신설될 복합화력발전소 취수펌프장 계획안에 대하여 수치 및 수리모형실험을 수행하고 순환수취수펌프운영에 문제를 발생시킬 가능성이 발견되면 개선안을 도출하는 것이 본 연구의 목적이다. 수리모형은 1:20의 크기로 아크릴을 이용하여 제작되었고 2차원 수치모형실험은 RMA2모형을 이용하였다. 수리 및 수치모형실험의 결과를 평가하기 위하여 취수로 및 취수펌프장내 흐름에 대한 평가기준을 설정하였다. 복합화력발전소 취수펌프장의 계획안에 대한 2차원 수치모형실험을 통하여 얻어진 연직방향 와도를 수리모형실험결과와 비교하여 흐름평가기준의 하나인 와류발생 가능성을 평가하였다. 계획안은 취수펌프장내에서 큰 규모의 와류가 발생하여 순환수취수펌프운영에 문제를 발생시킬 수 있을 것으로 판단되었다. 이에 따라서 9개 개선안이 고안되어 수치모의되었다. 9개중 4개의 개선안에 대하여 수리모형실험이 수행되었다. 수리모형실험에 근거하여 4개의 개선안의 하나가 최종개선안으로 제시되었다. 공간적인 제약조건이 있는 순환수취수펌프장 및 취수로 설계의 경우 격벽과 도류벽을 이용하면 순환수취수펌프장의 흐름상황을 개선할 수 있는 것으로 나타났다.
A numerical simulation method has been developed to predict atmospheric flow and stack gas diffusion using a calculation domain of several km around a stack under complex terrain conditions containing buildings. The turbulence closure technique using a modified k-$\varepsilon$-type model under a non hydrostatic assumption was used for the flow calculation, and some of the calculation grids near the ground were treated as buildings using a terrain-following coordinate system. Stack gas diffusion was predicted using the Lagrangian particle model, that is, the stack gas was represented by the trajectories of released particles. The numerical model was applied separately to the flow and stack gas diffusion around a cubical building and to a two-dimensional ridge in this study, before being applied to an actual terrain containing buildings in our next study. The calculated flow and stack gas diffusion results were compared with those obtained by wind tunnel experiments, and the features of flow and stack gas diffusion, such as the increase in turbulent kinetic energy and the plume spreads of the stack gas behind the building and ridge, were reproduced by both calculations and wind tunnel experiments. Furthermore, the calculated profiles of the mean velocity, turbulent kinetic energy and concentration of the stack gas around the cubical building and the ridge showed good agreement with those of wind tunnel experiments.
한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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pp.381-388
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2001
Behavior characteristics of coil shaped elastoplastic dampers, a sort of hysteretic damper, are studied on through experiments and numerical analyses. The coil shaped elastoplastic damper shows bilinear force-deformation relationship, and no stress concentration is occurred in the device. Numerical model, which is constructed through calibration with experimental results, shows good agreement with experiment, The coil shaped elastoplastic damper has lower yielding strength and stiffness under transversal loading compared to axial leading. Additional studies are required on behavior characteristics according to configuration variation of coil shaped elastoplastic dampers.
We present the numerical implementation, simulation, and validation of the high-velocity impact experiments that have been described in the companion article. In this part, numerical investigations and simulations performed to mimic the tests are presented. The experiments were analyzed by the explicit integration-based software ABAQUS for improved simulations. Targets were modeled with a damaged plasticity model for concrete. Computational results of residual velocity and crater dimensions yielded acceptable results.
본 연구에서는 상압환경에 적용되었던 액막 분열 모델을 고압환경에 적용하였다. 실험에서 주위압이 고압으로 진행할수록 액막의 분열길이는 짧아지는데 개발된 액막 분열 모델은 이러한 경향을 잘 예측하는 것으로 나타났으며 분무 형상도 정성적으로 실험결과와 일치하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 규칙파동장에 있어서 인장계류된 원형부유체의 파랑응답해석에 2차원 Navier-Stokes solver에 기초한 새로운 수치파동수조모델을 제안하였다. 본 수치파동수조모델에서는 이동구조물과 유체와의 상호작용을 해석하기 위하여 직각좌표계에서 임의형상의 불투과경계를 갖는 구조물과 유체와의 연성해석이 가능한 IBM(Immersed Boundary Method)과 자유수면 추적을 위한 VOF(Volume of Fluid)법을 결합하였다. 부유체운동에 대한 수치결과를 기존의 FAVOR(Fractional Area Volume Obstacle Representation)법에 의한 계산결과 및 수리실험과 비교하였다. 게다가, 수치모델의 보다 자세한 검증을 위하여 원형부유체의 동요 및 자유수면변동에 관한 수리모형을 추가로 실시하였고, 제안된 수치모델의 범용성과 타당성을 검증하기 위하여 직사각형부유체에 대한 수치 및 수리실험도 병행하였다. 이로부터 추정된 수치계산결과는 실험결과를 잘 재현하고 있는 것으로 판단되었다.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제4권3호
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pp.256-266
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2012
Cavitating flow simulation is of practical importance for many engineering systems, such as marine propellers, pump impellers, nozzles, torpedoes, etc. The present work has developed the base code to solve the cavitating flows past the axisymmetric bodies with several forebody shapes. The governing equation is the Navier-Stokes equation based on homogeneous mixture model. The momentum is in the mixture phase while the continuity equation is solved in liquid and vapor phase, separately. The solver employs an implicit preconditioning algorithm in curvilinear coordinates. The computations have been carried out for the cylinders with hemispherical, 1-caliber, and 0-caliber forebody and, then, compared with experiments and other numerical results. Fairly good agreements with experiments and numerical results have been achieved. It has been concluded that the present numerical code has successfully accounted for the cavitating flows past axisymmetric bodies. The present code has also shown the capability to simulate ventilated cavitation.
본 연구에서는 자연친화적인 호안 블록의 현장 적용시 충분한 기술적인 검증과 구조적, 수리학적 안정성 검토 등이 제대로 이루어지지 않고 있는 문제점을 개선하기 위해 생태적 기능을 확보할 수 있는 식생강화를 위한 다공성 소일 블록에 대하여 수리적 거동 변화에 따른 수리학적 안정성을 검토하였다. 대상구간을 선정하여 수치해석 및 수리모형실험을 실시하였으며 수치해석을 위해 1차원 수치해석모형인 HEC-RAS와 2차원 수치해석모형인 RMA-2를 이용하여 1, 2차원 수치해석을 실시하였고, Froude 상사법칙을 적용하여 식생 유, 무에 따른 축척된 수리모형실험을 실시하였다. 수리모형실험의 경우 실험결과에 대한 타당성을 위해 축척된 수리모형실험의 유속 및 소류력 결과를 원형으로 환산하여 1, 2차원 수치해석결과와 동일한 조건하에 비교 검토하였고 그 결과 비교적 일치된 결과가 나타난 것으로 확인되었으며 이에 따른 원형으로 환산된 소류력 결과를 기존 연구결과인 호안의 허용소류력과 비교함으로써 블록의 수리학적 안정성을 제시하였다.
동적원심모형 시험 결과를 기준으로 액상화모델과 응답이력해석 절차에 대한 검증을 시행하였다. 사용된 동적원심모형시험 결과는 LEAP-2017(Liquefaction Experiments Analysis Project)의 일환으로 시행된 결과이다. 시험을 위한 모형지반은 오타와 F-65모래를 이용하여 강성토조 내부 수면아래 상대밀도 55%, 표면경사 5°로 조성되었다. 진폭이 변화하는 주파수 1Hz 사인파형 입력운동을 강성토조 하단에 가진하였다. 수치해석은 원심모형시험의 원형스케일에 대해서 2차원 유한차분 해석기법을 이용하여 수행되었다. 지반은 전단파괴 이전 이력감쇠를 나타내며 전단 파괴기준은 Mohr-Coulomb 모델을 따르도록 모델링 되었다. 정적평형 후 반복하중으로 인한 간극수압의 변화를 묘사하기 위하여 Byrne의 액상화 모델을 적용하였다. 액상화 해석에 적합한 흐름조건을 확인을 위하여 수치해석은 배수 및 비배수 조건으로 시행하였으며, 비배수 해석조건에서 시행된 수치해석결과가 원심모형시험과 유사한 결과를 제시함을 알 수 있었다.
Flow characteristics inside a 10 inch ball valve have been analyzed using three-dimensional numerical analysis and experiments. Continuity and three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations have been used as governing equations for the numerical analysis. The numerical model has been constructed through the grid dependency test and validation with the results of experiments to ensure reliability and numerical effectiveness. The shear stress transport (SST) model has been used as the turbulence closure. The experimental test-rig has been constructed to measure pressure, temperature and flow rate along the pipeline. Some valve opening angles have been tested to evaluate the flow characteristics inside the ball valve and pipeline. The results show that the rapid pressure variations is observed while the valve opening angle decreases, which caused by flow separation at the downstream of the ball valve.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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