• 제목/요약/키워드: RNG k-$\varepsilon$ 난류모델

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RNG k-$\varepsilon$ 난류모델을 이용한 유동박리 및 선회를 가지는 난류유동의 예측 (Prediction of Turbulent Flows with Separation and Swirl Using the RNG K-$\varepsilon$ Turbulence Model)

  • 김성구;오군섭;김용모;이창식
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권5호
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    • pp.119-129
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    • 1996
  • This study is concerned with the critical evaluation of predicative capability of a k-$\varepsilon$ turbulence model using the Renormalization Group(RNG) theory. The present numerical model for solution of the Navier-Stokes System is based on the modified PISO algorithms. Computations have been performed with the RNG-based K-$\varepsilon$ model for the two-dimensional flow over a backward-facing step, a confined coaxial jet, and a swirling flow in a swirl combustor. Numerical results are compared with experimental data in terms of mean flow velocities, turbulent kinetic energy, and turbulent stresses. Numerical results clearly indicate that the RNG-based K-$\varepsilon$ turbulence model shows a significant improvement over a standard K-$\varepsilon$ model in predicting the turbulent flows with flow separation and swirl.

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초음속 노즐 유동의 최적해석을 위한 난류모델의 평가와 선정 (Assessment and Validation of Turbulence Models for the Optimal Computation of Supersonic Nozzle Flow)

  • 감호동;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.18-25
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    • 2013
  • 초음속 축소-확대 노즐 유동을 정확하게 해석하기 위하여, 실험치와 해석값 사이의 비교를 통해 난류모델 성능평가를 수행한다. Boussinesq 가정을 적용한 RANS 방정식으로 2차원 노즐 유동을 해석하되, Spalart-Allmaras, RNG k-${\varepsilon}$, 그리고 k-${\omega}$ SST 난류모델을 평가에 사용한다. 각 모델들로 계산된 노즐 벽면의 압력구배 및 충격파 구조는 실험 데이터와 유사한 결과를 보였는데, 그 중에서도 SST 난류모델이 실험값에 가장 근접한 해석결과를 나타내었다.

엔진 흡입.압축과정의 유동해석을 위한 난류모델의 평가 (Assessment of Turbulence Models for Engine Intake and Compression Flow Analysis)

  • 박권하;김재곤
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제32권8호
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    • pp.1129-1140
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    • 2008
  • Many turbulence models have been developed in order to analyze the flow characteristics in an engine cylinder. Watkins introduced k-${\varepsilon}$ turbulence model for in-cylinder flow, and Reynolds modified turbulence dissipation rate by applying rapid transformation theory, Wu suggested k-${\varepsilon}-{\tau}$ turbulence model in which length scale and time scale are separated to introduce turbulence time scale, and Orszag proposed k-${\varepsilon}$ RNG model. This study applied the models to in-cylinder flow induced by intake valve and piston moving. All models showed similar flow fields during early stage of intake stroke. At the end of compression stroke, ${\kappa}-{\varepsilon}$ Watkins, ${\kappa}-{\varepsilon}$ Reynolds and ${\kappa}-{\varepsilon}$ RNG predicted well second and third vortex, especially ${\kappa}-{\varepsilon}$ RNG produced new forth vortex near central axis at the lower part of cylinder which was not predicted by the other models.

유동장 및 분무특성에 미치는 난류모델의 영향 (The Effect of Turbulence Model on the Flow Field and the Spray Characteristics)

  • 양희천;유홍선
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.87-100
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    • 1997
  • The ability of turbulence model to accurately describe the complex characteristics of the flow field and the fuel spray is of great importance in the optimum design of diesel engine. The numerical simulations of the flow field and the spray characteristics within the combustion chamber of direct injection model entgine are performed to examine the applicability of turbulence model. The turbulence models used are the RNG $\varepsilon$ model and the modified $\varepsilon$ model which included the compressibility effect due to the compression/expansion of the charges. In this study, the predicted results in the quiescent condition of direct injection model engine show reasonable trends comparing with the experimental data of spray characteristics, i. e., spray tip penetration, spray tip velocity. The results of eddy viscosity obtained using the $\varepsilon$ model in the spray region is significantly larger than that obtained using the RNG $\varepsilon$ model. The application of the RNG model seems to have some potential for the simulations of the spray characteristics, e. g., spray tip penetration, spray tip velocity, droplets distribution over the $\varepsilon$ model.

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난류모델에 따른 건물주위의 유동 예측 (A Prediction of the Flow Characteristics around Buildings with the Turbulent Models)

  • 이승호;여재현;허남건;최창근
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.168-171
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    • 2008
  • In the present study, turbulent flows around cubic and L-shape buildings were simulated numerically. Standard ${\kappa}$-$\varepsilon$, RNG ${\kappa}$-$\varepsilon$, LES turbulence models were adopted for the present simulation. The wind pressure coefficients from these results were compared with the available experimental data. The result of RNG ${\kappa}$-$\varepsilon$ and LES turbulent models gave better prediction than that of standard ${\kappa}$-$\varepsilon$ turbulent model which is widely used in the turbulent flow simulation.

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대형 디젤기관에서 매연가스 예측에 관한 연구 (Study on Smoke Prediction in Heavy-duty Diesel Engine)

  • 백두성;이종선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.865-870
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    • 2008
  • 대형디젤 기관에서 매연배기가스에 대한 배기가스 재순환장치의 영향을 KIVA-3V 전산유체해석코드를 통해서 수치 해석적으로 연구했다. 지배방정식으로 RNG k-$\varepsilon$ 난류 모델을 이용했고, 무화, 벽 침투 그리고 매연 등의 물리적인 현상을 나타내기 위해서 TAB, Wave, Watkins-Park, Nagle-Strickland 모델이 적용되었다.

유니프로우 소기식 두상밸브형엔진에서 RNG 난류모델의 평가와 과급압력변화가 소기유동에 미치는 영향 (Assessment of RNG Turbulence Model and the Effect of Inlet Pressure on Scavenging Flow)

  • 조상무;허선철;박권하
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2000년도 추계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2000 Autumn Annual Meeting)
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    • pp.68-81
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    • 2000
  • Many studies for improving a scavenging efficiency have been executed by using simulative manner. This paper addresses to a scavenging process in a uniflow two stroke cycle engine. The Processes are simulated for scavenging pressure variation, after the assessment of turbulent models. The results have shown that employing RNG k-$\varepsilon$ model gave more accurate velocity profiles near the cylinder wall compared with the standard k-$\varepsilon$ model and the charged fresh air has increased with the scavenging pressure increase.

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2-방정식 난류모델을 이용한 정사각주 주위 비정상 난류 유동의 예측 (Prediction of Unsteady Turbulent Flow over a Square Cylinder using Two-Equation Turbulence Models)

  • 이상산
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1995년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.31-36
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    • 1995
  • 비유선형의 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 주기적 와열 생성 등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 본 연구에서는 비교적 단순한 형상인 정사각주 주위의 비정상 난류 유동을 2-방정식 와점성 난류모델인 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델과 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 이용하여 예측할 수 있는지를 검증하였다. 정교하게 수행된 최근의 실험과 대와류모사(LES)의 결과를 검증을 위한 비교의 자료로 삼았다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석결과에 미치는 영향도 살펴보았다. 기존의 표준 $k-{\varepsilon}$모델은 정체점 부근에서 난류 운동에너지를 과도하게 생성하는 근본적인 문제점 때문에 실험 및 LES의 결과를 제대로 예측할 수 없었다. 난류운동에너지의 초과 예측에 따른 운동량의 과도한 혼합으로 인해, 항력계수 및 양력계수의 비정상성 뿐 아니라 평균 항력계수도 부정확하게 예측하였다. RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용한 경우에는 정체점 주위 유동현상의 예측이 상당히 향상되어 항력계수 및 양력계수의 평균치, 진폭 및 비정상성의 주기 등을 정확하게 예측하는 것이 가능하였다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분과 격자의 크기 및 대류항 처리법등에 영향을 받으며, 특별히 대류항 처리법에 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다. 향상된 유동예측은 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델의 난류에너지 소산율 방정식의 개선된 항이 과도하게 생성된 난류에너지를 정체점 부근에서 제거하기 때문에 가능하다는 것을 알 수 있었다.의 20세 이하 골절 및 탈구가$30.3\%까지 감소하게되어 년도가 증가함에 따라 청장년 층에 비하여 소아골절 및 탈구가 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 스키골절의 부위별 발생빈도는 1990년 이전까지 하지골절 및 탈구가 많았으나 이후 점차 상지의 골절 탈구가 증가하였다 하지에서 가장 많은 골절은 경골 골절이었으며, 경골골절은 회전력에 의한 나선형골절이 $76.5\%로 가장 많았고 년도에 따른 변화는 보이지 않았다. 스키손상의 발생빈도는 초기에 비하여 점차 감소하는 경향을 보였으며, 손상의 특성도 부위별, 연령별로 다양한 변화를 나타내었다.해가능성을 가진 균이 상당수 검출되므로 원료의 수송, 김치의 제조 및 유통과정에서 병원균에 대한 오염방지에 유의하여야 할 것이다. 확인할 수 있었다. 이상의 결과에 의하면 고농도의 유기물이 함유된 음식물쓰레기는 Hybrid Anaerobic Reactor (HAR)를 이용하여 HRT 30일 정도에서 충분히 직접 혐기성처리가 가능하며, 이때 발생된 $CH_{4}$를 회수하여 이용하면 대체에너지원으로 활용 가치가 높은 것으로 판단된다./207), $99.2\%$(238/240), $98.5\%$(133/135) 및 $100\%$ (313)였다. 각각 두 개의 요골동맥과 우내흉동맥에서 부분협착이나 경쟁혈류가 관찰되었다. 결론: 동맥 도관만을 이용한 Off pump CABG를 시행하여 감염의 위험성을 증가시키지 않으면서 영구적인 신경학적 합병증을 일으키지 않았고 좋은 혈관 개존율을 보여주었다. 따라서 동맥 도관을 이용한 Off pump CABG는 관상동맥의 협착의 정도에 따라 효율적으로 시행

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디퓨저에서 벽면으로의 방출유로에서의 압력손실 (Pressure Loss in the Discharge Flow Path from a Diffuser to a wall)

  • 이준;김영인;김성훈;이두정
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.517-522
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    • 2001
  • The exit edges of a diffuser are smoothly rounded, and a wall is located perpendicularly to a diffuser exit. The fluid is discharged towards the radial direction of a diffuser after impinging against a wall from a diffuser. In this flow path, pressure loss coefficients have been calculated by the variables of Reynolds number at a diffuser inlet, distance between a diffuser exit and a wall, and turbulence models. As a result, it was calculated that $h/D_0$ ratio between $0.35\sim0.4$ has the minimum pressure loss coefficient regardless of Reynolds number and turbulence models. It was also found that in case of the flow with relatively high Reynolds number at a diffuser inlet, the pressure loss coefficients by RNG $k-\varepsilon$ model have a tendency to be near to those by standard $k-\varepsilon$ model at small ratio of $h/D_0$, but to those by RSM at large ratio.

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3차원 튜브 뱅크 주위의 난류 유동장 및 열전달에 대한 수치 해석적 연구 (The Numerical Simulation of Flow Field and Heat Transfer around 3-D Tube Banks)

  • 박상길;김경원;유홍선;최영기
    • 설비공학논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.375-385
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    • 1996
  • Turbulent flow and heat transfer characteristics around staggered tube banks were studied using the 3-D Navier-Stokes equations and energy equation governing a steady incompressible flow, which were reformulated in a non-orthogonal coordinate system with cartesian velocity components and discretized by the finite volume method with a non-staggered variable arrangement. The predicted turbulent kinetic energy using RNG $k-{\varepsilon}$ model was lower than that of standard $k-{\varepsilon}$ model but showed same result for mean flow field quantities. The prediction of the skin friction coefficient using RNG $k-{\varepsilon}$ model showed better trend with experimental data than standard $k-{\varepsilon}$ model result. The inclined flow showed higher velocity and skin friction coefficient than transverse flow because of extra strain rate ($\frac{{\partial}w}{{\partial}y}$). Also, this was why the inclined flow showed higher local heat transfer coefficient than the transverse flow.

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