The attitude aerodynamic control is an important subject in the design of an aerospace plane. Usually, at high altitudes, this control is fulfilled by thrusters so that the implementation of an aerodynamic control of the vehicle has the advantage of reducing the amount of thrusters fuel to be loaded on board. In the present paper, the efficiency of a wing-flap has been evaluated considering a NACA 0010 airfoil with a trailing edge flap of length equal to 35% of the chord. Computational tests have been carried out in hypersonic, rarefied flow by a direct simulation Monte Carlo code at the altitudes of 65 and 85 km, in the range of angle of attack 0-40 deg. and with flap deflection equal to 0, 15 and 30 deg.. Effects of the flap deflection have been quantified by the variations of the aerodynamic force and of the longitudinal moment. The shock wave-boundary layer interaction and the shock wave-shock wave interaction have been also considered. A possible interaction of the leading edge shock wave and of the shock wave arising from the vertex of the convex corner, produced on the lower surface of the airfoil when the flap is deflected, generates a shock wave whose intensity is stronger than those of the two interacting shock waves. This produces a consistent increment of pressure and heat flux on the lower surface of the flap, where a thermal protection system is required.
The present paper is the follow-on of a former work in which the influence of the gas-surface interaction models was evaluated on the aerodynamic coefficients of an aero-space-plane and on a section of its wing. The models by Maxwell and by Cercignani-Lampis-Lord were compared by means of Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) codes. In that paper the diffusive, fully accommodated, semi-specular and specular accommodation coefficients were considered. The results pointed out that the influence of the interaction models, considering the above mentioned accommodation coefficients, is pretty strong while the Cercignani-Lampis-Lord and the Maxwell models are practically equivalent. In the present paper, the comparison of the same models is carried out considering the dependence of the accommodation coefficients on the angle of incidence (or partial accommodation coefficients). More specifically, the normal and the tangential momentum partial accommodation coefficients, obtained experimentally by Knetchel and Pitts, have been implemented. Computer tests on a NACA-0012 airfoil have been carried out by the DSMC code DS2V-64 bits. The airfoil, of 2 m chord, has been tested both in clean and flapped configurations. The simulated conditions were those at an altitude of 100 km where the airfoil is in transitional regime. The results confirmed that the two interaction models are practically equivalent and verified that the use of the Knetchel and Pitts coefficients involves results very close to those computed considering a diffusive, fully accommodated interaction both in clean and flapped configurations.
Lal, Achchhe;Jagtap, Kirankumar R.;Singh, Birgu N.
Advances in Computational Design
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v.2
no.3
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pp.165-194
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2017
The present work proposes the thermo mechanically induced statistics of nonlinear transverse central deflection of elastically supported functionally graded (FG) plate subjected to static loadings with random system properties. The FG plate is supported on two parameters Pasternak foundation with Winkler cubic nonlinearity. The random system properties such as material properties of FG material, external loading and foundation parameters are assumed as uncorrelated random variables. The material properties are assumed as non-uniform temperature distribution with temperature dependent (TD) material properties. The basic formulation for static is based on higher order shear deformation theory (HSDT) with von-Karman nonlinear strain kinematics through Newton-Raphson method. A second order perturbation technique (SOPT) and direct Monte Carlo simulation (MCS) are used to compute the nonlinear governing equation. The effects of load parameters, plate thickness ratios, aspect ratios, volume fraction, exponent, foundation parameters, and boundary conditions with random system properties are examined through parametric studies. The results of present approaches are compared with those results available in the literature and by employing direct Monte Carlo simulation (MCS).
The increasing interest in the exploration of Mars stimulated the authors to study aerodynamic problems linked to space vehicles. The aim of this paper is to evaluate the aerodynamic effects of a flapped wing in collaborating with parachutes and retro-rockets to reduce velocity and with thrusters to control the spacecraft attitude. 3-D computations on a preliminary configuration of a blunt-cylinder, provided with flapped fins, quantified the beneficial influence of the fins. The present paper is focused on Aerodynamics of a wing section (NACA-0010) provided with a trailing edge flap. The influence of the flap deflection was evaluated by the increments of aerodynamic force and leading edge pitching moment coefficients with respect to the coefficients in clean configuration. The study was carried out by means of two Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) codes (DS2V/3V solving 2-D/3-D flow fields, respectively). A DSMC code is indispensable to simulate complex flow fields on a wing generated by Shock Wave-Shock Wave Interaction (SWSWI) due to the flap deflection. The flap angle has to be a compromise between the aerodynamic effectiveness and the increases of aerodynamic load and heat flux on the wing section lower surface.
Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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1995.10a
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pp.53-59
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1995
The accurcy and the application limits of the Three-Curve Method(TCM) and Zonal Cavity Method(ZCM) are evaluated. Average illuminance values are calculated by TCM and ZCM for various lighting conditions using general Diffusing Luminaires and Direct Luminaires. These values are compared with the values from Monte-Carlo Simulation(MCS) for the same lighting conditions. Accuracy of MCS was proved by Moon's Analytical Method.
Usually the seismic stability analysis of slope uses the pseudostatic analysis considering the inertial force by the earthquake as a static load. Geostructures such as slope include the uncertainty of soil properties. Therefore, it is necessary to consider probabilistic method for stability analysis. In this study, the probabilistic stability analysis of slope considering the uncertainty of soil properties has been performed. The fragility curve that represents the probability of exceeding limit state of slope as a function of the ground motion has been established. The Monte Carlo Simulation (MCS) has been implemented to perform the probabilistic stability analysis of slope with pseudostatic analysis. A procedure to develop the fragility curve by the pseudostatic horizontal acceleration has been presented by calculating the probability of failure based on the Artificial Neural Network (ANN) based response surface technique that reduces the required time of MCS. The results showed that the proposed method can get the fragility curve that is similar to the direct MCS-based fragility curve, and can be efficiently used to reduce the analysis time.
Molar cyclization equilibrium constant (K$_{x}$) of poly(alkylene terephthalate) (PAT) cyclics was calculated by the Monte Carlo simulation on the basis of rotational isomeric state (RIS) model. The experimental $K_{x}$ of PAT cyclics, which was not clearly explained by the Jacobson-Stockmayer theory and the method of Flory, Suter, and Mutter however, was explained well by the direct computational method with the reaction radius ${\gamma}$=0.5 < ${\gamma}^{2}$> $^{1/2}$. The effect of PAT conformation on $K_{x}$ of PAT cyclics was investigated by changing its statistical weight parameters, ${\sigma}_{1}$ and ${\sigma}_{2}{\cdot}K_{x}$ of PAT cyclics obtained by the direct computation method with various radii and the radius ${\gamma}$=0.5 < ${\gamma}^{2}$> $^{1/2}$ was slightly changed with ${\sigma}_{1}$ and ${\sigma}_{2}$. Consequently, it was concluded that $K_{x}$ of PAT cyclics is strongly dependent on the configuration of each PAT and affected by the change of its conformation to some extent.
Using analytical method, intrinsic absorption and scattering attenuation was lately separated from total quality factor $(Q^{-1}_t)$ on the seismic data of Korean Peninsula. However, we should use numerical method rather than the analytical method to consider depth dependent structure of scattering. The direct simulation Monte Carlo (DSMC) method, as a kind of the numerical method, is good option due to its extended availability from 1 to 3-dimensional model; but there is few study to use it. In this paper, we introduced the analytical method and the DSMC method, and compared the results of the two analysis applied to the isotropic scattering model. While the scattering attenuation coefficients $(\eta_s)$ are identical, the intrinsic absorption coefficients $(\eta_i)$ for the analytical method are larger than those for DSMC method and have large errors. In addition, the $(Q^{-1}_t)$ by the previous studies show closer to DSMC method than analytical method.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.3
no.4
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pp.839-847
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1999
This paper presents the performance evaluation of direct broadcasting satellite by monte-carlo(MC) and quasi-analytic(QA) simulation method in the existence of uplink/downlink adjacent channel interference(ACI), co-channel interference(CCI), and gaussian noise. Korea's satellite system parameters and link design are used at the simulation. MC and QA simulation methods are a valuable adjunct to analytical performance.
Risk assessment processes, which include processes for the estimation of human cancer potency using animal bioassay data and calculation of human exposure, entail uncertainties. In the exposure assessment process, exposure scenarios with various assumptions could affect the exposure amount and excess cancer risk. We compared risk estimates among various exposure scenarios of vinyl chloride, trichloroethylene and tetrachloroethylene in tap water. The contaminant concentrations were analyzed from tap water samples in Seoul from 1993 to 1994. The oral and inhalation cancer potencies of the contaminants were estimated using multistage, Weibull, lognormal, and Mantel-Bryan model in TOX-RISK computer software. In the first case, human excess cancer risk was estimated by the US EPA method used to set the MCL(maximum contaminant level). In the second and third case, the risk was estimated for multi-route exposure with and without adopting Monte-Carlo simulation, respectively. In the second case, exposure input parameters and cancer potencies used probability distributions, and in the third case, those values used point estimates(mean, and maximum or 95% upper-bound value). As a result, while the excess cancer risk estimated by US EPA method considering only direct ingestion tended to be underestimated, the risk which was estimated by considering multi-route exposure without Monte-Carlo simulation and then using the maximum or 95% upper-bound value as input parameters tended to be overestimated. In risk assessment for volatile organic compounds, considering multi-route exposure with adopting Monte-Carlo analysis seems to provide the most reasonable estimations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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