• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
• /
• 제11권2호
• /
• pp.51-60
• /
• 2003

In the nuclear power plant, emergency core coolant system (ECCS) is furnished at reactor coolant system (RCS) in order to cool down high temperature water in case of emergency. However, in this coolant system, thermal stratification phenomenon can occur due to coolant leaking in the check valve. The thermal stratification produces excessive thermal stresses at the pipe wall so as to yield thermal fatigue crack (TFC) accident. In the present study, effects of turbulence penetration on the thermal stratification into T-branches with square cross-section in the modeled ECCS are analysed numerically. Standard k-$\varepsilon$ model is employed to calculate the Reynolds stresses in momentum equations. Results show that the length and strength of thermal stratification are primarily affected by the leak flow rate of coolant and the Reynolds number of duct. Turbulence penetration into the T-branch of ECCS shows two counteracting effects on the thermal stratification. Heat transport by turbulence penetration from main duct to leaking flow region may enhance thermal stratification while the turbulent diffusion may weaken it.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제45권5호
• /
• pp.487-494
• /
• 2008

An experimental assessment has been made of the drag reducing efficiency of the outer-layer vertical blades, which were first devised by Hutchins (2003). The drag reduction efficiency of the blades was reported to reach as much as 30%. The assessment of the drag reducing efficiency is mainly restricted to the downstream region of the blades. Indeed, sufficient care has not been taken to such adverse effects as the increase in the wetted surface area and the flow disturbances due to the presence of the blades. In the present study, a series of drag force measurements in towing tank and circulating water channel has been performed toward the assessments of the total drag reduction efficiency of the outer-layer vertical blades.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.600-605
• /
• 2009

A general purpose viscous flow solver Ansys CFX is used to study a Savonius type wave energy converter in a 3D numerical viscous wave tank. This paper presents the results of a computational fluid dynamics (CFD) analysis of the effect of blade configuration on the performance of 3 bladed Savonius rotors for wave energy extraction. A piston-type wave generator was incorporated in the computational domain to generate the desired incident waves. A complete OWC system with a 3-bladed Savonius rotor was modeled in a three dimensional numerical wave tank and the hydrodynamic conversion efficiency was estimated. The flow over the rotors is assumed to be two-dimensional (2D), viscous, turbulent and unsteady. The CFX code is used with a solver of the coupled conservation equations of mass, momentum and energy, with an implicit time scheme and with the adoption of the hexahedral mesh and the moving mesh techniques in areas of moving surfaces. Turbulence is modeled with the k.e model. Simulations were carried out simultaneously for the rotor angle and the helical twist. The results indicate that the developed models are suitable to analyze the water flows both in the chamber and in the turbine. For the turbine, the numerical results of torque were compared for all the cases.

• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제10권5호
• /
• pp.9-19
• /
• 2007

Fluid temperature fluctuations in a mixing tee pipe were numerically analyzed by LES model in order to clarify internal turbulent flows and to develope an evaluation method for high-cycle thermal fatigue. Hot and cold water with an temperature difference $40^{\circ}C$ were supplied to the mixing tee. Fluid temperature fluctuations in a mixing tee pipe is analysed by using the computational fluid dynamics code, FLUENT, Temperature fluctuations of the fluid and pipe wall measured as the velocity ratio of the flow in the branch pipe to that in the main pipe was varied from 0.05 to 5.0. The power spectrum method was used to evaluate the heat transfer coefficient. The fluid temperature characteristics were dependent on the velocity ratio, rather than the absolute value of the flow velocity. Large fluid temperature fluctuations were occurred near the mixing tee, and the fluctuation temperature frequency was random. The ratios of the measured heat transfer coefficient to that evaluated by Dittus-Boelter's empirical equation were independent of the velocity ratio, The multiplier ratios were about from 4 to 6.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.116-122
• /
• 1988

본 연구에서는 공기와 물을 매질로 사용하여 3차원 계면파가 존재하는 근사수평 반류성층유동에서의 계면전단응력과 마찰계수를 결정하였다. 기상과 액상의 유량조건에 따라 3차원 계면파의 특성을 needle contact법에 의하여 측정 하였으며, 기상의 압력강하와 속도분포를 구하여 계면전단응력을 구하였다. 또 공학적인 응용을 위하여 3차원과 영역에서의 계면마찰계수에 관한 실험식을 개발하였다. 그리고 거칠은 고체표면에서의 마찰계수를 표현한 Nikuradse식을 이용하여 계면의 등가조도(equivalent roughness)를 계산하였으며 이것을 계면의 파고교란강도와 비교분석하여 계면전단응력에 영향을 미치는 인자들을 규명하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
• /
• pp.1113-1118
• /
• 2006

A numerical investigation of single phase heat and flow characteristics in circular tubes with a single set of spiral micro fins was performed with varying geometrical parameters like fin height, spiral angle, and number of fins. The properties of $40^{\circ}C$ water was used as a working fluid to simulate a condenser and the RNG $k-{\epsilon}$ turbulence model was adopted. Calculation results were obtained in fully developed turbulent flow with constant surface heat flux boundary condition. Relative terms were introduced to investigate the substitution effect of conventional smooth tubes. The dimensionless terms were the heat transfer enhancement factor, the pressure drop penalty factor, and the efficiency index. Additionally, a numerical optimization was carried out to maximize thermal performance with the concept of the robust design. A statistical analysis showed that fin height interacts with number of fins and spiral angle.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.59-68
• /
• 2002

원자로 내부구조물의 상부안내구조물집합체는 노심지지배럴과 내부배럴집합체와 함께 원통형의 실린더 구조이며, 유체의 난류하중과 펌프의 맥동하중으로 인한 유체유발하중을 수평방향으로 받는다. 본 논문에서는 이 유체유발하중에 대한 랜덤진동해석과 조화응답해석을 수행한 내용을 기술하였다. 이 해석을 위해 집중질량 보 요소 모델을 사용하였고, 랜덤하중과 펌프맥동하중으로 발생되는 동적응답특성을 평가하였다. 특히 원통형태의 상부안내구조물, 노심지지배럴, 내부배럴집합체 사이에서 형성되는 환형공간의 동수력 연성 효과를 고려하여 모델링 하였고, 상부안내구조물 안쪽에 설치되는 내부배럴집합체의 추가 영향을 검토하였다. 내부배럴집합체의 추가로 인한 하중조건별 최대동적응답은 구조물의 고유진동수에 영향을 받으며, 따라서 구조물의 최대동적응답은 여러 하중 조건별 동적해석 평가를 통해 보수적으로 구하여져야 한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제26권2호
• /
• pp.278-287
• /
• 2002

The objective of the paper was to calculate the pressure drop and to investigate the recirculation region of the conical orifices used in Kwang-yang Iron & Steel Company. The flow field with water used as a working fluid was the turbulent flow for Reynolds number of 2$\times$10$^4$. The effective parameters fur the pressure drop and the recirculation region were the conical orifice\`s inclined angle ($\theta$) against the wall, the interval(S) between orifices, the relative angle of rotation($\alpha$) of the orifices, the shape of the orifice's hole(circle, rectangle, triangle) having the same area, the number(N) of the orifice's holes having the same mass flow rate, and the thickness(t) of the orifices. It was fecund that the shape of the orifice's hole, the number of the orifice's holes and the thickness of the orifice affected the total pressure drop a lot and that the conical orifice's inclined angle against the wall, the relative angle of rotation of the orifices, the number of the orifice's holes and the thickness of the orifices affected the center location of the recirculation region. The PISO algorithm with FLUENT code was employed to analyze the flow field.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제32권3호
• /
• pp.180-201
• /
• 2020

유한길이의 혼성방파제 선단에서 발생되는 회절파의 영향으로 방파제 길이를 따라 중복파고가 변동하고, 이로 인하여 케이슨에 작용하는 파압이 공간적으로 변동하며, 또한 케이슨의 활동거리가 상이한 사행피해가 발생한다는 것은 잘 알려져 있다. 제체에 작용파력의 공간적인 변동은 2차원적인 실험이나 수치해석으로서는 접근될 수 없는 문제이다. 본 연구는 olaFlow 모델을 적용하여 고천단의 사석마운드 상에 놓인 케이슨의 선단 주변에서 회절파의 발생과 배후역으로의 영향 및 제체에 작용하는 충격쇄파압을 포함한 파압의 공간적인 변동 등을 2차원 및 3차원수치기법으로 접근한다. 또한, 수치해석에서는 혼성방파제 주변에서 평균파고, 평균수평유속 및 평균난류운동에너지의 변동특성을 면밀히 분석·검토한다. 이로부터 동일한 입사파랑에 대해 케이슨에 작용하는 파압분포가 방파제의 길이에 따라 크게 변동하며, 2차원수치해석에서는 발생되지 않았든 충격쇄파압이 3차원수치해석에서는 발생되는 경우가 나타나고, 충격쇄파압의 발생 시 경우에 따라 기존의 설계조건보다 매우 큰 파압이 정수면 근방의 케이슨 전면 벽체에 작용되는 등의 중요한 결과를 확인할 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제1권1호
• /
• pp.8-18
• /
• 2014

본 연구에서는 수공구조물 하류에서의 하천흐름 특성을 3차원 수치모형인 Delft3D 모형을 이용하여 분석하고, 하천흐름 특성을 분석한 결과를 기반으로 홍수시에 어류의 피난처를 예측하였다. 수공구조물은 통수단면적을 변화시키고 유속과 수심을 변화시켜서 어류활동에 영향을 준다. 대상유역인 구미보 직하류에서는 흐름의 중심이 되는 저수로가 좌안으로 집중되면서 우안에서 수심이 낮고, 유속이 느리게 나타나서 어류의 피난처 형성은 우안을 중심으로 발생하였다. 어류의 활동범위를 분석하기 위해 수직방향 유속을 비교한 결과, 30년 빈도와 50년 빈도 경우 우안에서 최대 0.0043 m/s, 0.0052 m/s로 나타났고, 80년 빈도와 100년 빈도는 좌안에서 최대 0.0046 m/s, 0.0039 m/s로 나타났다. 또한 유량이 증가함에 따라 수심이 깊어지고 난류에너지가 상승하여 어류의 피난처가 감소되었다. 30년 빈도 홍수량와 100년 빈도 홍수량에 대하여 어류의 피난처를 비교하면 우안에 형성되는 어류의 피난처 예상 면적이 61.5%에서 39.0%으로 감소하였다.