• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권2호
• /
• pp.430-439
• /
• 1990

Steady state turbulent airflow and unsteady characteristics of generation, transportation, and recovery behavior of contaminate particles in the simplified 2 dimensional Vertical Laminar Flow (VLF) type clean room was numerically simulated using the low Reynolds number k-over bar.epsilon- turbulent model. Characteristics of airflow in VLF type clean room are greatly affected by the recirculation zone around working surface. The recirculation zone must be considered at the time of clean room design because the recirculation zone whose area increases with increment of inlet velocity exerts bad influence upon the performance of clean room in terms of particle contamination. The location of maximum particle concentration changes from the location of particle source to the recirculation zone, while averaged particle concentration is reduced exponentially with time. Recovery time of clean room with spontaneous particle generation source is inversely proportional to inlet velocity. We introduce nondimensionalized recovery time through the dimensional analysis, which can indicates the general performance of clean room with design structure change. It was identified that .tau. is independent of inlet velocity and background concentration. Therefore .tau. can be the simple factor to compare the different structure of clean room in terms of dynamic response to contamination and becomes larger with better structure of clean room.

• 상하수도학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.609-617
• /
• 2012

A dynamic water quality model is presented in order to simulate water quality under slowly varying flow conditions over time. To improve numerical accuracy, the proposed model uses a lumped system approach instead of extended period simulation, unlike the other available models. This approach can achieve computational efficiency by assuming liquid and pipe walls to be rigid, unlike the method of characteristics, which has been successfully implemented in rapidly varying flows. The discrete volume method is applied to resolve the advection and reaction terms of the transport equation for water quality constituents in pipes. Numerical applications are implemented to the pipe network examples under steady and unsteady conditions as well as hydraulic and water quality simulations. The numerical results are compared with EPANET2, which is a widely used simulation model for a water distribution system. The model results are in good agreement with EPANET2 for steady-state simulation. However, the hydraulic simulation results under unsteady flows differ from those of EPANET2, which causes a deviation in water quality prediction. The proposed model is expected to be a component of an integrated operation model for a water distribution system if it is combined with a computational model for rapidly varying flows to estimate leakage, pipe roughness, and intensive water quality.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.989-997
• /
• 1994

본 연구에서는 활성슬러지 하수처리장 포기조내 산소전달 특성 즉, ${\alpha}$와 ${\beta}$를 효율적으로 산정할 수 있는 측정 빛 추정방법을 개발하였다. 동일한 운영조건하에서 원통형 회분식 포기조 2 대를 제작 운영하여 상수와 포기조에서 채취한 혼합용액을 대상으로 동시에 unsteady state batch test를 수행하였고, 이와 동시에 호기성 미생물의 호흡으로 인한 용존산소 소모율도 추정하여 궁극적으로 ${\alpha}$와 ${\beta}$를 산정하였다. 연구대상 하수처리장의 경우에 합성호흡에 의한 용존산소 소모율은 평균 약 $17.96mg/(l{\cdot}hr)$이었고, 내생호흡에 의한 용존산소 소모율은 평균 약 $12.29mg/(l{\cdot}hr)$이었다. 아울러 ${\alpha}$는 0.65~0.95의 범위이었고, ${\beta}$는 0.88~0.93의 범위이었다. 이 값들은 통상적인 ${\alpha}$와 ${\beta}$의 범위이었고, 본 연구에서 개발된 측정 및 추정방법 또한 비교적 단순하고 용이하여 현장에서 산소전달 특성을 규명하는데 활용할 수 있으리라고 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권4호
• /
• pp.264-269
• /
• 2016

본 논문은 단열층을 가지는 솔라폰드의 온도특성을 알아보기 위한 기초 연구이다. 또한, 기존의 단열층을 가지지 않는 경우의 솔라폰드의 온도특성과 비교하였다. 수치해석법은 유한차분법(Finite-Difference Method)를 이용하였으며, 2차원 비정상의 상태를 가정하여 계산하였다. 수치해석을 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 솔라 폰드의 깊이가 깊어지면 폰드의 하부까지 도달하는 일사량이 줄어들기 때문에 온도 상승 효과는 발생하지 않는 것을 확인했다. 2) 동절기에는 토양의 온도가 솔라 폰드 내 물의 온도보다 상대적으로 높아 토양에서 폰드 내로 열이 전달되는 것을 확인할 수 있었다. 3) 단열층을 가지는 솔라폰드의 경우, 태양의 의존율은 83.3%, 보일러의 의존율은 16.7%로 자연에너지의 의존도가 높은 것을 확인할 수 있었다.

• Wind and Structures
• /
• 제38권1호
• /
• pp.59-74
• /
• 2024

Large Eddy Simulation (LES) is used to explore the influence of vibration frequency and amplitude on the aerodynamic performance of a rectangular cylinder with an aspect ratio of B/D=5 (B: breadth; D: depth of cylinder) at a Reynolds number of 22,000 near resonance frequency. In smooth flow conditions, the research employs a sequence of three-dimensional simulations under forced vibration with diverse frequency ratios f_e / f_o = 0.8-1.2 (f_e : oscillation frequency; f_o : Strouhal frequency when the rectangular cylinder is stationary ) and oscillation amplitudes A_h/D = 0.05 - 0.3. The individual influences of f_e / f_o and A_h/D on the characteristics of integrated and distributed aerodynamic forces are the focal points of discussion. For the integrated aerodynamic force, particular emphasis is placed on the analysis of the dependence of velocity-proportional component C₁ and displacement-proportional component C₂ of unsteady aerodynamic force on amplitude and frequency ratio. Near the resonance frequency, the dependencies of C₁ and C₂ on amplitude are stronger than that of frequency ratio. For the distributed aerodynamic force, the increase in frequency and amplitude promotes the position of the main vortex core and reattachment to the leading edge in the streamwise direction. In the spanwise direction, vibration enhances the spanwise correlation of aerodynamic force to weaken the three-dimensional effect of the flow field, and a lower frequency ratio and larger amplitude amplify this effect.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제13권12호
• /
• pp.6159-6166
• /
• 2012

수자원에서 특히 중요한 홍수기에 대한 유량 측정은 어려움이 있고 모든 하천에 대한 지속적인 유량측정은 현재 시스템상에서는 불가능하다. 그래서 유량의 생산을 위해서 그동안 수위유량 관계 곡선이 사용되어 왔다. 하지만 수위-유량 관계 곡선은 그 편리성에도 불구하고 수위와 유량만의 관계를 사용하므로 정확성 면에서 항상 문제가 있어왔다. 따라서 본 연구에서는 Chiu의 엔트로피 개념의 2차원 유속공식을 사용하여 새로운 평균유속공식을 유도하였다. 본 공식은 수심, 중력가속도, 동수경사, 에너지경사, 동점성 계수 등 하천의 수리적 특성을 잘 반영하고 최대유속도 산정할 수 있다. 또한 최대유속과 평균유속사이의 선형관계를 검증할 수 있었고 그 결과로써 하천단면의 특성을 잘 나타내는 평형상태의 ${\phi}(M)$을 산정하였다. 평형상태의 ${\phi}(M)$을 사용하여 평균유속을 산정하였고 이를 바탕으로 유량을 산정하였다. 본 공식의 검증을 위해서 고리형 특성을 보이는 부정류 상황에서의 실험실 측정 데이터를 사용하여 계산된 유량과 실측된 유량을 비교하였고 그 결과는 매우 잘 일치함을 알 수 있었다. 향후 다양한 실험실 데이터 및 하천 데이터를 이용하여 연구가 지속되어 진다면 수자원 분야에 널리 이용될 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.145-148
• /
• 2003

Thermal characteristics according to the bearing preload arc studied for the four type spindles with high frequency motor. For the analysis. three dimensional models are built considering heat transfer characteristics such as natural and forced convection coefficients, Bearing and motor are main heat generation, and heat generation by ball bearings as a function of load. viscosity and gyroscopic moment effect are considered. Unsteady-state temperature distributions and thermal displacements according to the bearing preload are analyzed by using the finite clement method.

• 설비공학논문집
• /
• 제12권10호
• /
• pp.908-916
• /
• 2000

In this paper, the characteristics of moisture ventilation in the lithium ion battery manufacturing dry room are studied numerically using standard $k-\varepsilon$ turbulence model. Both the steady-state and the unsteady behaviors of moisture ventilation are analyzed by considering local and uniform moisture generation. In order to evaluate the characteristics of moisture ventilation, three scales of ventilation efficiency and characteristic ventilation time are presented from the numerical results. It was shown that moisture distribution was dependent strongly on the flow field. The characteristics of moisture ventilation were improved by 20% and 40% in terms of the 1st scale of ventilation efficiency (SVE1) and the 2nd scale of ventilation efficiency (SVE2), respectively, through the modifications of design variables such as the addition of inlets, outlets and partition. A significant improvement in the characteristic ventilation time and the moisture exhaust efficiency was also made by these modifications.

• Wind and Structures
• /
• 제12권1호
• /
• pp.1-19
• /
• 2009

In this paper, the airflow around an ideal thin plate (hereafter referred to as ITP) with various ratios of central slot is simulated by using the finite-difference-method (FDM)-based Arbitrary-Lagrangian-Eulerian descriptions for the rigid oscillating body. The numerical procedure employs the second-order projection scheme to decouple the governing equations, and the multigrid algorithm with three levels to improve the computational efficiency in evaluating of the pressure equation. The present CFD method is validated through comparing the computed flutter derivatives of the ITP without slot to Theodorsen analytical solutions. Then, the unsteady aerodynamics of the ITP with and without central slot is investigated. It is found that even a smaller ratio of central slot of the ITP has notable effects on pressure distributions of the downstream section, and the pressure distributions on the downstream section will further be significantly affected by the slot ratio and the reduced wind speeds. Continuous increase of $A_2^*$ with the increase of central slot may be the key feature of the slotted ITP. Finally, flutter analyses based on the flutter derivatives of the slotted ITP are performed, and moreover, flutter instabilities of a scaled sectional model of a twin-deck bridge with various ratios of deck slot are investigated. The results confirm that the central slot is effective to improve bridge flutter stabilities, and that the flutter critical wind speeds increase with the increase of slot ratio.

• 물과 미래
• /
• 제29권6호
• /
• pp.155-166
• /
• 1996

개수로내의 검변 및 급변 부정류 해석을 위해서 dynamic wave식을 기본방정식으로 하고 이를 불연속 보간함수와 upstream weighting 을 도입한 Petrov-Galerkin 기법에 의해 해석하는 유한요소모형을 개발하였다. 매트릭스 안정성 해석 결과 Petrov-Galerkin기법은 단파장에서의 선택적 감쇠능력과 위상오차에 있어 우수한 것으로 나타났다. 반면에 Preissmann기법은 단파장에서의 선택적 감쇠능력과 위상오차에 있어 열등한 것으로 나타났고, Bubnov-Galerkin 기법은 비감쇠특성을 나타내고 있어 단파장 영역에서 발산해를 일으키는 주요원인임을 확인할 수 있었다. Petrov-Galerkin 방법은 Courant수의 넓은 범위에서 높은 주파수를 가진 진행파에 대한 선택적인 감쇠와 작은 Courant 수의 범위에서 양호한 위상정도를 가지는 이상적인 조합을 나타내고 있어 점변 및 급변 부정류 해석에 있어 이상적인 기법으로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.