 유동해석 (Quasi-3-Dimensional Analysis of Compressible Flow within a Blade Row Including Viscous Effect in H-S Flow)

  • 오종식;조강래
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권12호
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    • pp.3287-3296
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    • 1994
  • For the numerical computation of three-dimensional compressible flow field within a blade row in a centrifugal compressor, a quasi 3-dimensional solver which combines a reversible B-B flow and an irreversible H-S flow using finite element methods was developed. In a reversible B-B flow, the governing coordinates are modified in order to be applied to any type of turbomachinery, and two kinds of stream functions are introduced in order to make the Kutta condition exactly satisfied. In an irreversible H-S flow, the changes of entropy in the irreversible governing equations are determined not by empirical source but by the theoretical treatment of dissipation forces. The dissipation forces are obtained from the distribution of shear stresses in the flow passage which are given from the wall shear stresses using the exponential functions. A more accurate quasi-3-dimensional solver is established where the effect of body forces is involved in the non-axisymmetric H-S flow. Some numerical results obtained from authors' previous studies for axial flow machines assure that the present method is able to predict well as long as the flow is subsonic and not under strong viscous effect.

비정상 점성유동 해석에 의한 부등피치 횡류홴의 BPF 순음 주파수 변조 특성 예측 (Prediction of Frequency Modulation of BPF Tonal Noise for Random Pitch Cross-Flow Fans by Unsteady Viscous Flow Computations)

  • 조용;문영준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권3호
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    • pp.286-293
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    • 2003
  • The unsteady flow characteristics and associated blade tonal noise of a cross-flow fan are predicted by computational methods. The incompressible Navier-Stokes equations are time-accurately solved for obtaining the pressure fluctuations between the rotating blades and the stabilizer. and the sound pressure is predicted using Curie's equation. The discrete noise characteristics of three impellers with a uniform and two random pitch (type-A and -B) blades are compared by their SPL (Sound Pressure Level) spectra. and the frequency modulation characteristics of the BPF (Blade Passing Frequency) noise are discussed. Besides. a mathematical model is proposed for the prediction of discrete blade tonal noise and is validated with available experimental data. The fan performance is also compared with experimental data. indicating that the random pitch effect does not significantly alter the performance characteristics at ${\phi}$ 〉 0.4

점성유동 해석을 통한 Roll Damping 연구 (A Study on Roll Damping by Numerical Analysis of Viscous Flow)

  • 홍춘범;부경태;홍삼권;이동연
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.188-192
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    • 2004
  • A Numerical analysis method is developed in order to compute the flaw and wave field for 2-dimensional floating body in the free roll motion with 3 degrees of freedom. Navier-Stokes and continuity equations are gaverning equations in tire present study. Finite Difference method is introduced to discretize the governing equation. The free surface is traced by the interface tracking method and the grid system is fitted to boundaries including free surface and body surface, which is moving in the flow field. The numerical scheme is based on Maker and Cell method. For the sake of validation of the numerical method, the computed roll decay factors according to tire midship section shapes are compared with measured results. The numerical results are discussed in order to understand the effect of midship section shape on roll motion.

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선박배기가스 유해물질 저감을 위한 선박용 SCR 시스템 요소기술에 관한 소개

  • 박윤용;송하철;심천식;안기주;박기영
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.77-78
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    • 2015
  • 산업화로 인하여 토지의 사막화, 물부족, 오존층 파괴, 지구 온난화 등 많은 환경문제가 발생되었으며 아직 진행 중에 있다. 이에 UN에서는 환경 규제를 강화하였으며 국제해사기구(IMO:International Maritime Organization)에서는 선박의 배기가스 규제 강화를 위하여 NOx(질소산화물) 및 SOx(황산화물)의 배기량을 줄이도록 하고 있으며 2016년부터는 본격적으로 규제하려 하고 있다. 상기의 규제 물질 중 NOx를 제거하는 선택적환원촉매(SCR:Selectivity Catalytic Reduction) 시스템은 선박의 배기가스가 지나가는 통로에 요소수(Urea)를 분무하여 $260^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응, 결합함으로서 NOx를 질소와 산소로 분리, 제거하는 방식이다. 하지만 선박의 경우 대부분 엔진이 2행정으로 배기가스 온도가 일반적으로 $180^{\circ}C{\sim}220^{\circ}C$이기 때문에 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응하지 않아 환원률이 높지 않다. 이에 우리는 초미세기포를 이용하여 낮은 온도에서도 반응할 수 있는 요소수 및 요소수 활성화 기기를 개발하여 상기의 문제점들을 최소화 할 수 있도록 하였다. 또한 SCR 시스템의 점성유동해석을 통하여 보다 효율적인 SCR 시스템의 개발을 할 수 있도록 기여하였다.

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다중 격자 Navier-Stokes 해석을 위한 수렴 특성 연구 : I. 상류 차분 기법 (Convergence Study of the Multigrid Navier-Stokes Simulation: I. Upwind Schemes)

  • 김윤식;권장혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.1-9
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    • 2004
  • 본 연구에서는 다중 격지 Navier-Stokes 방정식 해석의 수렴성 향상을 위하여 상류 차분 기법들의 주파수 영역에서의 특생 해석을 수행하였다. 1차 상류 차분 기법에 기반한 내재적 연산자의 예조건화 특성 향상을 위하여 다차원적인 효과를 갖는 2차 상류 차분 기법이 전통적인 2차 상류 차분 기법에 비하여 우수한 예조건화 특성을 가지는 이유를 제시하였다. 주파수 영역에서의 해석 결과에 대한 검증을 위하여 완전 성김 다중 격자 기법과 예 조건화된 다단계 시간 전진 기법을 적용하였다. 비 점성 유동장 및 Spalart-Allmaras 난류 모델을 이용한 난류 유동장 해석을 수행하였으며, 주파수 영역해석의 결과와 일치하는 우수한 수렴 특성을 가짐을 확인하였다.

유한체적법을 이용한 터보기계 회전차내부의 천이음속.층류 유동해석 (I) 익렬 유동해석 (Numerical Analysis of Transonic Laminar Flow in Turbomachinery Using Finite Volume Method(I) Cascade Flow Analysis)

  • 조강래;오종식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.445-451
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    • 1993
  • 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.

비정상 CFD 코드를 이용한 주기성 하모닉 진동 평판 위의 점성유동 수치해석 (Numerical Analysis of Viscous Flow on the Periodic Oscillating Flat Plate using Unsteady CFD Code)

  • 이은석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1000-1002
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    • 2017
  • 본 연구에서는 내재적 이중시간 전진기법을 이용한 비정상 Navier-Stokes 코드를 개발하였다. 내재적 이중시간 전진기법은 가상시간에 대한 새로운 잔류항을 도입하는 개념으로 비정상 잔류항에 실시간 미분항을 더한 잔류항을 가상시간으로 푸는 기법이다. 비정상 코드 검증 방법으로 Stokes 2nd 문제인 '주기성 하모닉 진동을 하는 평판 위의 층류 유동'을 해석하였다. 계산된 속도분포와 마찰계수를 방정식 이론적 해와 비교한 결과 매우 근접한 수치해를 얻을 수 있었다.

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Main Rotor Blade Tip 형상 변화에 따른 유동분석 (A study of Main Rotor Blade Tip shape and analysis of flow around Main Rotor Blade Tip)

  • 김세일
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제2회(2013년)
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    • pp.382-386
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    • 2013
  • 본 연구에서는 Main Rotor Blade Tip 형상 변화에 따른 후류해석을 통해 와류 생성 및 주변 유동을 분석하여 블레이드 팁 형상의 변화가 와류 간섭을 감소시키는지의 여부를 확인하였다. EDISON CFD를 이용하여 블레이드 Blade Tip 형상에 따라 유동이 어떻게 나타나며, Blade 후류의 압력과 점성의 변화를 분석하여 와류의 양상을 해석하였다. 비교 Blade 형상은 2세대 긴 직사각형 모형, KUH 수리온의 Blade, 유로콥터사의 'Blue Edge'로 비교적 최근에 개발된 대표적인 Blade Tip 형상 3개로 정하였다. 결과를 토대로 블레이드 뒷전의 와류흐름 양상을 확인하여 블레이드 와류 간섭현상의 감소를 확인하였다.

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