• 제목/요약/키워드: 3D-CFD

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DME-Propane 액화연료의 혼합특성에 대한 CFD 시뮬레이션 (CFD Simulation for Mixture Characteristic of DME-Propane Liquified Fuels)

  • 김차환;천석훈;신동우;김래현;이현찬;백영순
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권2호
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    • pp.328-333
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    • 2012
  • 상용 CFD 소프트웨어 FLUENT를 이용하여 혼합탱크 내에서 DME와 Propane 두 가지 액화연료의 혼합에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 직경 1 m, 높이 2.5 m의 3D 혼합탱크를 모사하고 혼합탱크 상부에 DME가 146 l, 하부에 프로판 770 l가 존재하는 초기조건을 설정하여 34시간 동안 시뮬레이션을 진행하였으며, 시간대별 혼합 및 유동특성에 대하여 알아보았다. 혼합연료는 약 24시간 경과 후 3 mol% 범위 내에서 균일하게 혼합되었으며, 34시간 경과 시 1 mol% 내에서 균일하게 혼합되었다. 4시간 이후의 시뮬레이션 결과는 한국가스공사에서 수행된 DME 연료 실증 시험연구 기술개발 실험결과와 상당히 일치함을 확인하였다.

CFD를 이용한 블레이드 형상 변화에 따른 블로워 임펠러 최적설계 (Optimal Design of Impeller according to Blade Shape Variation Using CFD Simulation)

  • 유다미;김세모;장혜림;한대현;강래형
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.29-37
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    • 2019
  • 본 논문에서는 높은 풍량을 갖는 임펠러 형상 최적 설계를 위하여, 블레이드 형상이 임펠러의 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 먼저 임펠러 성능에 큰 영향을 미칠 것이라 판단되는 블레이드 개수, 각도, 길이를 설계변수로 선정하고, 실험계획법에 의거하여 정한 설계 수준에 따라 각기 다른 27가지 임펠러 형상을 설계하였다. 그리고 블레이드 형상 변화에 따른 임펠러 성능변화를 예측하기 위해 ANSYS CFX로 유동해석을 진행하였다. CFD 결과, 블레이드 개수 50개, 각도 $6^{\circ}$, 길이 5 mm 조합의 임펠러 형상에서 가장 높은 풍량이 발생되었다. 마지막으로 해석 결과를 바탕으로 3D프린터를 이용하여 기존 임펠러 형상과 시험군 임펠러 형상을 제작하였고, 블로워의 토출구에서의 유량을 측정하여 CFD 결과와 비교하는 검증 실험을 진행하였다.

역설계를 위한 3차원 모델형상 측정 (Measurements of 3D Model Shapes for Reverse Designs)

  • 도덕희;조경래;조용범
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.55-59
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    • 2012
  • Reverse Design(RD) plays an important role in simulation engineering, such as CFD (Computational Fluid Dynamics) and Virtual Engineering and Design. RD becomes much more valuable when there is no shape data of the practical models for CFD grid generations. In this study, two-camera based rapid prototyping(RP) system is proposed. 3D-PTV based measurement algorithm was adopted. The developed system was applied to reconstruct three-dimensional data of a human face, a motorcycle model, a cylindrical body and a triangular pyramid.

CFD를 이용한 가연성 가스의 확산 및 폭발 Simulation (CFD Simulation Study to analyze the Dispersion and Explosion of Combustible Gas)

  • 장창봉;이향직;이민호;민동철;백종배;고재욱;권혁면
    • 한국가스학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.58-65
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    • 2012
  • 현재 가연성 가스의 누출시 누출된 가스의 확산과 VCE에 의한 과압을 예측하기 위해 여러 모델들이 이용되고 있다. 그러나 이 모델들은 누출설비의 지형과 장애물 그리고 건물들의 영향에 대해서는 충분히 고려하지 않은 단순한 접근방법을 이용하고 있다. 이에 본 연구는 누출된 물질의 연소형태, 설비의 Geometry, 난류, 장애물, 바람의 영향 등 여러 변수를 고려하여 보다 정확하게 분석할 수 있는 CFD(Computational Fluid Dynamics) Model을 검토함으로서 누출된 가스의 확산과정과 분포형태 그리고 폭발시 화염과 과압의 결과를 2D와 3D의 가상공간에서 제시하였다. 이러한 CFD 분석결과는 폭발에 대한 리스크 분석과 리스크 기반의 설계에 있어 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

비정렬 셀 중심방법 및 경계면포착법을 사용하는 3차원 유동해석코드(PowerCFD)에 적합한 HR 해법에 관한 연구 (STUDY ON HIGH RESOLUTION SCHEMES SUITABLE FOR AN 3-D CFD CODE(POWERCFD) USING UNSTRUCTURED CELL-CENTERED METHOD AND INTERFACE CAPTURING METHOD)

  • 명현국;김종은
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.7-13
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    • 2008
  • Several high resolution schemes such as OSHER, MUSCL, SMART, GAMMA, WACEB and CUBISTA are comparatively studied with respect to the accurate capturing of fluid interfaces throughout the application to two typical test cases of a translation test and a collapsing water column problem with a return wave. It is accomplished by implementing the high resolution schemes in the in-house CFD code(PowerCFD) for computing 3-D flow with an unstructured cell-centered method and an interface capturing method, which is based on the finite-volume technique and fully conservative. The calculated results show that SMART scheme gives the best performance with respect to accuracy and robustness.

CFD에 의한 1MW 수평축 풍력발전용 로터 설계 및 해석에 관한 연구 (A Study on the 1MW Horizontal Axis Wind Turbine Rotor Design and 3D Numerical Analysis by CFD)

  • 김범석;김유택;남청도;김진구;이영호
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.396-401
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    • 2004
  • In this paper, a 1MW HAWT(FIL-1000) rotor blade has been designed by BEMT(Blade Element Momentum Theory) with Prandtl's tip loss. Also, a 3-D flow and performance analysis on the FIL-1000 rotor blade has been carried out by using the 3-D Navier-Stokes commercial solver (CFX-5.7) to provide more efficient design techniques to the large-scale HAWT engineers. The rated power and itsapproaching wind velocity at design point (TSR=7.5) are 1MW and 9.99m/s respectively. The rotor diameter is 54.5m and the rotating speed is 26.28rpm. Airfoils such as FFA W-301, DU91-W-250, DU93-W-210, NACA 63418, NACA 63415 consist of the rotor blade from hub to tip. Recent CFX version, 5.7 was adopted to simulate 3-D flow field and to analyze the performance characteristics of the rotor blade. Entire mesh node number is about 730,000 and it is generated by ICEM-CFD to achieve better mesh quality The predicted maximum power occurringat the design tip speed ratio is 931.45kW. Approaching to the root, the inflow angle becomes large, which causesthe blade to be stalled in the region. Therefore, k-$\omega$ SST turbulence model was used to predict the quantitative flow information more accurately. Application of commercial CFD code to optimum blade design and performance analysis was proved to be more effective environment to HAWT blade designers.

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CFD calculations of indicial lift responses for bluff bodies

  • Turbelin, Gregory;Gibert, Rene Jean
    • Wind and Structures
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    • 제5권2_3_4호
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    • pp.245-256
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    • 2002
  • Two-dimensional formulations for wind forces on elongated bodies, such as bridge decks, are reviewed and links with expressions found in two-dimensional airfoil theory are pointed out. The present research focus on indicial lift responses and admittance functions which are commonly used to improve buffeting analysis of bluff bodies. A computational fluid dynamic (CFD) analysis is used to derive these aerodynamic functions for various sections. The numerical procedure is presented and results are discussed which demonstrate that the particular shapes of these functions are strongly dependent on the evolution of the separated flows around the sections at the early stages.

DPF의 배기가스 유동 및 포집에 관한 다차원 모델링 연구 (Study on Multi-Dimensional Simulation of the Flow and Filtration Characteristics in Diesel Particulate Filters)

  • 김동균;윤천석
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.60-68
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    • 2010
  • In order to understand the flow and filtration characteristics in a wall-flow type DPF(Diesel Particulate Filter), 0-D, 1-D, and 3-D simulations are preformed. In this paper, three model are explained and validated with each other. Based on the comparisons with 1-D and 3-D results for the steady state solution, 3-D CFD analysis is preferable to 1-D for the prediction of wall velocity at the inlet and exit plane. Because PM loading process is transient state phenomena, the combination of full 3-D and time dependent simulation is crucial for the configuration of wall channels. New coupling technique, which is the connection between calculated permeability from 0-D lumped parameter model and UDF(User Defined Functions) of main solver, is proposed for the realisti

상용 및 오픈소스 CFD 코드를 이용한 EFD-CFD 워크샵 Case 3 해석 (CFD Analysis of EFD-CFD Workshop Case 3 using Commercial and Open Source CFD codes)

  • 김종록
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.241-251
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    • 2017
  • EFD-CFD 워크샵 중 Case3인 RAE Wing A 형상에 대해 전산유체역학 해석을 수행하였다. 해석자로 3개의 상용 CFD 해석 코드(Star-CCM+, Fluent, CFX)와 오픈 소스 CFD 코드(SU2)를 사용하였다. 격자는 상용 격자 생성 코드인 Pointwise를 이용하여 격자의 수에 따라 4가지를 생성하였다. 마하수 0.4, 0.8에서 는 받음각 2도, 마하수 0.9에서 받음각 1도에서 해석하였다. coarse격자부터 fine 격자까지는 압력계수 곡선과 수직력 계수는 비슷한 결과를 보였으나 항력 계수에서는 차이가 있었다. Star-CCM+과 Fluent의 해석에서 차분법의 차수가 높을수록 충격파의 위치를 앞으로 예측하였다. 수렴에 다다르는 계산시간은 Fluent, Star-CCM+, CFX의 순으로 나타났고 SU2는 이에 비해 수렴하는데 많은 시간이 들었다.