• 제목/요약/키워드: Unsteadiness

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Numerical investigation of the unsteady flow of a hybrid CRP pod propulsion system at behind-hull condition

  • Zhang, Yuxin;Cheng, Xuankai;Feng, Liang
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제12권1호
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    • pp.918-927
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    • 2020
  • Flows induced by hybrid CRP pod propulsion systems (CRP-POD) are fundamentally characterized by unsteadiness. This work presents a numerical study on the unsteady flow of a CRP-POD at behind-hull condition based on CFD (Computational Fluid Dynamics). Unsteady RANS method is adopted, coupled with SST k-u turbulence model and sliding mesh method. The propeller thrusts and torques obtained by CFD is validated by model tests and acceptable agreements are obtained. The time histories of shingle-blade loads and pressures near the hull surface are recorded for the analysis of unsteady flow features. The cases of forward propeller alone and aft propeller alone are also computed to distinguish the hull-propeller interaction and propeller-propeller interaction. The results show the blade loads of both forward and aft propellers strongly fluctuate with phase angles. For the forward propeller, the blade load fluctuation is mainly governed by the hull-propeller interaction, while the aft blade load is remarkably affected by the propeller-propeller interaction in terms of the load average and fluctuation pattern. The fields of pressure, vorticity and velocity are also analyzed to reveal the unsteady flow features.

구조 변형이 있는 평면 위의 비정상 유동해석을 위한 준-정상 기법 (A Quasi-Steady Method for Unsteady Flows over Surfaces with Structural Deformation)

  • 김민수;이남훈;이학태;이승수;김헌주
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.1-9
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    • 2017
  • 본 논문은 초음속 공탄성(aeroelastics) 해석 시간 절약을 위한 준-정상 축약 모델을 제안하고 이를 검증하였다. 유동이 초음속이고 유동의 특성시간이 구조변형의 특성시간에 비해 작을 경우, 유동의 비정상성이 작아 비정상 유동해 대신 정상 유동해를 이용하여 공탄성 해석을 할 수 있다. 크리깅 기법을 적용하여 유동의 축약모델을 구축하였다. 매 시간 축약모델로부터 예측된 표면해가 구조해석의 경계조건으로 사용되었다. 크리킹 기법을 적용한 축약모델을 비정상해석 결과와 비교하여 검증하였다.

반하백출천마탕가미방(半夏白朮天麻湯加味方)을 이용한 현훈(眩暈) 치험2례(例) (A clinical study of two patients on vertigo with Banhabaekchulcheonma-tang gamibang)

  • 구진숙;김봉현;서부일
    • 대한본초학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.1-6
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    • 2015
  • Objectives : Vertigo is a sensation of spinning while stationary. It is commonly associated with nausea or vomiting, unsteadiness (postural instability), falls. It can affect a person's thoughts and life style. Recurrent episodes in those with vertigo are common and frequently impair the quality of life. The purpose of this study was to report the clinical effects of herbal medicine on vertigo.Methods : We employed oriental medical treatments; herbal-medication (Banhabaekchulcheonma-tang gamibang), acupuncture and moxibustion. At the same time, the blood cupping therapy in the neck area was applied. We treated the patients two or three times a week with oriental therapy methods. They took medicine three times a day after a meal. During taking medicine, we let the patients avoid fatty food, flour based food, and alcohol. We determined the course of treatment with visual analogue scale (VAS). We let them respond to a VAS item between 0 and 10 point continuously. The symptoms that we evaluated were vertigo, headache, chest discomfort, nausea and vomiting.Results : After taking treatment - acupuncture and moxibustion during some period and taking herbal-medicine, the VAS scale was gradually getting decreased. Generally the symptom of vomitting and nausea was eased at first, and then the symptom of chest discomfort, headache, vertigo was relieved.Conclusions : Banhabaekchulcheonma-tang gamibang was effective in the treatment of vertigo and its related symptoms, headache, chest discomfort, nausea and vomiting.

충격파관에서 발생하는 반사 충격파와 경계층의 간섭에 대한 연구 (Study on Reflected Shock Wave/Boundary Layer Interaction in a Shock Tube)

  • 김동욱;김태호;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권7호
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    • pp.481-487
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    • 2017
  • 충격파와 경계층의 간섭 현상은 경계층이 박리하고, shock train이 발생하며, 유동장은 매우 복잡한 형태로 된다. 이러한 현상은 반사 충격파와 비정상 경계층이 간섭하는 충격파관에서도 발생한다. 그러나 충격파관에서 발생하는 shock train 현상에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 충격파관을 사용하여 수치해석을 수행하였으며, 충격파관에서 발생하는 shock train의 유동 특성을 상세히 조사하기 위하여 압축성 Navier-Stokes 방정식을 적용하였다. 본 연구의 수치해석 결과를 바탕으로 상세한 파동선도를 통해 실험 결과와 비교하였다.

초음속 이젝터 펌프 유동에 관한 수치해석 (A CFD Study of the Supersonic Ejector-Pump Flows)

  • 이영기;김희동;서태원
    • 한국추진공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.58-66
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    • 1999
  • 초음속 이젝터 유동특성은 압축성, 비정상성, 충격파 둥으로 인하여 충분히 알려져 있지 않다. 종래의 이론적/실험적 연구결과들은 대부분 1차원 가정 하에서 얻어진 것들이며, 현재까지 수치계산법을 이용하여 이젝터 내부 유동장을 해석한 실례가 많지 않다. 뿐만 아니라 기존의 수치계산 결과들은 2차유동의 질량유량이 매우 작거나 없는 단순한 유동장에 대한 것들이었다. 본 연구에서는 초음속 이젝터-펌프 유동장을 수치적으로 해석하기 위하여 축대칭 수치계산 모델을 이용하였다. 수치계산은 축대칭 압축성 Navier-Stokes 방정식에 유한체적법을 적용하였으며, 표준형 $\kappa$ -$\varepsilon$ 난류모델을 이용하였고, 2차유동의 질량유량을 변화시켜 1차유동과 2차유동의 질량비의 변화에 따른 이젝터 내부 유동장의 변화를 조사하였다. 그 결과, 2차목을 가지지 않는 일정 단면적의 혼합부를 가지는 이젝터의 경우, 이젝터 내부의 유동장 특성은 2차유동의 질량유량의 변화와 거의 무관하게 나타났다. 그러나 2차목을 가지는 경우는 2차유동의 질량유량의 증가에 따른 노즐출구 주위에서 배압으로 인하여 이젝터 내부 유동장이 크게 변화하였다.

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POD(Proper Orthogonal Decomposition) 방법을 이용한 불안정한 프로펠러 후류 해석 (Analysis of the Unstable Propeller Wake Using POD Method)

  • 백부근;김경열;김기섭;이정엽;이상준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제47권1호
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    • pp.20-29
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    • 2010
  • The complicated flow characteristics of upper propeller wake influenced by hull wake are investigated in detail in the present study. A two-frame PIV (particle image velocimetry) technique was employed to visualize the upper propeller wake region. As the upper hull wake affects strongly propeller inflow, upper propeller wake shows much unstable vortical behavior, especially in the tip vortices. Velocity field measurements were conducted in a cavitation tunnel with a simulated hull wake. Generally, the hull wake generated by the hull of a marine ship may cause different loading distributions on the propeller blade in both upper and lower propeller planes. The unstable upper propeller wake caused by the ship's hull is expressed in terms of turbulent kinetic energy (TKE) and is identified by using the proper orthogonal decomposition (POD) method to characterize the coherent flow structure in it. Instabilities appeared in the eigen functions higher than the second one, giving unsteadiness to the downstream flow characteristics. The first eigen mode would be useful to find out the tip vortex positions immersed in the unstable downstream region.

Axisymmetric Swirling Flow Simulation of the Draft Tube Vortex in Francis Turbines at Partial Discharge

  • Susan-Resiga, Romeo;Muntean, Sebastian;Stein, Peter;Avellan, Francois
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제2권4호
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    • pp.295-302
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    • 2009
  • The flow in the draft tube cone of Francis turbines operated at partial discharge is a complex hydrodynamic phenomenon where an incoming steady axisymmetric swirling flow evolves into a three-dimensional unsteady flow field with precessing helical vortex (also called vortex rope) and associated pressure fluctuations. The paper addresses the following fundamental question: is it possible to compute the circumferentially averaged flow field induced by the precessing vortex rope by using an axisymmetric turbulent swirling flow model? In other words, instead of averaging the measured or computed 3D velocity and pressure fields we would like to solve directly the circumferentially averaged governing equations. As a result, one could use a 2D axi-symmetric model instead of the full 3D flow simulation, with huge savings in both computing time and resources. In order to answer this question we first compute the axisymmetric turbulent swirling flow using available solvers by introducing a stagnant region model (SRM), essentially enforcing a unidirectional circumferentially averaged meridian flow as suggested by the experimental data. Numerical results obtained with both models are compared against measured axial and circumferential velocity profiles, as well as for the vortex rope location. Although the circumferentially averaged flow field cannot capture the unsteadiness of the 3D flow, it can be reliably used for further stability analysis, as well as for assessing and optimizing various techniques to stabilize the swirling flow. In particular, the methodology presented and validated in this paper is particularly useful in optimizing the blade design in order to reduce the stagnant region extent, thus mitigating the vortex rope and expending the operating range for Francis turbines.

2차 순유동과 역유동을 이용한 추력벡터 제어법에 관한 연구 (A Study of the Thrust Vectoring Control Using Secondary Co- and Counter-Streams)

  • 임채민;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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    • pp.109-112
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    • 2004
  • 최근에 유체적 순유동과 역유동 개념을 이용한 추력 벡터법은 추진 비행체의 조종성을 향상시키는 것뿐만 아니라 꼬리날개로 발생하는 공기역학적 항력을 감소시키기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 그러나 유체적 추력벡터 제어법은 유동장이 충격파와 경계층의 상호작용, 박리, 강한 비정상성 등과 같은 매우 복잡한 물리현상을 포함하고 있기 때문에 비행체의 설계에 적용하기가 매우 어렵다. 유체적 순유동과 역유동 개념을 이용한 효율적인 추력벡터 제어법을 얻기 위한 지금까지의 연구들이 미비한 실정이며 실제적용을 위해 체계적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유체적 순유동과 역유동 개념을 이용한 추력벡터 제어법의 제어 효과를 연구하기 위해 수치적 연구가 수행되었다. 주어진 압력비에 대해, 추력편향각은 주제트의 5퍼센트 미만의 임의 흡입유량에서 최대 값을 가진다. 보다 긴 collar를 적용하는 경우, 같은 편향각은 보다 작은 흡입유량으로 가능하였다.

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Effect of lateral differential settlement of high-speed railway subgrade on dynamic response of vehicle-track coupling systems

  • Zhang, Keping;Zhang, Xiaohui;Zhou, Shunhua
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제80권5호
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    • pp.491-501
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    • 2021
  • A difference in subgrade settlement between two rails of a track manifests as lateral differential subgrade settlement. This settlement causes unsteadiness in the motion of trains passing through the corresponding area. To illustrate the effect of lateral differential subgrade settlement on the dynamic response of a vehicle-track coupling system, a three-dimensional vehicle-track-subgrade coupling model was formulated by combining the vehicle-track dynamics theory and the finite element method. The wheel/rail force, car body acceleration, and derailment factor are chosen as evaluation indices of the system dynamic response. The effects of the amplitude and wavelength of lateral differential subgrade settlement as well as the driving speed of the vehicle are analyzed. The study reveals the following: The dynamic responses of the vehicle-track system generally increase linearly with the driving speed when the train passes through a lateral subgrade settlement area. The wheel/rail force acting on a rail with a large settlement exceeds that on a rail with a small settlement. The dynamic responses of the vehicle-track system increase with the amplitude of the lateral differential subgrade settlement. For a 250-km/h train speed, the proposed maximum amplitude for a lateral differential settlement with a wavelength of 20 m is 10 mm. The dynamic responses of the vehicle-track system decrease with an increase in the wavelength of the lateral differential subgrade settlement. To achieve a good operation quality of a train at a 250-km/h driving speed, the wavelength of a lateral differential subgrade settlement with an amplitude of 20 mm should not be less than 15 m. Monitoring lateral differential settlements should be given more emphasis in routine high-speed railway maintenance and repairs.

삼차신경통 진단 및 치료의 중요 고려사항 (Clinical Considerations of Trigeminal Neuralgia)

  • 전영미;태일호;최종훈;안형준;심우현;권정승
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제32권4호
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    • pp.449-453
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    • 2007
  • 삼차신경통은 삼차신경의 하나 이상 분지에서 나타나는 안면 편측 통증 질환으로 짧은 찌르는 듯한 통증이다. 삼차 신경통의 가장 흔한 원인은 인접 삼차신경이나 삼차신경근 부위를 압박하는 혈관에 의하거나 특발성으로 나타나는 특발성 삼차신경통과 구조적 병소에 의해 나타나는 증후성 삼차신경통으로 분류된다. 증후성 삼차신경통은 수막종, 청신경종, 표피양암종 등이 주된 원인이며, 감각 결함, 운동 결함, 운동실조, 안구진탕 등과 같은 신경계 증상이 동반된다. 삼차 신경통의 치료는 크게 약물 치료와 외과적 치료가 있다. 이 중 가장 효과적으로 사용되는 약물은 Carbamazepine이며, 졸음, 현기증, 불안, 오심, 식욕부진 등의 다양한 부작용을 나타낼 수 있다. 특히 간독성, 골수 기능 억제 등의 위험한 부작용이 나타날 수 있으므로 주기적으로 혈액검사, 간 및 신장 기능 검사가 필요하다. 이에 삼차신경통의 임상 증례를 통해 증후성 삼차신경통과 특발성 삼차신경통의 예를 들어 진단과 치료를 시행함에 있어 여러 고려 사항들 중 특히 우리가 소홀히 하거나 간과하기 쉬운 중요 고려사항을 되짚어 보고자 한다.