• 제목/요약/키워드: Wall friction

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The sensitivity of ship resistance to wall-adjacent grids and near-wall treatments

  • Park, Dong Woo;Lee, Sang Bong
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제10권6호
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    • pp.683-691
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    • 2018
  • Numerical simulations of turbulent flows around KCS have been performed to study the sensitivity of ship resistance to wall-adjacent grids and disclose the influence of near-wall treatment on the sensitivity of ship resistance. The resistance coefficients of viscous and pressure forces were compared when using realizable $k-{\varepsilon}$ and SST $k-{\omega}$ turbulence models in structured and unstructured grids, respectively. The calculation of friction velocity was found to be mainly responsible for the reduction of viscous and total resistances when the height of wall-adjacent cells increased. Since the assumption of equilibrium state between turbulent production and dissipation was not met in a bulbous bow, it was more reasonable to iteratively calculate the friction velocity from empirical laws of the wall for near-wall treatment rather than explicitly estimate it from the turbulent kinetic energy.

엔트로피 컨셉을 이용한 등류수로 마찰속도식 제안 (The Proposal for Friction Velocity Formula at Uniform Flow Channel Using the Entropy Concept)

  • 추태호;손희삼;윤관선;노현석;고현수
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.499-506
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    • 2015
  • 마찰속도란 벽면 가까이의 흐름에서 벽면의 마찰 응력과 밀도로 정의되는 속도의 차원을 갖는 양이다. 또한 마찰속도는 바닥 흐름에서 전단력을 나타내는 수리학적 매개변수이다. 게다가 개수로 설계나 하천, 해안에서 유사 및 물질의 거동을 파악하는데 정확한 마찰속도의 산정이 매우 중요하며 주 흐름방향의 혼합계수를 결정하는데 필수적인 요소이다. 이러한 마찰속도를 산정하는 방법들은 하상경사를 이용하는 방법, 레이놀즈 응력분포를 이용하는 방법, 점성저층에서 평균유속의 선형법칙을 이용하는 방법, 벽 전단 응력의 직접적 측정방법 등이 있다. 본 연구에서는 기존 방법과 달리 확률통계 기법에 사용되는 엔트로피 개념에 접목하여 새로운 마찰속도공식을 제안하였고, 이를 검증하기 위해 Song의 실측 실험데이터를 이용하였다. 제안한 공식과 마찰속도 공식에 의해 산정된 마찰속도의 결정계수는 0.999-1.000로 잘 일치한 것으로 분석되었다.

연직 슬릿 유공벽의 투수 매개변수의 마찰계수 산정 (Estimation of Friction Coefficient in Permeability Parameter of Perforated Wall with Vertical Slits)

  • 김열우;서경덕;지창환
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.25-33
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    • 2010
  • 연직 슬릿 유공벽에서의 정합조건에는 투수 매개변수가 포함되는데, 보통 투수 매개변수는 두 가지 방법으로 계산이 가능하다. 하나는 투수 매개변수를 유공벽에서의 에너지 소산 계수와 제트의 길이로 나타내는 방법으로서, 관련된 모든 변수를 알고 있다는 점에서 장점을 가지고 있으나, 장파의 영역에서 옳지 않은 결과를 초래하는 단점이 있다. 다른 하나는 투수 매개변수를 마찰계수와 관성계수로 나타내는 방법으로서, 단파부터 장파까지 모든 영역에서 올바른 결과를 나타내지만, 반사계수, 투과계수 등에 대한 관측치와 계산치 사이의 최적적합에 기초하여 마찰계수를 결정해야 한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 유공벽의 유공율 및 두께, 수심 등 기지의 변수로 마찰계수에 대한 경험식을 제시하였다. 이렇게 함으로써 최적적합 과정을 거치지 않고 마찰계수를 직접 산정할 수 있도록 한다. 경험식을 구하기 위하여 수리실험을 실시하였으며, 다른 연구자들의 결과를 함께 사용하여 경험식을 제시하였다. 제시된 공식을 이용하여 상부는 커튼월이고 하부는 연직 슬릿 유공벽으로 되어 있는 커튼월-파일 방파제의 반사계수 및 투과계수를 계산하였다. 실험치와 계산치가 잘 일치함을 보임으로써 제시한 경험식의 적합성을 검증하였다.

정4각단면덕트의 입구영역에서 난류맥동유동의 압력분포, 전단응력분포와 관마찰계수에 관한 연구(Ⅰ), - 실험해석- (A Study on Pressure Distribution, Wall Shear Stress and Friction Factor of Developing Turbulent Pulsating Flows in a Square Duct(Ⅰ), -Experimental Analysis-)

  • 박길문;조병기;고영하;봉태근
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제20권5호
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    • pp.58-67
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    • 1996
  • In the present study, the pressure distribution, wall shear stress distribution and friction factor of developing turbulent pulsating flows are investigated theoretically and experimentally in the entrance region of a square duct. The pressure distribution for turbulent pulsating flows are in good agreement with the theoretical values. The time-averaged pressure gradients of the turbulent pulsating flows show the same tendency as those of turbulent steady flows as the time-averged Reynolds number $(Re_{ta})$ increase. Mean shear stresses in the turbulent pulsating flow increase more in the inlet flow region than in the fully developed flow region and approach to almost constant value in the fully developed flow region. In the turbulent pulsating flow, the friction factor of the quasi-steady state flow $({\lambda}_{q, tu})$ follow friction factor's law in turbulent steady flow. The entrance length of the turbulent pulsating flow is not influenced by the time-averaged Reynolds number $(Re_{ta})$ and it is about 40 times as large as the hydraulic diameter.

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S-자형 플랩을 이용한 충격파와 경계층 간섭현상 제어에 관한 연구 (Control of Shock Wave/Boundary-Layer Interactions Using S-Shaped Mesoflaps)

  • 이열
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.159-160
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    • 2002
  • New S-shaped aeroelastic mesoflaps are utilized to control normal shock/boundary-layer interactions. New generation of the mesoflaps is designed f3r a better rigidness and a good flow uniformity across the ulteractions. ,Major advantages of the mesoflap system can be a better total pressure recovery downstream of the interactions due to the lambda shock structure over the flap system, and a rehabilitation of the thickened boundary layer due to bleeding through a cavity underneath the flap system. Skin friction has been measured downstream of the interactions, using the laser interferometer skin friction (LISF) meter, which optically detects the rate of thinning of an oil film applied to the test surface. Various flap-thicknesses of the S-shaped mesoflap arrays are tested, and the results are compared to the solid-wall reference case. Overall, not much difference in the level of skin friction is noticed for the S-shaped flap arrays of various thicknesses, and its level is lower than the skin friction downstream of the solid-wall interaction

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Comparative study of constitutive relations implemented in RELAP5 and TRACE - Part I: Methodology & wall friction

  • Shin, Sung Gil;Lee, Jeong Ik
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권9호
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    • pp.3526-3539
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    • 2022
  • Nuclear thermal-hydraulic system analysis codes have been developed to simulate nuclear reactor systems, which solve simplified governing equations by replacing source terms with constitutive relations for simulating entire reactor systems with low computational resources. For half a century, many efforts have been made for wider versatility and higher accuracy of system codes, but various factors can affect the code analysis results, and it was difficult to isolate these factors and interpret them individually. In this study, two system codes, RELAP5 and TRACE, which have many users and are highly reliable, are selected to analyze only the effects of constitutive relations. The influence of constitutive relations is analyzed using in-house platforms that replicate constitute relations of RELAP5 and TRACE equally to exclude factors that may affect analysis results, such as governing equation solvers and user effects. Among the various constitutive relations, the analysis is performed on the wall variables expected to have the most influence on the analysis results. Part 1 paper presents the methodology and wall friction model comparison, while Part 2 paper shows wall heat transfer comparison of the two selected codes.

Use of Modern Microscopes in Analysing Fiber and Paper Properties (II)-New Aspect in Fibrillation of Pulp Fibers during Refining-

  • Kim, Chul-Hwan;Keigh R. Wadhams
    • 펄프종이기술
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    • 제31권3호
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    • pp.60-67
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    • 1999
  • The CLSM and the image analysis technique enhanced observation of fiber wall fibrillation occurred in both the outer and the fiber wall surfaces during refining by non-destructive techniques. In the early stages of refining, it was well observed that a partial separation between the S1 and S2 layer in the secondary wall was made generating a space in the wet fiber walls . With further refining, it was clearly shown that the shear forces imparted by the refiner bar surfaces caused the S1 layer to become totally separated from the S2 layer as well as creating microfibrils. Furthermore, the fibrillation in the inner fiber wall surfaces could be due to the normal force (Fn) by refiner bars, friction force between a fiber and refiner bars (Fs) and inner friction force between fiber walls(fs). It was confirmed that the concept of fibrillation should be extended to fibrillation in the inner fiber wall surfaces as well as internal and external fribrillation.

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Pseudo-dynamic approach of seismic earth pressure behind cantilever retaining wall with inclined backfill surface

  • Giri, Debabrata
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제3권4호
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    • pp.255-266
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    • 2011
  • Knowledge of seismic earth pressure against rigid retaining wall is very important. Mononobe-Okabe method is commonly used, which considers pseudo-static approach. In this paper, the pseudo-dynamic method is used to compute the distribution of seismic earth pressure on a rigid cantilever retaining wall supporting dry cohesionless backfill. Planar rupture surface is considered in the analysis. Effect of various parameters like wall friction angle, soil friction angle, shear wave velocity, primary wave velocity, horizontal and vertical seismic accelerations on seismic earth pressure have been studied. Results are presented in terms of tabular and graphical non-dimensional form.

정상염수(定常塩水)쐐기에 있어서의 계면저항계수(界面低抗係數)의 평가(評價) (Interfacial Friction Factor in Arrested Saline Wedge)

  • 이문옥;무로타 아키라
    • 대한토목학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.53-62
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    • 1989
  • 점변일차원이층류(漸變一次元二層流)모델로서의 염수(塩水)쐐기형상(形狀)의 계산(計算)을 행함에 있어서 필요(必要)한 계면저항계수(界面低抗係數)의 평가수단(評價手段)에 대(對)하여 논(論)한다. 예(例)를 들면, 폭(幅)이 좁은 실험수로(實驗水路)에서 얻어진 염수(塩水)쐐기의 형상(形狀)에 의해 계면저항계수(界面低抗係數)를 역산(逆算)하는 경우는 실제(實際)의 하천(河川)에서는 무시(無視)할 수 있는 수로(水路)의 측벽(側壁)의 영향(影響)을 보정(補正)하지 않으면 안된다. 본연구(本硏究)에서는 이러한 점(點)을 고려(考慮), 정상(定常) 염수(塩水)쐐기의 형상(形狀) 및 계면저항계수(界面低抗係數)에 미치는 수로(水路)의 측벽(側壁)의 영향(影響)을 밝힌다.

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뒷굽이 있는 케이슨 안벽에 작용하는 토압에 대한 연구 (Study on Earth Pressure Acting Against Caisson Structure with the Heel)

  • 유건선
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.67-76
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    • 2017
  • 본 연구에서는 케이슨 안벽의 뒷굽이 주동토압에 미치는 영향을 조사하였다. 한계해석법을 사용하여 뒷굽의 길이에 따라 벽면마찰력이 뒷굽 상부에서 발생하는 활동면의 경사각에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 뒷굽의 길이가 짧을수록 내측 활동면의 경사각은 증가하나, 외측 활동면의 경사각은 일정하였다. 실제 케이슨 안벽에서 발생하는 파괴면에 작용하는 토압과 동일한 토압을 갖는 뒷굽 끝에서의 가상의 연직배면에 작용하는 토압에 대하여 뒷굽의 상대 길이-뒤채움 토사의 내부마찰각-벽면마찰각-가상의 연직배면에 작용하는 배면마찰각 등의 상관관계를 구하였다. 뒷굽이 짧을수록 케이슨 안벽에 작용하는 토압이 Rankine 토압보다는 작아지나 뒷굽의 길이를 고려하지 않은 Coulomb 토압보다는 항상 크게 나타났다.