• 해양환경안전학회지
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• 제23권1호
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• pp.104-111
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• 2017

본 연구는 원심펌프 내부 유동장 특성에 대한 시뮬레이션 및 시각화에 중점을 둔다. 3D 수치해석은 Reynolds Average Navier-stock 코드를 k-${\varepsilon}$ 표준 2차방정식 난류 모델로 처리하여 수행하였다. 시뮬레이션은 흡입측, 임펠러, 토출측 영역에서 조도로 인한 마찰 손실과 임펠러 웨어링에서 체적 손실을 포함한다. 해석과 실험사이의 성능곡선 비교결과 최대 5 %의 작은 차이를 보이며 동일한 추세를 나타냈다. 최고 효율점에서 속도 벡터는 고르게 나타났지만 비 설계점에서는 현저한 변화가 나타났고, 텅 부근의 임펠러 유로토출부에서 강력한 재순환 영역이 나타났다. 비교적 일정한 압력분포가 텅 부근임에도 불구하고 임펠러 주위에 관찰되었다. 볼류트 내에서 기하학적으로 인해 형성된 나선형 와류가 이 영역에서 유동장이 상대적으로 난류이고 불안정하다는 것을 증명하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-22
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• 2010

농산물 저온저장고 내부의 온도분포 균일화를 수치해석적으로 분석하기 위해 3차원 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. CFD 시뮬레이션 모델은 속도벡터 및 온도분포 측정치와 비교를 통해 검증하였으며, 온도분포 균일화 향상을 위한 적정 팬용량 및 적재방법을 설정하기 위해 몇 가지 팬풍속 및 저장물과 벽체간의 거리 등에 대해 기류패턴과 온도 분포를 분석하였다. CFD 시뮬레이션의 검증에서 속도벡터 분포는 PIV시스템에 의한 측정치와 비교했을 때 표준 k-$\varepsilon$모델 예측치와 측정치의 상대적 오차는 24.5%로 나타났고, RSM 모델 예측치와 측정치의 상대적 오차는 16.7%로 나타나 RSM 난류모델의 예측 정밀도가 더 높은 것으로 나타났다. 온도분포 검증 결과 실측치와 측정치의 R. M. S. 값은 농산물 무적재 상태에서 $0.33^{\circ}C$, 농산물 적재 상태에서는 $0.28^{\circ}C$로 나타났으며 예측값과 측정값의 온도분포 경향은 잘 일치하는 것으로 나타났다. 검증된 시뮬레이션 모델을 이용하여 $6{\times}10$열 2단 팔레트에 농산물이 적재되고 냉각용 송풍팬이 2개인 저온저장고에 대해 송풍팬의 풍량 및 저장물과 벽체와의 간격 변화의 영향을 분석한 결과, 저장물과 벽체와의 거리는 300 mm 이상, 송풍량은 300 CMM 이상에서 저장고 내의 공기 온도차는 $1^{\circ}C$이내로 유지되며 팔레트 사이에 간격을 둔 경우 온도분포의 균일성이 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권4호
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• pp.81-86
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• 2012

The objective of the present study is to investigate the effects of various turbulence models on the aerodynamic noise of an air-conditioner (AC) indoor unit. The results from URANS (unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes) simulations with the standard k-$\varepsilon$, k-$\omega$ shear stress transport (SST) and Spalart-Allmaras (S-A) turbulence models were analyzed and compared with the noise data from the experiments. The frequency spectra of the far-field acoustic pressure were computed using the Farrasat equation derived from the Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) equation based on the acoustic analogy model. Two fixed fan casings and the rotating cross-flow fan were used as the source surfaces of the dipole noise in the Farrasat equation. The result with the standard k-$\epsilon$ model showed a much better agreement with the experimental data compared to the k-w SST and S-A models. The differences in the pressure spectra from the different turbulence models were discussed based on the instantaneous vorticity fields. It was found that the over-estimated power spectra with the k-w SST and S-A models are related to the emphasized small-scale vortices produced with these models.

• 한국연소학회지
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• 제4권1호
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• pp.1-15
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• 1999

In order to analyze the sensitivity on the pulverized coal flames of the several variables, a numerical study was conducted at the gasification process. Eulerian approach is used for the gas phase, whereas lagrangian approach is used for the solid phase. Turbulence is modeled using the standard $k-{\varepsilon}$ model. The turbulent combustion incorporates eddy dissipation model. The radiation was solved using a Monte-Carlo method. One-step two-reaction model was employed for the devolatilization of Kideco coal. In pulverized flame of long liftoff height, the initial turbulent intensity seriously affects the position of flame front. The radiation heat transfer and wall heat loss ratio distort the temperature distributions along the reactor wall, but do not influence the reactor performance such as coal conversion, residence time and flame front position. The primary/secondary momentum ratio affects the position of flame front, but the coal burnout is only slightly influenced. The momentum ratio is a variable only associated with the flame stabilization such as flame front position. The addition of steam in the reactor has a detrimental effect on all the aspects, particularly reactor temperature and coal burnout.

• 한국분무공학회지
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• 제22권3호
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• pp.137-145
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• 2017

This paper describes numerical modeling of transcritical and supercritical fluid flows within a liquid propellant rocket engine. In the present paper, turbulence is modeled by standard $k-{\varepsilon}$ model. A conserved scalar approach in conjunction with multi-environment probability density function model is used to account for the turbulent mixing of real-fluids in the transcritical and supercritical region. The two real-fluid equations of state and dense-fluid correction schemes for mixtures are used to construct thermodynamic data library based on the conserved scalar. In this study, calculations are made on two cryogenic nitrogen jets under different chamber pressures. Sensitivity analysis for two different real-fluid equations of sate is particularly emphasized. Based on numerical results, precise structures of cryogenic nitrogen jets are discussed in detail. Numerical results show that the current real-fluid model can predict the essential features of the cryogenic liquid nitrogen jets.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1366-1371
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• 2008

Four simulation models of plastic plate heat exchangers are designed and simulated. The flat plate type heat exchanger is designed as the reference model in order to evaluate how much thermal performance increases. The turbulence promoter type heat exchanger is fabricated with cylindrical-type vortex generators and rib-type turbulence promoters. The corrugate type is obtained from the conventional stainless steel compact heat exchangers, which are called the herringbone-type compact heat exchangers. The dimple type heat exchanger has a number of dimples on its surface. In this study, the flow and heat transfer characteristics of the plastic plate heat exchanger are investigated using numerical simulation and compared with experimental results. The flows are assumed as a three-dimensional, incompressible and turbulent model. The standard k-$\varepsilon$ model is used as the turbulent flow modeling, the SIMPLE algorithm is used to treat the coupling between pressure and velocity, and first order upwind scheme is used for discretization of momentum, turbulent and energy. The computational analysis and experimental results both show that the friction coefficient and Nu number is highest in the corrugate type.

• 에너지공학
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• 제5권1호
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• pp.50-55
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• 1996

상용 code인 Fluent를 이용하여 도자기의 1차 소성로에 대해 온도장과 속도장을 계산하고 열효율을 산출하였다. 수치해석의 변수로는 배출구 및 도자기의 위치를 변화시켰으며, 수치해석 방법은 검사체적에 기초한 유한차분방법 및 Upwind scheme과 SIMPLEC Algorithm을 사용하였고 난류모델로는 표준 k-$\varepsilon$ 모델을 사용하였다. 계산결과 출구 위치가 전체 소성로내 벡터유동의 양상을 크게 좌우하는 것으로 나타났으며, 전체 온도장에 대해서는 복사의 영향으로 큰 차이를 보이지 않았으나 예열대 상부에 출구가 있는 경우와 비교할 때 예열대 또는 냉각대의 측면에 출구가 있는 경우에 그 영역의 온도가 다소 높게 나타났다. 소성품의 위치는 로내 유동장 및 온도 분포에 크게 영향을 끼치지는 않으나 소성품 내 온도는 그 위치하는 영역의 온도 분포에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 예열대 상부에 출구가 있는 경우 열효율은 17%로 매우 저조하였고 출구에서의 가스온도는 약 1000 K로 매우 높았다.

• Wind and Structures
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• 제23권4호
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• pp.301-311
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• 2016

The numerous benefits of Savonius turbine such as simple in structure, has appropriate self-start ability, relatively low operating velocity, water acceptance from any direction and low environmental impact have generated interests among researchers. However, it suffers from a lower efficiency compared to other types of water turbine. To improve its performance, parameters such flow pattern, pressure and velocity in different conditions must be analyzed. For this purpose, a detailed description on the flow field of various types of Savonius rotors is required. This article presents a numerical study on a nonlinear two-dimensional flow over a classic Savonius type rotor and a Benesh type rotor. In this experiment, sliding mesh was used for solving the motion of the bucket. The unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes equations were solved for velocity and pressure coupling by using the SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure linked Equations) algorithm. Other than that, the turbulence model using $k-{\varepsilon}$ standard obtained good results. This simulation demonstrated the method of the flow field characteristics, the behavior of velocity vectors and pressure distribution contours in and around the areas of the bucket.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.111-117
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• 2016

본 연구는 스프링클러 헤드 근처에서 형성되는 액막의 자유표면 유동에 대해 CFD 모델을 적용하여 해석하고 스프링클러의 초기분무 특성 예측을 위한 기존 이론식의 결과와 비교를 통해 이론 모델의 타당성을 검토하였다. CFD 해석은 상용 해석프로그램인 CFX 14.0을 이용하였으며 노즐과 디플렉터로 이루어진 단순형상에 대해 표준난류모델과 VOF법을 적용하여 해석을 수행하였다. 평판부의 디플렉터 끝단에서 속도분포는 CFD 해석과 경험식이 매우 잘 일치된 결과를 보였으나 기하학적 형상이 복잡한 부분에서는 속도분포의 차이를 보였다. 이론모델에서 예측된 평균액적크기는 실제 스프링클러 헤드에서 측정된 평균액적크기에 대한 이전 연구결과와 큰 차이를 보였다. 그러나 이론 모델은 스프링클러 헤드의 초기 액적형성과정의 메커니즘을 이해하고 실험적 접근이 용이하지 않은 상황에서 분무 액적의 특성을 예측하는데 유동한 도구로 활용될 수 있다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1996년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.58-67
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• 1996

This paper describes some computational results of various energy and environmental systems using Patankar's SIMPLE method. The specific topics handled in this study are jet bubbling reactor for flue gas desulfurization, cyclone-type afterburner for incineration, 200m tall stack for 500 MW electric power generation, double skin and heat storage systems of building energy saving for the utilization of solar heating, finally turbulent combustion systems with liquid droplet or pulverized coal particle. A control-volume based finite-difference method with the power-law scheme is employed for discretization. The pressure-velocity coupling is resolved by the use of the revised version of SIMPLE, that is, SIMPLEC. Reynolds stresses are closed using the standard $k-{\varepsilon}$ and RNG $k-{\varepsilon}$ models. Two-phase turbulent combustion of liquid drop or pulverized coal particle is modeled using locally-homogeneous, gas-phase, eddy breakup model. However simple approximate models are incorporated for the modeling of the second phase slip and retardation of ignition without consideration of any detailed particle behavior. Some important results are presented and discussed in a brief note. Especially, in order to make uniform exit flow for the jet bubbling reactor, a well-designed structure of distributor is needed. Further, the aspect ratio in the double skin system appears to be one of important factors to give rise to the visible change of the induced air flow rate. The computational tool employed in this study, in general, appears as a viable method for the design of various engineering system of interest.