• Title/Summary/Keyword: 2상 난류유동

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An Experimental Study of the Swiriling Flow and Heat Transfer Downstream of an Abrupt Explansion in a Circular Pipe with Uniform Heat Flux (선회류를 동반한 급확대 원관내에서의 열전달 특성에 관한 실험적 연구)

  • 권기린;장태현
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.18 no.4
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    • pp.94-101
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    • 1994
  • 실험 데이터는 급확대비 3:1 팽창의 시험관에서의 실험결과를 나타내고 있으며, 실험에 이용된 동작유체로써는 공기가 사용되었다. 입구관에서 레이놀즈수는 60,000으로부터 120,000까지 변하게 하였고, 스월강도는 0으로부터 16까지 변화되게 하였다. 균일한 열 플럭스 경계조건이 사용되었는데, 그 결과 관벽온도 및 체적온도는 24$^{\circ}C$로부터 71$^{\circ}C$까지에 걸쳐 나타났다. 플롯상에 국소 Nusselt수는 최대 열전달점에서 정점을 이루는 모습을 보여 주고 있다. 스월강도가 0으로부터 최대값으로 증가 되었을때, 최고 Nusselt수의 위치는 시험관에서 4로부터 1스텝 하이트로 변경되는 것이 조사되었다. 이러한 최대 Nusselt수의 상류부 이동은 완전 발달된 유동에서의 값보다 2.2배에서 8.8배나 많은 그의 크기를 증가시킨다고 할 수 있다.

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Numerical Study of Unsteady Supersonic Flow Behind a Rearward-Facing Step with Slot Injection (측면제트분사가 있는 후향계단 후류의 비정상초음속유동에 대한 수치적 연구)

  • Kim,Jong-Rok;Kim,Jae-Su
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.1
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    • pp.97-103
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    • 2003
  • Numerical research has been done for the transverse jet behind a rearward-facings step in turbulent supersonic flow without chemical reaction. Purpose of transverse jet is to enhance mixing of the fuel in the combustor. Two-dimensional unsteady flowfields generated by slot injection into supersonic flow are numerically simulated with the Navier-Stokes equations with two-equation k-$\varepsilon$ turbulence model. Numerical method is used high-order upwind TVD scheme. Eight cases are computed for different slot momentum flux ratios and slot position at downstream of the step. The flow is very similar to the cavity flow, because the jet acts as an obstacle. The numerical results thus show the periodic phenomenon.

General Derivation of Two-Fluid Model (2상 유동 모델의 일반적인 유도)

  • Hee Cheon No
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.16 no.1
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    • pp.1-10
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    • 1984
  • General time-volume averaged conservation equations and jump conditions for two-phase flows are derived here. The time-averaged equations for a single phase region in two-phase flow are obtained from local instant balance equations by a technique often used for single phase turbulent flow equations. The results obtained by integrating the time averaged equations over a flow volume are spatially averaged twice; first, they are averaged over a single phase region of the k-th phase and then averaged over the total volume of the k-th phase, in a flow volume. The mass, momentum, and energy conservation equations are obtained from the general time-volume averaged equations. The advantages of the present model are explained by comparing it with Ishii's model (1) and Banerjee's model (2). Finally, the assumptions and approximate terms of the equations of the THERMIT-6S are clarified.

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압축기 익렬 성능해석을 위한 알고리즘과 난류모델의 비교

  • 김석훈;이기수;최정열;김귀순;김유일;임진식
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.29-29
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    • 2000
  • 가스터빈 엔진의 성능을 제대로 예측하기 위해서는 먼저 주요 구성품인 압축기, 터빈 등의 성능 자료가 충분히 알려져 있어야 한다. 특히 압축기는 조건의 변화에 따라 성능변화가 크므로 엔진 성능예측시 압축기 성능특성은 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 압축기의 경우, 유동의 특성상 역압력 구배로 인한 유동의 박리가 발생하는 등 유동현상이 매우 복잡해진다. 이와 같은 2차원 압축기 익력 성능예측을 위하여 압축성, 비압축성 수치해석기법 및 난류 모델을 DCA(doble circular arc) 아음속 압축기 익렬에 적용하여 실험 결과와 비교 검토하였다.

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Numerical Study of High Resolution Schemes for GH2/GO2 Rocket Combustor using Single Shear Coaxial Injector (단일 전단 동축 분사기를 가지는 GH2/GO2 로켓 연소기의 고해상도 수치해석)

  • Jeong, Seung-Min;Um, Jae-Ryeong;Choi, Jeong-Yeol
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.22 no.6
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    • pp.72-83
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    • 2018
  • In this study, a series of CFD analyses were carried out for a hydrogen rocket combustor with a single shear coaxial injector. A hybrid RANS/LES approach was used for the turbulent combustion analysis with a two-dimensional axisymmetric configuration. Three reaction mechanisms, three spatial discretization methods, and three levels of grid resolution were compared to determine an appropriate CFD approach. The performance of the CFD prediction were investigated by comparing the wall heat flux with experimental data. Investigation of the flow field results provides an insight into the characteristics of the turbulent reacting flow of a rocket combustor with a shear coaxial injector.

Numerical Investigation of Pollutant Dispersion in a Turbulent Boundary Layer by Using Lattice Boltzmann-Subgrid Model (격자볼츠만 아격자 모델을 이용한 난류 경계층 내에서의 오염물질 확산에 대한 수치적 연구)

  • Shin, Myung-Seob;Byun, Sung-Jun;Kim, Joon-Hyung;Yoon, Joon-Yong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.35 no.2
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    • pp.169-178
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    • 2011
  • The dispersion of a pollutant in a turbulent boundary layer has been described in this study by using a two-dimensional lattice Boltzmann method (LBM) and the Smagorinsky sub-grid-scale (SGS) model. The scalar transport equation corresponding to the pollutant concentration is adopted; the pollutant is considered to be in a continuous phase. The pollutant source is classified as ground-level source (GLS) and elevated-point source (ES). Air velocity and particle concentration profile for the pollutant are compared with the respective results and profiles obtained in the experiments of Fackrell and Robins (1982) and Raupach and Legg (1983). The numerical results obtained in this study, i.e., the simulation and the experimental data for the mean flow velocity profiles and the pollutant concentration profiles, are in good agreement with each other.

A Study of Frictional Flow Characteristics of Korean Streams (우리나라 하천의 흐름특성 및 마찰계수 산정)

  • Yoo, Dong-Hoon;Lee, Tae-Hee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.613-618
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    • 2008
  • 본 연구에서는 개수로 마찰흐름 특성에 관한 연구로서 유량조사사업단(2006)의 우리나라 3대강 유역 하천자료와 미국의 Colorado지역 록키산맥 하천 관측자료를 통하여 개수로의 흐름특성을 집중적으로 검토하였다. 개수로 설계에 있어 수로의 흐름해석 및 마찰계수의 정확한 산정은 수로설계의 근간이 된다. 하지만 일반적으로 사용하고 있는 Manning(1889)식은 개수로 흐름특성을 판단하기에 너무 단순하여 상이한 결과를 보임에도 불구하고 단순성에 기인하여 사용되는 것으로 판단된다. Bazin(1865)과 Varwick(1945)의 개수로 실험결과를 보면 Nikuradse(1933)의 원형관수로 실험결과와 마찬가지로 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯 가지의 흐름특성이 존재함을 알 수 있다. 또한, 개수로 마찰계수의 특성변화를 보면 조고 또는 조도가 증가함에 따라 마찰계수가 상향으로 평행 이동하는 것을 볼 수 있다. 실험결과로부터 확인되는 이러한 흐름 특성이 현장에서도 분명히 나타날 것으로 판단하며 이러한 가설에 근거하여 각 하천의 관측자료를 분석하였다. 유량조사사업단의 우리나라 3대강 유역 하천 관측자료(2006)를 레이놀즈수의 함수인 완난류 흐름으로 전제하고 물의 기본적인 성질과 하천의 경사, 수심, 조고 등의 영향을 고려한 무차원수를 도입하여 마찰계수의 2차적인 분포특성을 파악하고자 하였다. 하지만 관측된 자료로부터 무차원수를 도입하여 산정된 마찰계수분포를 보면 마찰계수가 급격히 증가하고 추정된 유속과 관측된 유속을 비교하면 추정된 유속이 산개되는 경향이 나타났다. 이러한 문제점은 유량관측시 관측지점의 수면경사 및 하상경사의 미관측으로 하천정비기본계획상에 제시된 지형으로부터 하상경사를 추정하여 마찰계수와 유속을 산정하였다. 또한 하천정비기본계획상에 제시된 Manning의 조도계수를 이용하여 Ganguillet&Kutter(1869) 산정식과 Manning(1889) 산정식으로 부터 유속을 산정한 결과 오차가 크게 발생한 것을 확인하였으며, 실제 관측자료에 적합하도록 조도계수를 재 산정하였다. 논문의 분량 제한상 분석과정은 추후 논문에 제시하기로 하고 분석결과와 수위관측에서의 문제점을 제시하였다.

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Investigation on fluid-particle velocity double correlation in fluid- particle two-phase turbulent flows (유체에 입자가 부상된 2상난류운동에서 유체-입자속도 2차상관관계에 관한 연구)

  • 양선규;최영돈
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.12 no.6
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    • pp.1438-1449
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    • 1988
  • An analysis of radiative heat transfer has been conducted on axisymmetric finite cylindrical media. It is assumed that the temperature in the media is uniformly distributed and the boundaries are diffusely emitting and reflecting at a constant temperature. The scattering phase function is represented by the delta-Eddington approximation to account for highly forward scattering by particulates just as in the combustion system. Exact numerical solutions are obtained by Gaussian quadrature method and compared with P-1 and P-3 approximation solutions to verify their engineering application limit. The effects of optical thickness, scattering albedo, wall emissivity and aspect ratio are investigated. The results show that P-3 approximation is found to be in good agreement with the exact solution.

Computation of Turbulent Flow around a Ship Model with Free-Surface (자유표면을 포함한 선체주위 난류유동 해석)

  • Jung-Joong Kim;Hyoung-Tae Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.38 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • The computations of the turbulent flow around the ship models with the free-surface effects were carried out. Incompressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations were solved by using an explicit finite-difference method with the nonstaggered grid system. The method employed second-order finite differences for the spatial discretization and a four-stage Runge-Kutta scheme for the temporal integration. For the turbulence closure, a modified Baldwin-Lomax model was exploited. The location of the free surface was determined by solving the equation of the kinematic free-surface condition using the Lax-Wendroff scheme and a free-surface conforming grid was generated at each time step so that one of the grid boundary surfaces always coincides with the free surface. An inviscid approximation of the dynamic free-surface boundary condition was applied as the boundary conditions for the velocity and pressure on the free surface. To validate the computational method developed in the present study, the computations were carried out for beth Wigley and Series 60 $C_B=0.6$ ship model and the computational results showed good agreements with the experimental data.

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A Numerical Study on the Characteristics of High Resolution Wind Resource in Mountainous Areas Using Computational Fluid Dynamic Analysis (전산유동해석을 통한 산악 지역의 고해상도 풍력자원 특성에 관한 수치연구)

  • Lee, Soon-Hwan
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.32 no.1
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    • pp.46-56
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    • 2011
  • The purpose of this paper is to evaluate the wind energy resources with high spatial resolution in Sunghak and Guduck mountains in Busan Metropolitan area under the various atmospheric stabilities. The numerical model used in this research is A2C (Atmosphere to CFD), mainly applied to assess the regional scale and microscale meteorological phenformin. Wind under the strong atmospheric stability moves around mountain side smoothly due to the strong potential energy. On the other hand, the cavity region on the lee side of mountain tends to be created and expanded as the atmospheric stability decrease. Annually the average distribution of wind power density, turbulence kinetic energy, and vertical wind shear help to explain quantitatively that wind resource near the northern side of Guduck mountain top is more suitable to establish wind energy complex than that in any other regions in the target area.