본 논문에서는 CFB 구조에 기반한 마이크로스트립 라인을 이용하여 커플링 개수가 3개인 가변 대역통과 필터를 제안한다. 바이어스 전압을 증가시키면 강유전체의 실효 유전율($\varepsilon$eff)이 감소하고, 감소된 실효 유전율은 중심 주파수를 높은 값으로 이동시킨다 설계된 필터는 $\varepsilon$eff이 13~10에 걸쳐, 반사 손실이 10 dB 이상, 삽입손실이 3.5 dB 이하, 3-dB 대역폭이 1.18 GHz 이하, 중심 주파수는 25.4 GHz에서 28.8 GHz까지 이동하므로 가변성은 3.4 GHz에 달하는 특성을 보인다. 필터의 크기는 7.0 mm ${\times}$ 5.0 mm ${\times}$ 0.5 mm이다.
하수처리장의 침전지 구조물은 고형물(SS) 및 현탁물을 침전, 제거하여 하수의 정화를 도모하는 시설로 초기 유입 하수의 생물학적 처리로 인해 발생되는 슬러지와 처리수를 분리함에 그 목적을 두고 있다. 침전지 구조물은 장소의 제약 및 침전지의 효율성 측면에서 많은 공법이 제안되고 있으며, 그중 이층 침전지의 경우 구조물의 시공비용 절감 및 공간 활용측면에서 단층 침전지에 비해 우수성을 인정받고 있다. 하지만 상 하 층에 위치하고 있는 침전지 유입부의 위치적 특성으로 인해 균등한 유량의 분배가 이루어지지 않고 유량이 한곳에 집중되는 현상으로 보일 수 있다. 본 연구에서는 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하여 이층 침전지의 유량분배 최적화를 위한 설계인자를 도출 하였다. 특히 상 하층에 위치하고 있는 유입부의 위치적인 특성을 고려하여 유입부의 직경을 상층 $500mm{\sim}600mm$, 하층 $500mm{\sim}700mm$으로 변화시키며 수치모의를 수행하였으며, 유입량의 분배효과를 확인하기 위해 각 동일한 위치에서 유입량을 산정하였다. 각 케이스별 분배효과를 분석한 결과 상 하층의 유입부 직경을 상층 600mm 와 하층 700mm를 적용했을 경우 유입량의 표준편차가 가장 작게 발생하며, 침전지 내부의 흐름이 원활하게 이루어지는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 상용 CFD모형인 FLOW-3D를 계획 중인 H하수처리장의 이층 침전지 설계에 적용하였으며 유입부 직경에 따른 분배효과를 분석하였다.
Hollow cathode discharge(중공 음극)는 음극 표면에서 발생되는 2차 전자를 이용하여 높은 밀도의 플라즈마를 만들 수 있는 장점이 있다. 전원으로 microwave, RF, DC, pulsed dc등을 사용할 수 있으며 박막의 증착, 식각 등에 응용 가능하다. 물리적 현상으로는 중공 음극 재료 표면 물질의 가열 및 이온 스퍼터링, 2차 전자의 가열, 자기장 인가 구조의 경우 전자 거동이 있다. PIC(particle-in-cell)방식의 모델링과 fluid model을 이용한 방법이 있는데 본 연구에서는 상용 fluid model software인 ESI사의 CFD-ACE+를 사용하여 모델링 하였다. 구동 주파수는 13.56 MHz의 상용 고주파 전원과 보다 낮은 1 MHz, 100 kHz의 수치 모델을 이용하여 HF, MF, LF 영역에서의 동작 특성을 해석하였다. 1차적으로는 가스 유동의 특성을 2D, 3D로 조사하였고 플라즈마 거동은 2차원을 주로 진행하였으며 계산 시간이 오래 거리는 3차원 모델을 하나 만들어 그 특성을 조사하였다.
In the chemical, mineral and electronics industries, mechanically stirred tanks are widely used for complex liquid and particle mixing processes. In order to understand the complex phenomena that occur in such tanks, it is necessary to investigate flow field in the vessel. Most difficulty on the numerical analysis of stirred tank flow field focused particularly on free surface analysis. In order to decrease the dead zone and improve the flow efficiency of a system with free surface, this paper presents a new method that overcomes free surface effects by properly combining the benefits of using experiment and 3-D CFD. This method is applied to study the mixing flow in an agitated tank. From the results of experimental studies using the PIV (particle image velocimetry) system, the distribution of mixing flow including free surface are obtained. And these values that are expressed as a velocity vector field have been patched for simulating the free surface. The results of velocity distribution obtained by 3-D CFD are compared with those of experimental results. The experimental data and the simulation results are in good agreement.
In this paper, 1-D design of axial flow hydraulic turbine including runner blades, spiral casing with distributors(guide vanes and stay vane), and draft tube was conducted and then 3-D flow analysis was carried out using CFX-12.1. The results of 3 runners showed that with an increase in the number of blades, the flow rate and the power of the turbine system increased. On the other hand. the runner loss was not directly connected with the number of blades. As a result, proper blade number could be selected and more than 100kW small hydraulic turbine could be designed.
To calculate the fluid-structure interaction(FSI) problem rationally, it should be the basic technology to analyse each domain of fluid and structure accurately. In this paper, a new FSI analysis algorithm was introduced using the 3D solid finite element for structural analysis and CFD code based on the HCIB method for viscous flow analysis. The fluid and structural domain were analysed successively and alternatively in time domain. The structural domain was analysed by the Newmark-b direct time integration scheme using the pressure field calculated by the CFD code. The results for example calculation were compared with other research and it was shown that those coincided each other. So we can conclude that the developed algorithm can be applied to the general FSI problems.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제9권1호
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pp.75-84
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2016
Fluid-dynamic design of fluid machinery had heavily relied on empiricism and experimental observations for many years. Since 1980s, thanks to the advancements in Computational Fluid Dynamics (CFD), a variety of flow physics have been revealed. The contribution by CFD is indispensable; however, the challenge is required not only on the advancements in CFD technologies but also innovation of "design (optimization) technologies" because of the complex interactions between 3-D flow fields and the complex 3-D flow passage configurations, etc. This paper presents historical perspective on fluid machinery flow optimization in an industry with some messages for the future.
화학물질 취급공정에서 발생하는 화학사고를 예방하기 위해 기본적으로 요구되는 위험성 분석 (Risk Analysis)시 공정의 특성을 잘 반영하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 CFD (computational fluid dynamics) 언어를 활용하여 화학공장의 고위험 공정을 대상으로 신뢰성 있는 사고 피해 결과를 분석하고 안전확보 방안을 제시하였다. 이를 위한 방법론적 사례로 화학공장의 RHDS (잔사유수첨탈황공정) 공정을 대상으로 실제공정의 운전조건, 설비 및 장치의 형태와 밀집도, 대기상태, 바람의 영향 등 여러 복합적 변수를 고려하여 FEA (Finite Element Analysis)와 CFD 시뮬레이션을 수행하여 확산, 폭발 시뮬레이션을 수행하였으며, 3D Scanning 기술, 누출공 크기 산정, 누출량 산정을 위한 CFD 적용 가능성을 검토하였다.
The present paper is focused on analyzing a set of Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation data on reducing orthogonal peak base moment coefficients on a high-rise rectangular building with wings. The study adopts an aerodynamic optimization procedure (AOP) composed of CFD, artificial neural network (ANN), and genetic algorithm (G.A.). A parametric study is primarily accomplished by altering the wing positions with 3D transient CFD analysis using k - ε turbulence models. The CFD technique is validated by taking up a wind tunnel test. The required design parameters are obtained at each design point and used for training ANN. The trained ANN models are used as surrogates to conduct optimization studies using G.A. Two single-objective optimizations are performed to minimize the peak base moment coefficients in the individual directions. An additional multiobjective optimization is implemented with the motivation of diminishing the two orthogonal peak base moments concurrently. Pareto-optimal solutions specifying the preferred building shapes are offered.
본 연구에서는 드릴비트 내부 유로의 최적설계를 위하여 암분유동해석을 수행하였다. 이를 위해 암분과 기체의 다상유동해석이 가능한 전산유체역학 코드인 Star-CCM+을 사용하였다. 실제 천공시험으로부터 획득한 결과값을 기체 및 암분의 해석조건으로 적용하였다. 내부 유로 설계에 관련된 핵심인자를 3가지로 결정한 후, 다구찌 기법을 활용한 실험계획법으로부터 3가지 설계인자에 대한 최적값을 조사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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