• Title/Summary/Keyword: 정상상태 유동

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Multiple Solutions for Steady State Natural Convection adjacent to an Inclined Isothermal Flat Plate in the Region of Largely Downflow (하향유동 영역에서 경사 등온평면에 의하여 야기된 정상상태 자연대류의 다중해)

  • 유갑종;이택식;조승환
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.3
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    • pp.1011-1020
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    • 1991
  • 본 연구에서는 하향유동영역에서 수직면으로부터 경사각이 60˚ 이하인 경사 등온면이 저온의 물속에 잠겨 있을때 일어나는 다중정상상태 영역을 밝혀내고, 이 영 역에서 경사각이 열전달, 온도분포, 속도분포, 부력분포 및 누셀트 수에 미치는 영향 을 구명하였다. 또 해석방법은 이제까지 발표된 연구결과와 비교검토하기 위하여 기 존 논문에서와 같이 상이해석을 사용하였다.

The Beat and Flow Analysis of the Liquid Helium for the Pressurization of Liquid Rocket Propellant Tank (액체로켓 추진제 탱크 가압용 액체헬륨의 열유동 해석)

  • 조기주;정영석;조인현;김용욱;이대성
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.7 no.1
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    • pp.10-17
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    • 2003
  • The steady and transient thermal and flow analysis for liquid helium using for the pressurization of liquid rocket propellant tanks have been conducted numerically. The required inner diameter of helium channel that satisfy the design mass flow rate and velocity, through the steady state analyses for various thermal conditions at the wall, is determined and it is found that due to the sign of Joule-Thomson coefficient of helium, the temperature of helium increase monotonically for adiabatic wall condition. The temporal behavior of helium temperature, density, velocity are also investigated under the existence of local heat inflow on the wall.

Optimal Design using Flow-structure Interaction Analysis Method of Engine Generator Cooling Fan (엔진발전기 냉각팬의 유동-구조 연성해석 기법을 이용한 최적설계)

  • Kim, Seung Chul
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.24 no.3
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    • pp.47-53
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    • 2020
  • In this study, the optimization design data was presented by analyzing the performance and durability of the cooling fan by one-way fluid-structure interaction analysis of the cooling fan shape used in the engine generator. For this purpose, a steady-state analysis was performed on the flow field inside the cooling fan, and the durability was analyzed by using the steady-state calculation results as input data for structural analysis. Six types were modeled for fluid analysis by changing the blade and sweep angle of the cooling fan, and the ratio of mass flow rate and torque was best in A type, but B type with relatively large mass flow rate was the best. It was judged to have flow performance. As a result of examining the structural analysis by setting the four blade thickness of the B type selected through the fluid analysis, it was judged that B Type-3 is the most suitable when considering the fatigue safety factor.

Efficient Prediction of Broadband Noise of a Centrifugal Fan Using U-FRPM Technique (U-FRPM 기법을 이용한 원심팬 광대역소음의 효율적 예측)

  • Heo, Seung;Cheong, Chulung
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.34 no.1
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    • pp.36-45
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    • 2015
  • Recently, a lot of studies have been made about the methods used to generate turbulent velocity fields stochastically in order to effectively predict broadband flow noise. Among them, the FRPM (Fast Random Particle Mesh) method which generates turbulence with specific statistical properties using turbulence kinetic energy and dissipation obtained from the steady solution of the RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) equations has been successfully applied. However, the FRPM method cannot be applied to the flow noise problems involving intrinsic unsteady characteristics such as centrifugal fan. In this paper, to effectively predict the broadband noise generated by centrifugal fan, U-FRPM (unsteady FRPM) method is developed by extending the FRPM method to be combined with the unsteady numerical solutions of the unsteady RANS equations to generate the turbulence considered as broadband noise sources. Firstly, an unsteady flow field is obtained from the unsteady RANS equations through CFD (Computational Fluid Dynamics). Then, noise sources are generated using the U-FRPM method combined with acoustic analogy. Finally, the linear propagation model which is realized through BEM (Boundary Element Method) is combined with the generated sources to predict broadband noise at the listeners' position. The proposed technique is validated to compare its prediction result with the measured data.

A study of unsteady characteristics on the pintle nozzle (핀틀 노즐의 비정상 특성연구)

  • Lee, Ji-Hyung;Chang, Hong-Been;Ko, Hyun
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.662-665
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    • 2011
  • Pintle technology, which is one of the thrust control method for solid rocket motor, can control the thrust by the control of nozzle throat area through the pintle moving. For studying the unsteady flow characteristics of pintle nozzle by needle type pintle moving, cold flow test and numerical analysis were performed. The pressure distribution on the pintle tip was varied for pintle moving and stopping and thrust was varied by this effects.

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Numerical Study of Natural Convection in a Square Enclosure with an Inner Circular Cylinder for Rayleigh Number of 107 (107의 Rayleigh 수에서 원형 실린더가 존재하는 사각형 실린더 내부의 자연대류에 관한 수치적 연구)

  • Yu, Dong-Hun;Yoon, Hyun-Sik;Ha, Man-Yeong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.34 no.8
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    • pp.739-747
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    • 2010
  • Numerical calculations are carried out for evaluating the natural convection induced by the temperature difference between a hot inner circular cylinder and a cold outer square enclosure. A two-dimensional solution for unsteady natural convection is obtained by using the finite volume method to model an inner circular cylinder that was designed by using the immersed boundary method (IBM) for a Rayleigh number of $10^7$. In this study, we investigate the effect of the location ($\delta$) of the inner cylinder, which is located along the vertical central axis of the outer enclosure, on the heat transfer and fluid flow. The natural convection changes from unsteady to steady state depending on the $\delta$. The two critical lower bound and upper bound positions are ${\delta}_{C,L}$ = 0.05 and ${\delta}_{C,U}$ = 0.18, respectively. Within these defined bounds, the thermal and flow fields are in steady state.

Numerical Simulations for Design of a Liquid Rocket Engine (액체 로켓엔진 설계에서의 유동해석)

  • 김영목;채연석
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1995.11a
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    • pp.87-96
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    • 1995
  • 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.

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Effect of hydrogen recirculation in PEM fuel cell with 2D steady-state model (2차원 정상상태 모델을 이용한 고분자전해질형 연료전지의 수소 재순환의 영향)

  • Chung, Hyun-Seok;Ha, Tae-Jung;Kim, Hyo-Won;Cho, Sung-Woo;Han, Chong-Hun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.11a
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    • pp.209-212
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    • 2007
  • 고분자전해질형 연료전지의 구조 및 구성품의 물성에 따른 성능 및 물이동 현상에 관해서 많은 연구가 진행되고 있다, 이들 연구는 대체적으로 연료 전지의 BOP(Balance of plant)를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 연구 보다는 단위 전지 및 스택에 관한 연구에 국한되어 왔다. 연료전지의 시스템에 관한 연구들 또한 세부적인 연료전지 내부의 거동에 대해서는 고려하지 않고 있었다. 이는 연료전지의 상세 모델을 이용해 연료전지 시스템에 대해 접근하기 보다는 시스템의 성능 및 동특성에 대한 연구가 주를 이루었기 때문으로 생각된다. 본 연구에서는 연료전지 음극의 수소 배출가스를 재순환할 경우 연료전지 내부에서의 거동에 미치는 영향에 대해 2차원 정상상태 모델을 이용하여 분석해 보았다. 또한 재순환된 수소에 의한 연료전지 내부 거동의 변화 및 수소 이용율 상승 효과를 연료 전지 성능과 함께 비교해 보았다 이를 위해 2차원 정상상태 모델을 개발하였고 이를 실험을 통해 검증하는 작업을 수행하였다. 여기에 사용된 연료전지 모델은 Gore社 의 $PRIMea^{(R)}$을 사용한 연료전지의 성능을 잘 예측하고 내부의 유동 및 물이동 현상에 관한 정보를 제공한다. 이는 여러 하이브리드 자동차용 연료전지 시스템이 연료전지 배출가스의 재순환을 고려하고 있는 상황에서 연료전지 작동 조건의 최적화에 유용한 정보를 제공 할 수 있다는 의의를 가진다.

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