The purpose of this study is to investigate the actual field application of the linear piston pump for the solid transferring driven by the hydraulic power unit. In this paper, the numerical analysis and performance evaluating experiments were performed. CFX program has been used to obtain the solutions for the problems of three-dimensional, turbulent water flow in the linear piston pump. The velocity and the pressure distributions are obtained using the turbulent $k-\varepsilon$ model. To evaluate the performance of the linear piston pump, the performance test stand and data acquisition system were manufactured. The numerical predictions agree favorably with experimental results within 7% error. Speed of the piston which is satisfied the flow rate 3,000l/min which considers from basic design became 0.33m/s. This paper could be applied to the design of the linear piston pump for the fish transferring.
고압 인젝터의 성능은 디젤 연소엔진의 동력, 배출물, 연료소모와 직접적인 관계가 있다. 본 논문에서는 솔레노이드 코일과 피에조 세라믹으로 구동되는 커먼레일 디젤 분사용 인젝터의 응답 특성을 AMESim 코드를 사용하여 상대 비교 연구를 수행하였다. 따라서 연료압력, 분공경을 주요 해석변수로 설정하였다. 본 연구를 수행한 결과, 솔레노이드 구동 인젝터에 비해 피에조 구동 인젝터가 상대적으로 더 빠른 응답성과 더 높은 제어성을 가짐을 알 수 있었으며, 특히 다단분사 적용시, 이런 결과가 매우 효과적임을 확인할 수 있었다.
Theoretical-numerical analysis of wave instability is conducted with parametric response function model. Fluctuating instantaneous mass evaporation rate functionally coupled with pressure perturbations with phase lag is assumed to examine the validity of the method. With sufficiently large amplitude and less phase lag to perturbation, combustion response is resonant to pressure waves, unstable waves are amplified, and the system is driven to instability. Magnitude of response is a crucial instability parameter in the determination of a stability margins and makes a critical change of balancing conditions between the amplifying and damping acoustic energies. In the phase regime the unstable waves are amplified, whereas, the acoustic waves are attenuated in the out-of-phase regime. In the intermediate regime, no distinct tendency of unstable waves was determined.
The study is concerned with the theoretical and experimental investigation of axisymmetric fluid pressure-drive hydronforming of sheet metal by forming over the die cavity. The rigid-plastic finite element method is employed to calculate the stress and strain distribution The effect of blank size and die radius is also studied in the finite element analysis. Experiments are carried out for hydroforming of cold rolled steel sheets under various process conditions. The computational results are compared with the experimental results for the forming pressure vs. pole displacement relations and strain distributions. Comparison has shown that theoretical predictions by the finite element method are in good agreement with the experimental observations. Thus, it is shown that the rigid-plastic finite element method is effectively used in the analysis of axisymmetric fluid pressure-driven hydroforming process.
In this study, numerical analysis of viscous flows is carried out based on the unstructured grid. There exist some difficulties in expressing and computing numerical derivatives on the unstructured grid due to lack of the structured characteristics. The general computer algorithms are developed to perform numerical derivatives easily and extended to be applicable to various geometries composed of hybrid meshes. And the optimal method of strongly implicit procedure is newly contrived to accelerate the rate of convergence in solving the pressure Poisson equation. To verify numerical schemes, the driven cavity problems of 2 and 3 dimension are simulated. The numerical results are compared with others and our numerical schemes are shown to be valid.
상수관망의 수리해석기법은 demand-driven analysis(DDA)와 pressure-driven analysis(PDA)로 구분할 수 있다. 관거 파괴나 용수수요 급증과 같이 용수공급시스템이 비정상상태인 경우 절점의 용수수요는 항상 만족한다는 가정을 사용하는 DDA의 경우 비현실적인 결과를 줄 수 있으며, 절점수요와 절점수두를 동시에 고려하는 PDA의 개념을 이용한 관망의 수리해석이 필요하다. PDA의 개념을 사용하여 개발된 기존의 많은 모형들은 복잡한 실제관망에는 적용이 불가능한 문제점들을 가지고 있으며, 본 연구에서는 화음탐색법(Harmony Search, HS) EPANET의 toolkit을 연계하여 개발된 HSPDA모형의 실제 대규모 상수관망에의 적용성을 검토하였다. 실제 대규모관망에의 적용성 향상을 위해 화음탐색법의 새로운 인자인 PIR를 제안하였으며 적용결과 새롭게 제안된 PIR은 HSPDA모형의 최적해탐색효율을 획기적으로 향상시켰으며, HSPDA모형을 이용한 실제 대규모관망의 비정상상태 수리모의가 가능한 것으로 판단된다.
The objective of the present study is to analyze the fluid flow with moving boundary using a finite element method. The algorithm uses a fractional step approach that can be used to solve low-speed flow with large density changes due to intense temperature gradients. The explicit Lax-Wendroff scheme is applied to nonlinear convective terms in the momentum equations to prevent checkerboard pressure oscillations. The ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) method is adopted for moving grids. The numerical algorithm in the present study is validated for two-dimensional unsteady flow in a driven cavity and a natural convection problem. To extend the present numerical method to engine simulations, a piston-driven intake flow with moving boundary is also simulated. The density, temperature and axial velocity profiles are calculated for the three-dimensional unsteady piston-driven intake flow with density changes due to high inlet fluid temperatures using the present algorithm. The calculated results are in good agreement with other numerical and experimental ones.
Unlike the hydraulic power steering (HPS) system, which operates by the high pressure of a fluid obtained from the engine power, the motor-driven power steering (MDPS) system uses an electric motor to steer the wheel without consuming engine power. To steer the wheel with an electric motor, a worm wheel and a worm gear rotating between the steering shaft and motor are required. Any imperfection during the construction of an MDPS system or in a composing part creates noise and vibration, which can be sensed by a driver. To solve the noise and vibration problems, each part must be designed to not resonate with other parts. In this work, we developed the measurement and analysis systems to obtain the noise and the vibration of an automobile MDPS system. A signal analyzer was equipped with a 96 kHz, 24-bit ADC and a 150 MHz digital signal processor. The predetermined threshold value of the vibration in the MDPS system was used to determine the pass/fail, and the results were displayed on the screen. Our system can be used in the fabrication line to swiftly determine any imperfections in the MDPS system construction.
상수관망시스템의 운영목적은 탄력성을 높여 각종 비정상상황에 유연하게 대처할 수 있는 방향으로 점차 변화하고 있으며 이에 따라 비정상상황에 따른 단수구역 발생에 대한 사후대책 대비를 통한 탄력성 향상이 필수적이다. 이를 위한 가장 효율적인 방법은 수계전환에 따른 비상공급 수원확보이며, 비상관로를 통하여 인접 배수블록으로부터 단수된 구역에 용수를 공급할 수 있다. 성공적인 비상연계 운영을 위해서는, 수리학적 해석을 통하여 시공간적인 측면에서의 공급성능을 평가해야 한다. 비상연계 시, 공간적인 범위를 결정하는 주요 요소는 관경, 위치 및 관저고와 같은 비상관로에 해당하는 제원이며, 시간적인 범위를 결정하는 주요 요소는 연계배수지의 용량과 정수장에 공급 가능한 추가수량이다. 본 연구에서는 A시의 상수관망에 대하여 배수지 1지에 문제가 발생하여 타 배수지들로부터 비상연계를 받는 시나리오에 대하여 모의를 진행하였다. 배수지의 저류량 및 유입량에 대한 모의를 위하여 Advanced-Pressure Driven Analysis 모형을 사용하였으며, 수리해석 결과를 바탕으로 공급범위기준지표 및 공급시간기준지표를 산정하여 연계공급성능에 대한 다각도적인 평가를 진행하였다. 이에 비상연계에 대하여 소비자들이 실제 체감하는 공급성능을 시공간적인 측면에서 파악할 수 있었으며, 설계제원의 타당성에 대한 검토가 가능하였다. 이는 비상연계 성능향상을 위한 구조적 대책 및 비구조적 대책 수립에 대한 의사결정에 용이하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
As an alternative numerical method, the lattice Boltzmann method (LBM) is used to simulate a 2-dimensional pressure driven microchannel flow which comes from frequently in MEMS problems. The flow is assumed to be isothermal ideal gas flow. The flow field is calculated with various Knudsen numbers, pressure ratios and aspect ratios of the microchannel. The LBM can show the fundamental characteristics in microchannel flow such as velocity slip and nonlinear pressure drop.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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