• 한국추진공학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.35-45
• /
• 2005

여러 고도에서 화학 반응과 열복사 효과가 로켓 플룸 유동에 미치는 영향을 살피기 위한 수치 연구를 수행하였다. 압축성 유동의 Navier-Stokes 방정식을 유한 체적법에 근거한 완전 내재적 TVD코드로 해석하였으며, 탄화수소 혼합물의 자세한 열화학적 속성을 고려한 화학 평형과 광학적으로 두꺼운 매체의 열복사를 유동 해석 코드에 포함하였다. 지상 마하수 0, 고도 5.06 km에서 마하수 1.16 그리고 17.34 km에서 마하수 2.90로 비행하는 등유 연료 로켓의 플룸 유동을 해석하였다. 해석 결과는 서로 다른 고도 조건에서의 플룸의 구조와 함께 화학 반응과 복사의 영향을 보여 주었다. 추진 성능과 기저부 열차단의 측면에서, 화학 반응에 의한 배출가스의 온도 상승은 특히 고고도에서 무시할 수 없음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.96-107
• /
• 2018

고체추진기관 내에 점화기와 추진제 그레인 간격에 따라 화염에 의해 발현되는 내부 유동 형태에 대해 전산유체해석(CFD)를 이용하여 살펴보았다. 실린더형과 슬롯형 추진제 그레인에 대해 실린더형은 간격 1 mm, 3 mm, 5 mm, 슬롯형은 점화기의 화염 분출구가 넓은 간격에 위치한 경우와 좁은 간격에 위치한 경우에 대해 수치 해석을 수행하였다. 실린더형은 간격이 좁을수록 점화기와 추진제 사이에 고압력이 형성되며, 점화기 말단 부근에서 압력 강하 또한 상대적으로 크게 나타났다. 실린더형은 간격에 영향을 받았으나, 슬롯형은 화염 분출구 위치에 관계없이 압력 형태가 유사하게 나타났으며, 실린더형 간격 5 mm와 유사한 결과를 보였다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.122-127
• /
• 2021

선수 주변의 쇄파 과정 및 작은 스케일의 특징과 같은 유동 특성을 조사하기 위해 수치적 연구가 수행되었다. 본 연구에 사용된 쐐기형 선수의 형상은 이전 연구 [1, 2]에서 가져온 것이며 계산 조건은 Re = 1.64 × 10⁵ 및 Fr = 2.93이다. 상업용 전산유체역학(CFD) 소프트웨어 중 하나인 Star CCM +을 사용하여 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 전반적인 선수 주변의 파 프로파일, 플런징 제트 모양, 공기 혼입 및 쇄파 과정과 같은 결과는 다른 실험 및 수치 연구와 비교되었고 일치하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 선수파 프로파일은 쐐기 앞에서부터 뒤로 가면서 뒤집힘 제트가 형성되고 마지막으로 제트가 쇄파 되는 것을 볼 수 있다. 플런징 쇄파 현상도 쐐기 모양을 따라가면서 일어나는 것을 알 수 있고 이전 플런징 쇄파에서 나타나는 플런징 쇄파의 4가지 과정을 보여 주고 있다. 플런징 쇄파 시 제트 주위의 속도가 급격하게 커지는 것을 확인할 수 있다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제14권1호
• /
• pp.30-45
• /
• 2013

The present work focuses on the unsteady aerodynamics and aeroelastic properties of a small-medium sized wind-turbine blade operating under ideal conditions. A tapered/twisted blade representative of commercial blades used in an experiment setup at the National Renewable Energy Laboratory is considered. The aerodynamic loads are computed using Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques. For this purpose, FLUENT$^{(R)}$, a commercial finite-volume code that solves the Navier-Stokes and the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, is used. Turbulence effects in the 2D simulations are modeled using the Wilcox k-w model for validation of the CFD approach. For the 3D aerodynamic simulations, in a first approximation, and considering that the intent is to present a methodology and workflow philosophy more than highly accurate turbulent simulations, the unsteady laminar Navier-Stokes equations were used to determine the unsteady loads acting on the blades. Five different blade pitch angles were considered and their aerodynamic performance compared. The structural dynamics of the flexible wind-turbine blade undergoing significant elastic displacements has been described by a nonlinear flap-lag-torsion slender-beam differential model. The aerodynamic quasi-steady forcing terms needed for the aeroelastic governing equations have been predicted through a strip-theory based on a simple 2D model, and the pertinent aerodynamic coefficients and the distribution over the blade span of the induced velocity derived using CFD. The resulting unsteady hub loads are achieved by a first space integration of the aeroelastic equations by applying the Galerkin's approach and by a time integration using a harmonic balance scheme. Comparison among two- and three- dimensional computations for the unsteady aerodynamic load, the flap, lag and torsional deflections, forces and moments are presented in the paper. Results, discussions and pertinent conclusions are outlined.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제24권2호
• /
• pp.204-213
• /
• 2000

This study deals with jet impingement, which is extensively used in the process industries to achieve intense heating, cooling or drying rates and also widely employed as a test flow for turbulent models due to its complex flow configuration, on a flat plate by numerical methods. In this calculation, the finite volume method was employed to solve the Navier-stokes equation based on the non-orthogonal coordinate with non-staggered variable arrangement. To get a better understanding for the fluid flow and heat transfer characteristics of the turbulent jet impingements, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model was adapted and compared with the experimental data and the result of standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model. Numerical calculations were carried out with various flow rates, nozzle to plate distances. In the case of the axisymmetric jet impingement on a flat plate, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model showed better agreement with the experimental data than the standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model in the prediction of the mean velocity profiles, the turbulent velocity profiles. the turbulent shear stress and the heat transfer rate. The highest heat transfer rate can be obtained when the impingement occurs within the potential core..

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권8호
• /
• pp.1091-1096
• /
• 2012

유한체적법을 기반으로 나비에 스톡스 방정식을 비구조격자로 풀어 실린더 주위의 공력특성을 규명하였다. 보텍스, 속도, 압력, 잔차, 항력계수 등의 데이터를 가지고 분석하였고 레이놀즈 수는 50, 100이다. 유동특성은 Re>50에서 주기적으로 진동하는 소용돌이를 후류에 형성하며 이 현상은 이동하는 실린더에서도 유사한 현상을 보여 주었다. 지면효과는 실린더 위쪽에서 형성된 소용돌이가 벽면에 근접할수록 실린더의 후방으로 길게 늘어나는 형상을 보이고, 실린더와 근접벽면 사이의 유속이 정체되어 실린더와 벽면 사이의 간격이 0.6 에서는 근접 평판과 실린더 사이의 유동이 거의 끊겨짐을 알 수 있었다. 본 수치계산의 검증을 위하여 항력계수를 타 연구결과와 비교하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
• /
• pp.146-153
• /
• 2004

The Numerical study has been carried out to investigate the effects of chemical reaction and thermal radiation on the rocket plume flow-field at various altitudes. The theoretical formulation is based on the Navier-Stokes equations for compressible flows along with the infinitely fast chemistry and thermal radiation. The governing equations were solved by a finite volume fully-implicit TVD(Total Variation Diminishing) code which uses Roe's approximate Riemann solver and MUSCL(Monotone Upstream-centered Schemes for Conservation Laws) scheme. LU-SGS (Lower Upper Symmetric Gauss Seidel) method is used for the implicit solution strategy. An equilibrium chemistry module for hydrocarbon mixture with detailed thermo-chemical properties and a thermal radiation module for optically thin media were incorporated with the fluid dynamics code. In this study, kerosene-fueled rocket was assumed operating at O/F ratio of 2.34 with a nozzle expansion ratio of 6.14. Flight conditions considered were Mach number zero at ground level, Mach number 1.16 at altitude 5.06km and Mach number 2.9 at altitude 17.34km. Numerical results gave the understandings on the detailed plume structures at different altitude conditions. The diffusive effect of the thermal radiation on temperature field and the effect of chemical recombination during the expansion process could be also understood. By comparing the results from frozen flow and infinitely fast chemistry assumptions, the excess temperature of the exhaust gas resulting from the chemical recombination seems to be significant and cannot be neglected in the view point of performance, thermal protection and flow physics.

• 한국축산시설환경학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.113-122
• /
• 2015

An experiment was conducted to examine the effects of Kalopanax pictus Nakai (Kalopanax) on in vitro rumen fermentation and methane (CH4) reduction. Kalopanax trunk was extracted with 70% ethanol and 70% methanol. Rumen fluid, alfalfa hay and buffer (control: C) supplemented with 0.3% Kalopanx juice (T1), 0.3% ethanol extract (T2) and 0.3% methanol extract (T3) in the total volume of culture medium were incubated at $38^{\circ}C$ for 24h and 48h. Rumen pH was lower in all Kalopanax treatments during all incubations than that in control (p<0.05). Total VFA and total gas production in T2 and T3 was significantly higher than that in C at 48h incubation (p<0.05). Ammonia-N was decreased in all treatments compared with C during the incubation periods (p<0.05). At 24h incubation, $CH_4$ contents were significantly reduced by both alcohol extracts. It is concluded that supplementing Kalopanax extracts can stimulate ruminal fermentation of rumen microorganisms and inhibit methanogenesis.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.30-36
• /
• 2014

건축물 내부에 화재가 발생 시 재실자 피난 및 소방관의 소화활동에 직접적인 영향을 미치는 급기가압 제연설비는 방화문 비개방 시에는 차압에 의하여, 방화문 개방 시에는 방연풍속에 의하여 연기의 침입을 방지하는 것을 핵심 개념으로하고 있다. 이를 위해서는 특히 재실자 피난 시 방화문이 개방되는 경우 균일한 방연풍속이 형성될 수 있도록 공기 공급 유니트를 배치할 필요가 있다. 본 연구에서는 대형건물에 설치되는 다수의 출입문을 갖는 부속실의 경우, 방연풍속이 균일하게 형성될 수 있는지에 대하여 수치해석을 수행하였다. 부속실의 댐퍼위치가 한쪽으로 치우친 경우 방연풍속으로 연기의 침입을 막는 것이 아니라, 역류현상이 발생하여 방연성능에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.28-33
• /
• 2021

최근 친환경 자동차에 대한 관심이 높아짐에 따라 공해물질을 배출하지 않는 수소연료전지 차량에 대한 관심과 구매가 증가하고 있다. 최근 정부의 수소에너지 보급정책에 따라 수소충전소의 확충과 핵심부품의 국산화를 지원하고 있다. 본 연구에서는 그중에서도 수소 유량제어 밸브의 차압에 따른 유동특성을 연구하였다. 차압이 높아 짐에 따라 질량유량과 유량계수는 체적유량과 다른 경향을 보임을 확인하였다. 그리고 병목 구간에서의 노즐효과로 인해 수소온도에 영향을 주게되고, 밀도의 변화를 일으켜 질량유량에 영향을 주게 되는 것을 확인 하였다.