• Title/Summary/Keyword: 준3차원 유동

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finite Element Analysis of Nonisothermal Flows in Single-Screw Extruders (싱글-스크류 압출공정에서의 비등온 유동의 유한요소 해석)

  • 권태헌
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.3 no.1
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    • pp.56-67
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    • 1991
  • 압출공정에서 발생하는 전달현상을 이해하기 위하여 싱글-스크류 압출기에서의 비 뉴톤성 유체의 비등온유동에 대한 수치해석을 위한 유한요서법(FEM)을 개발하였다. FEM 은 준-3차원 물리적 모델을 기본으로 하였고 온도분포해석을 위하여 전진방법을 도입하였 다. 본 연구에서 도입한 수치해석적 모델과 더 간단한 준-2차원 모델을 온도분포의 예측에 관하여 초점을 맞추어서 비교 하였다. 압출기의 내부채넬에서 순환유동이 온도분포에 미치 는 영향의 중요성이 강조되었다. 순환유동의 효과를 파악하기 위하여 유한 요소식에서 순환 과 관련된 대류항을 빼도록 유한요소 프로그램을 개조 하였고 개발된 원래의 프로그램과 개 조된 프로그램의 해석을 수행한후 해석결과 중에서 특히 온도분포에 있어서의 차이점을 비 교하였다. 이로부터 간단한 준-2차원 모델은 순환효과를 무시했기 때문에 속도분포의 예측 에서는 별문제가 없으나 온도분포의 예측에 있어서는 크게 잘못될 수 있음을 알수 있다.

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액체 램제트 엔진의 3차원 분무 및 연소 반응 해석

  • 오대환;임상규;손창현;이충원
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.04a
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    • pp.11-11
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    • 1999
  • 액체 램제트 연소기는 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소 등 일련의 과정에 따라 다수의 복잡한 현상들이 상호 밀접하게 관련되어 있다. 본 연구에서는 액체 램제트 연소기내의 유동특성을 파악하기 위해서 2차원 및 3차원 연소기 형상에 대해서 수치적 실험을 수행하였으며, 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 독자적으로 격자를 생성시켰다. 2차원과 3차원 유동해석을 비교하였고 분무모델의 적용에 따른 연소특성 및 분사위치에 따른 연소특성을 비교하였다. 유동해석 결과 2차원과 3차원의 유동특성은 달랐으며, 분무모델을 적용해야 정확한 연소 유동 현상을 예측할 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 유입관의 안쪽에 연료의 분사위치를 준 경우가 연소의 안정화에 필요한 재순환영역으로의 연료의 혼합이 잘 되어 유입관 바깥쪽에 연료를 분사시키는 것보다 좋은 분사위치임을 알 수 있었다.

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A Study on the Quasi-3-Dimensional Compressible Flow Calculation by Introduction of Viscous Loss Model in Axial-Flow Compressor (점성 손실모델 도입에 의한 축류 압축기 준 3차원 압축성 유동해석)

  • 조강래;이진호;김주환
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.5
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    • pp.1044-1051
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    • 1989
  • A numerical calculation is carried out for the analysis of 3-dimensional compressible flow field in axial-flow rotating blades by using finite element method. The calculation of flow in impellers plays a dominant role in the theoretical research and design of turbomachines. Three-dimensional flow fields can be obtained by the quasi-three-dimensional iterative calculation of the flows both on blade-to-blade stream surfaces and hub-to-shroud stream surfaces with the introduction of viscous loss model in order to consider a loss due to viscosity of fluid. In devising the loss model, four primary sources of losses were identified: (1) blade profile loss (2) end wall loss (3) secondary flow loss (4) tip-leakage loss. For the consideration of an axially parabolic distribution of loss, the results of present calcullation are well agreed with the results by experiment, thus the introduction of loss model is proved to be valid.

Calculation of three-dimensional flow in turbo impellers (터어보 回轉車 內의 3次元 流動의 數値計算)

  • 조강래;방영석
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.10 no.5
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    • pp.751-757
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    • 1986
  • A three-dimensional calculation is presented on the basis of Wu's theory of quasi-three-dimensional flow in turbo impellers. For the calculation of flow on the Blade-to-Blade stream surface, the finite element method is applied. In this work it is shown that the Kutta condition and the periodicity can be satisfied rationally by the technique of combining a basic through flow in the flow passage and a circulating flow around the blade. The results of numerical calculation are compared with those of the exact solution of the Gostelow's straight cascade and of the experimental results of pressure distribution on the rotating blade surface. It is found that the numerical solutions are in good agreement with the theoretical solution and the experimental results.

Analysis of Three Dimensional Liquid Ramjet Engine with Spray and Combustion (액체 램제트 엔진의 3차원 분무 및 연소 반응 해석)

  • 오대환;임상규;손창현;이충원
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.3 no.2
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    • pp.18-24
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    • 1999
  • Liquid ramjet combustor is closely connected with complex phenomena due to a series of processes such as intake air, spray, mixing, and combustion. The present numerical experiments were peformed to investigate these flow characteristics for two and three dimensional liquid ramjet combustor. Grid system was made with three domains: intake region where air is supplied and fuel is injected, combustor and nozzle region, and exit atmosphere region. The numerical results showed that two and three dimensional flow patterns in recirculation region of combustor were significantly different each other and spray model was necessary to predict correctly the chemical reaction flow characteristics. Numerically examined for two different location of fuel injector, one is located on the bottom position of curved intake and the other is located on the top position. We found that bottom position of fuel injector is better than top position because fuel influx to the recirculation region which is need to sustain chemical reaction is more than the latter.

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Prediction of Turbulent Jet in a Crossflow by a Quasi Three Dimensional Model (준 3차원 모델에 의한 주유동에 분사되는 난류제트 유동 해석)

  • 맹주성;이종신
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.3
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    • pp.954-962
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    • 1991
  • 본 연구에서는 횡 방향으로 속도구배를 타내는 a=.part.W/.part.z에 대한 방정식을 3차원 운동량 방정식으로 부터 유도한 준 3차원 수학적 모델을 성정하여 해석하였다. 또한 수치 해석을 위하여 Chen에 의하여 고안된 유한 해석법과 2-방정식 저 레이놀즈 K-.epsilon. 난류모델, 그리고 Maeng에 의해 제시된 경계 공정 좌표계를 사용하였다. 그리 고 프로그램의 검증을 위하여 G.Ber geles가 수행한 실험치와 비교하여 그 타당성을 입증하였다.

The Quasi 3-D Flow Simulation in injection Molding Using Virtual Pressure Reflection (가상 반사압력을 이용한 사출성형의 준3차원 유동해석)

  • 이호상;신효철
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.7
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    • pp.1294-1306
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    • 1992
  • In order to determine the design parameters and processing conditions in injection molding, it is very important to establish the theoretical model with scientific base. In this study, a two dimensional model has been developed for the purpose and flow simulations of filling process are carried out. The moving boundary transient flow problem along the flat plane is solved efficiently by the Iterative Boundary Pressure Reflection Method which rearranges the impinged melt front along the physical boundary in scientific manner. The two dimensional modeling of filling process is applied to two examples : a three dimensional cover with two screw holes and a two-gated flat cavity with unbalanced runners. The numerical results show good agreement with experimental short shots, especially for the weldline locations and the pressure traces at various locations. They also provide the temperature, clamp force, and velocity field in the mold at different times during filling of cavity.

Wind Tunnel Study on Flow Characteristics around KRISO 300K VLCC Double-body Model (KRISO 300K VLCC 이중모형선의 유동특성에 대한 풍동실험 연구)

  • Hak-Rok Kim;Sang-Joon Lee
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.36 no.3
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    • pp.15-21
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    • 1999
  • The flow characteristics around KRISO 300K VLCC double-body model have been experimentally investigated in a closed-type subsonic wind tunnel. The local mean velocity and turbulence statistics including turbulent intensity. Reynolds shear stress and turbulent kinetic energy were measured using a x-type hot-wire probe. The measurements were carried out at several transverse stations of the stern and near wake regions. The surface flow was visualized using on oil-film technique to see the flow pattern qualitatively. The flow in the stern and near wake region revealed complicated three-dimensional flow characteristics. The VLCC model shows a hook-shaped wake structure behind the propeller boss in the main longitudinal vortex region. The thin boundary layer at midship was increased gradually in thickness over the stern and evolved into a full three-dimensional turbulent wake.

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Measurements of Three-Dimensional Flow Using 3-D Laser Doppler Velocimetry (LDV를 이용한 3차원 유동 측정)

  • 이상준;백승조
    • Journal of the KSME
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    • v.34 no.4
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    • pp.262-276
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    • 1994
  • 본 연구를 통하여 3차원 LDV 시스템의 측정기법을 개발하였으며, 측정결과의 신뢰성을 확인하 였다. 또한 이것을 타원제트 연구에 적용함으로써 그 응용 가능성을 확인하였다. 앞으로 3-D LDV 시스템을 사용하여 신뢰성 있는 측정결과를 얻기 위해서는 아래에 기술한 몇 가지 사항을 고려하여야 한다. 1) 3차원 레이저 유속계는 정교하고 복잡한 광학시스템으로 정확한 배열을 요구한다. 광학계와 실험장치의 좌표축이 일치하지 않으면 축방향보다 측방향(lateral) 속도변동 성분에 큰 영향을 준 다. 2) LDV 측정에서 속도편심을 줄이기 위해서는 적당한 출력의 레이저, 적절한 신호처리(signal conditioning), 실험조건에 알맞는 입자를 선정하여야 한다 3) 입자를 연속적으로 균일하게 공급하여야하며 신호분석기 조작에 익숙하여 도플러신호의 질을 최적화하여야 한다.

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

  • 오종식;조강래
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.18 no.12
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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.