• 제목/요약/키워드: PISO Algorithm

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아트리움에서 화재 발생시 복사가 고려된 연기거동에 대한 수치해석 연구 (A Numerical Study of Smoke Movement with Radiation in Atrium Fires)

  • 정진용;유홍선;홍기배
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.7-15
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    • 2001
  • 본 연구는 3차원 아트리움 공간(일본의 SIVANS 아트리움)내에서 화재 발생시 복사가 고려된 연기의 거동을 알아보기 위해 자체개발한 SMEP(Smoke Movement Estimating Program) Held 모델을 사용하여 수치해석하였다. PISO 알고리즘과 부력항을 포함한 수정 k-$\\varepsilon$ 난류모델을 사용한 SMEP은 연속, 운동, 에너지, 농도 그리고 복사 열 전달 방정식을 풀었으며, 복사 열 전달 방정식의 해석을 위하여 S-N 구분종좌표법을 채택하여 사용하였다. 수치해석 결과 연기의 온도분포는 복사와 대류를 힘께 고려했을 경우가 대류만을 고려했을 경우 보다 실험결과와 근사한 경향을 나타내었다. 이것은 연기속에 포함되어 있는 연소생성을 중 $H_2$O와 $CO_2$ 가스의 복사 영향 때문이며, 따라서 좀더 실제적인 화재해석에 있어서 연기의 복사 영향을 고려하는 것이 필요하다. 또한 연층의 하강 복도는 약 0.l m/s이었으며 피난수준인 바닥 1.5m까지 연층이 도달하는 데에는 56 kW의 Ultra Fast Fire의 경우 약 450초의 시간이 걸렸다.

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실내화재에서 연기거동에 미치는 복사영향에 대한 수치해석적 연구 (A Numerical Study of Radiation Effect under Smoke Movement in Room Fire)

  • 정진용;유홍선;홍기배
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.6-12
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    • 2000
  • 본 연구는 두 가지 유형의 3차원 실내 공간 내에서 화재 발생시 연기거동에 미치는 복사영향을 알아보기 위해 자체개발한 SMEP(Smoke Movement Estimating Program) Seld 모델을 사용하여 수치해석하였다. PISO 알고리즘과 부력항을 포함한 수정 k - e 난류모델을 사용한 SMEP은 연속, 운동, 에너지, 농도 그리고 복사 열 전달 방정식을 풀었으며, 복사 열 전달 방정식의 해석을 위하여 S-N 구분종좌표법을 채택하여 사용하였다. 수치해석 결과 연기의 온도분포는 복사를 고려하지 않고 대류만을 고려했을 경우 실험치와 많은 오차를 보였으나 복사를 함께 고려했을 경우는 실험치와 작은 오차범위로 비슷한 경향을 나타내었다. 이것은 연기속에 포함되어 있는 연소생성물 중 H2O와 CO2 가스의 복사 영향 때문이며, 따라서 좀더 실제적인 화재해석에 있어서 복사는 반드시 고려되어야만 한다.

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OWC형 파력발전 공기실의 파랑집중장치의 효과에 대한 수치적인 연구 (Effects of Wave Focusing Device on Performance of OWC Chamber)

  • 류진;현범수;홍기용;김길원
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.12-17
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    • 2010
  • OWC 파력발전장치는 에너지 변환장치로 널리 사용되고 있고 공기실의 작동성능을 향상시키기 위하여 파랑집중장치를 고안 하였다. 본 논문에서 사용된 수치조파수조는 two-phase VOF모델을 기반으로 하여 구현되었고 재생된 규칙 입사파는 공기실까지 전달되어 내부의 왕복 유동장을 형성하게 하였다. 수치조파수조는 연속방정식, Reynolds-averaged Navier-Stokes방정식, two-phase VOF 법으로 구성 되였고 standard k- 난류모델, 유한체적법, NITA-PISO 알고리즘 그리고 dynamic mesh기능을 채택하였다. OWC 공기실 파랑집중장치의 성능에 대하여 수치적으로 고찰하였다.

난류선회 등온 및 분무연소 유동에 대한 수치해석 (Numerical Study of Turbulent Swirling Isothermal and Spray-Combusting Flows)

  • 김성구;안국영;김용모;이창식
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권5호
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    • pp.130-141
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    • 1996
  • Numerical study of a confined, swirling, isothermal and spray-combusting flows has been presented. The pressure-velocity coupling in the Eulerian gas-phase equation is handled by the improved PISO algorithm. The droplet dispersion by turbulence is introduced by a Stochastic Separated Flow(SSF) model. The k-$\varepsilon$ turbulence model and the eddy dissipation model are employed to account for turbulence-combustion interaction. The detailed comparison with experimental data has been made for the isothermal jet swirling flows and the nearly monodisperse spray-combusting flow in the swirl combustor.

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과도한 열손실을 수반하는 초소형 정적연소실 내 화염전파 (Flame Propagation in a Micro Vessel under Excessive Heat Loss)

  • 나한비;최권형;권세진
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2002년도 제24회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.95-98
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    • 2002
  • A numerical investigation on the flame propagation and extinction in a micro combustor is described. Previous measurements of $H_2-air$ flame propagation in a submilimeter scale combustor exhibited significance of wall effects on burning velocity and extinction. The heat transfer to wall becomes important not only in the cooling of burnt gases but also during the flame ropagation, which has be by and large ignored in macro scale combustor calculations. In order to take the heat loss into account the combustion calculation, we developed a numerical code with a heat transfer model that was determined empirically from measured data. PISO algorithm was used for differencing of conservation equations. $H_2-air$ reaction was modeled with 10 species - 16 steps. Comparison with measured data showed good agreement in flame propagation speed. Also the pressure decrease after flame extinction was accurately predicted by the model. A further study is desirable for a better quenching model that can predict the quenching location.

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모든 속도영역의 점성유동에 적용 가능한 새로운 압력기반 유한요소법 (A New Pressure-Based Finite Element Method Applicable to Viscous Flows at All Speed Ranges)

  • 심은보;장근식
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1995년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.169-174
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    • 1995
  • A finite element scheme using the concept of PISO method has been developed to solve the viscous flow problems in all speed range. In this study, new pressure equation is proposed such that both the hyperbolic term related with the density variations and elliptic term reflecting the incompressibility constraint are included. Present method has been applied to incompressible flow in two-dimensional driven cavity(Re=100, 400 and 1,000), and its computed results are compared with other's. Also, Carter plate problem(M=3 and Re=1,000) is computed and the comparison is made with Carter's results. Finally, we simulate a shock-boundary layer interaction problem(M=2 and $Re=2.96{\times}10^5$) to illustrate the shock capturing capability of the present solution algorithm.

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비정렬 기반의 CFD 프로그램 개발 (DEVELOPMENT OF CFD PROGRAM BASED ON UNSTRUCTURED GRID SYSTEM)

  • 이정희;이상혁;이명성;허남건
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.524-529
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    • 2010
  • In the present study, a CFD program is developed for the Fluid-Structure Interaction(FSI) analysis. The non-staggered, non-orthogonal, and unstructured grid system was also used to handle the complicated geometries in the program. In order to validate the capabilities of the developed CFD program, various models are investigated by using unstructured and nonorthogonal meshes. The predicted results are a good agreement with analytic solution, experimental data and commercial software. And also PISO algorithm is applied for transient flow analysis. The cyclic boundary condition and baffle cell are developed in order to improve the effectiveness of the calculation for complex geometry.

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캐비티 내 고 점성유체의 비정상 흔합대류에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study of Unsteady Mixed Convection in a Cavity with High Viscous Fluid)

  • 배대석
    • 동력기계공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.11-17
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    • 2009
  • A numerical study of unsteady mixed convection in a cavity with high viscous fluid is presented. Finite volume method was employed for the discretization and PISO algorithm was used for calculating pressure term. The parameters governing the problem are the Rayleigh number ($10^3\;{\leq}\;Ra\;{\leq}\;10^5$), the Reynolds number (0 < Re $\leq$ 1), and the aspect ratio (0.5 $\leq$ AR $\leq$ 2). The fluid used is silicon oil, a high prandtl number fluid, Pr = 909.1. The results show velocity vectors and temperature distributions. It is found that the periodic flows in a cavity are observed at very low Reynolds numbers, and the period of periodic flow decreases with increasing Reynolds and Rayleigh numbers, and increases with increasing aspect ratio. Also, the Reynolds number range of periodic flow increases with increasing Rayleigh numbers and aspect ratio.

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수평 사각채널 내 저 레놀즈수 혼합대류 유동의 3차원 수치해석 (3-D Numerical Analysis on a low Reynolds Number Mixed Convection in a Horizontal Rectangular Channel)

  • 박일용;배대석
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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    • pp.210-215
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    • 2005
  • A three-dimensional numerical simulation is performed to investigate on a low Reynolds number mixed convection in a horizontal rectangular channel with the upper part cooled and the lower part heated uniformly. The three-dimensional governing equations are solved using a finite volume method. For convective term, the central differencing scheme is used and for the pressure correction, the PISO algorithm is used. Solutions are obtained for A=4, Pr=0.72, 10, 909, the Reynolds number ranging from $2.1{\times}10^{-2}$ to $1.2{\times}10^{-1}$, the Rayleigh number is $3.5{\times}10^4$. It is found that vortex roll structures of mixed convection in horizontal rectangular channel can be classified into three roll structures which affected by Prandtl number and Reynolds number.

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개방된 캐비티를 가진 채널 내에서의 혼합대류 유동과 열전달 특성 (Characteristics of the Mixed Convection Flow and Heat Transfer in a Channel with Open Cavity)

  • 고영창;배대석;김남식
    • 동력기계공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.56-64
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    • 2007
  • A numerical simulation is carried out mixed convection in horizontal channel with a heat source from below of rectangular cavity. Finite volume method was employed for the discretization and PISO algorithm was used for calculating pressure term. The parameters governing the problem are the Reynolds number ($10^{-2}{\leq}Re{\leq}50$), the Rayleigh number ($10^3{\leq}Ra{\leq}2.06{\times}10^5$), the Prandtl number ($0.72{\leq}Pr{\leq}909$), the aspect ratio ($0.5{\leq}AR=W/H{\leq}2$) and the angle of inclination ($0^{\circ}{\theta}60^{\circ}$). Mean Nusselt number distributions were obtained and effect of Reynolds number, Rayleigh number and Prandtl number on mixed convection in the horizontal channel with rectangular cavity were investigated.

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