• 제목/요약/키워드: computational geometry

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유동성 재료의 동적 거동 해석을 위한 입자확대법 기반 DEM의 적용 (Application of DEM with Coarse Graining Method to Fluidal Material Behavior Analysis)

  • 윤태영
    • 한국도로학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.23-30
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    • 2017
  • PURPOSES : In this paper, the applicability of DEM to a coarse graining method was evaluated by simulating a series of minicone tests for cement paste. METHODS : First, the fundamental physical quantities that are used in a static liquid bridge model were presented with three basic quantities based on the similarity principle and coarse graining method. Then, the scale factors and surface tensions for six different sizes of particles were determined using the relationship between the physical quantities and the basic quantities. Finally, the determined surface tensions and radii were utilized to simulate the fluidal behavior of cement paste under a minicone test condition, and the final shape of the cement paste with reference DEM particle radii was compared with the final shape of the others. RESULTS : The simulations with adjusted surface tensions for five different radii of particles and surface tension showed acceptable agreement with the simulation with regard to the reference size of the particle, although disagreement increases as the sizes of the particle radii increase. It seems reasonable to increase the particle radii by at least 0.196 cm considering the computational time reduction of 162 min. CONCLUSIONS : The coarse graining method based on the similarity principle is applicable for simulating the behavior of fluidal materials when the behavior of the materials can be described by a static liquid bridge model. However, the maximum particle radius should be suggested by considering not only the scale factor but also the relationship of the particle size and number with the radius of the curve of the boundary geometry.

전산유체해석기법을 이용한 용존공기부상공정의 유동해석 (Simulation study of DAF flotation basin using CFD)

  • 박병성;우성우;박성원;민진희;이우녕;유수남;전갑진
    • 상하수도학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.261-272
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    • 2013
  • Algae boom (Red tide) in south coastal area of Korea has been appeared several times during a decade. If algae boom appears in the desalination plant, media filter and UF filter are clogged quickly, and the plant should be shutdown. In general, Algae can be removed from water by flotation better than by sedimentation, because of the low density of algal cell. The purpose of this study conducts the CFD simulation of DAF flotation basin to apply the design of the dissolved air flotation with ball filter in the Test Bed for SWRO desalination plant. In this study, Eulerian-Eulerian multiphase model was applied to simulate the behavior of air bubbles and seawater. Density difference model and gravity were used. But de-sludge process and mass transfer between air bubbles and seawater were ignored. Main parameter is hydraulic loading rate which is varied from 20 m/hr to 27.5 m/hr. Geometry of flotation basin were changed to improve the DAF performance. According to the result of this study, the increase of hydraulic loading rate causes that the flow in the separation basin is widely affected and the concentration of air is increased. The flow pattern in the contact zone of flotation basin is greatly affected by the location of nozzle header. When the nozzle header was installed not the bottom of the contact zone but the above, the opportunity of contact between influent and recycle flow was increased.

사이클론-백 하이브리드형 집진장치에서 유동연결부 설계조건에 따른 유동균일성 전산해석 (CFD Analysis on the Flow in the Connection Duct of the Cyclone-Bag Hybrid Dust Collector)

  • 구성모;오원철;장혁상
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.115-126
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    • 2016
  • Numerical analysis was done to evaluate the movement of the particles and the fluid inside of the cyclone-bag hybrid dust collector. Flow discharged from the cyclone in the hybrid particle collector has swirl pattern, and it results in the biased flow to the bag filters and deteriorates the collection performance of the bag filter. The current study is to evaluate the effect of the duct lengths and the baffle arrays in the connection duct by the computational methods. Main concerns of the analysis are how to improve the uniformity of the internal flow between the cyclone and the bag filter. Numerical analysis was done to check the particle removal efficiencies of the system with respect to the flow characteristics which is expressed in RMS values of the upward flow inside of the connection duct. The flow pattern inside of the connection duct is evaluated under different the duct lengths and the baffle arrays. In case of the reference geometry the RMS value of inside flow was 56.7%, and the value was decreased to 30.1% by controlling the lengths of duct. The effects of baffle was also evaluated, the RMS value of flow could be decreased 55.2% and so on. But the pressure drop across the baffles becomes high and the system efficiency becomes lower.

인공위성용 축대칭 소형 추력기의 압축성 유동 구조 계산에 의한 연속체 가정의 적용 한계 (The Limit of the Continuum Assumption Based on Compressible Flow Structures in an Axisymmetric Micro-Thruster Used for a Satellite)

  • 권순덕;김성초;김정수;최종욱;이기만
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.281-285
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    • 2007
  • 추력기의 성능 등을 예측하려면 기하학적 모양과 압력비를 고려한 노즐 유동 특성을 해석해야 한다. 이 논문에서는 연속체 역학 역학의 가정이 성립하는 한계를 파악하기 위해서 인공위성 자세 제어용으로 사용되는 실제 축대칭 노즐에서의 유동을 계산하였다. 유동은 정상 상태의 비반응 압축성 유동이고 비정렬 격자계를 사용하였다. 추력기의 면적비는 56이고 주위 압력의 진공도를 변경하면서 해석하였는데 그 압력이 $10^{-3}$ 기압 이하가 되면 연속체 역학은 더 이상 타당하지 않게 된다.

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분사구 형상에 따른 초음속 유동장 내 수직 연료 분사 특성 (Characteristics of the Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using Various Injector Geometries)

  • 김세환;이복직;정인석;이형진
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.53-64
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    • 2018
  • 본 논문에서는 초음속 유동장 내 연료 수직 분사 조건에서 분사구의 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 동일한 분사구 출구 면적과 유량 조건에 대해 수소와 공기에 대한 비반응 유동장 전산 해석을 수행하였다. 해석 결과의 검증을 위하여 자유류 마하수 3.38, 제트-자유류 운동량 플럭스비 1.4 인 평판 분사 시험을 모의하였다. 5개의 서로 다른 형상을 갖는 분사구를 이용하여 형태에 따른 박리 구간, 분사 제트의 구조의 차이를 살펴보고 분사구 후류에서 수소의 침투 높이와 수소-공기의 혼합에 따른 가연 면적에 변화를 확인함으로써 분사구 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 정량적으로 비교하였다.

범밀도 함수법과 Molecular Descriptor를 이용한 모르핀 유도체에 대한 분자 모델링 연구 (Molecular Modeling Study on Morphine Derivatives Using Density Functional Methods and Molecular Descriptors)

  • Cotua, Jose;Cotes, Sandra;Castro, Pedro;Castro, Fernando;Mora, Liadys
    • 대한화학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.363-373
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    • 2010
  • 마약인 모르핀, 헤로인, 코데인, 펜타조신 그리고, 버프레노파인에 대하여 범밀도함수이론에 근거하여 계산 연구를 수행하였다. 약물특이 분자단과 치환기의 기하학적 파라미터는 B3LYP/6-31+G(d) 레벨로 계산하였고, 전자의 구조는B3LYP/6-311++G(d,p) 레벨로 같은 혼성 범함수를 사용하여 계산하였다. 원자의 전하분포는 Mulliken 개체 수 분석에 의하여 구하였다. 보고된 생물학적 활성, 계산된 분배 계수, 전자 및 기하학적 분석을 토대로 펜타조신과 버프레노파인을 새로 제시된 유사화합물에 대한 모델화합물로 선택하였으며, 이들 유사화합물에 대하여 연구한 뒤, 모델화합물과 비교하였다. 본 연구 결과는 약물특이 분자단의 기하학적 구조와 전자 구조가 다른 치환기의 존재 하에서도 변함없이 유지된다는 것을 보여주었다. 제시된 유사화합물들도 모델 분자의 특성을 갖고 있기 때문에, 이들 유사화합물들도 생물학적 활성을 나타낼 것 같다.

A COMPARISON STUDY OF SPACE RADIATION DOSE ANALYSIS PROGRAMS: SPENVIS SECTORING TOOL AND SIGMA II

  • Chae Jongwon
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권2호
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    • pp.347-350
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    • 2004
  • A space radiation analysis has been used to evaluate an ability of electronic equipment boxes or spacecrafts to endure various radiation effects, so it helps design thicknesses of structure and allocate components to meet the radiation requirements. A comparison study of space radiation dose analysis programs SPENVIS Sectoring Tool (SST) and SIGMA II is conducted through some structure cases, simple sphere shell, box and representative satellite configurations. The results and a discussion of comparison will be given. A general comparison will be shown for understanding those programs. The both programs use the same strategy, solid angle sectoring with ray-tracing method to produce an approximate dose at points in representative simple and complex models of spacecraft structures. Also the particle environment data corresponding to mission specification and radiation transport data are used as input data. But there are distinctions between them. The specification of geometry model and its input scheme, the assignment of dose point and the numbers, the prerequisite programs and ways of representing results will be discussed. SST is a web-based interactive program for sectoring analysis of complex geometries. It may be useful for a preliminary dose assessment with user-friendly interfaces and a package approach. SIGMA II is able to obtain from RSICC (Radiation Safety Information Computational Center) as a FOR-TRAN 77 source code. It may be suitable for either parametric preliminary design or detailed final design, e.g. a manned flight or radiation-sensitive component configuration design. It needs some debugs, recompiling and a tedious work to make geometrical quadric surfaces for actual spacecraft configuration, and has poor documentation. It is recommend to vist RSICC homepage and GEANT4/SSAT homepage.

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3차원 회전축 대칭 물체 조각의 축 추정 방법 (Fast Axis Estimation from 3D Axially-Symmetric Object's Fragment)

  • 리량;한동진;한헌수
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.748-754
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    • 2010
  • 깨어진 항아리 조각들을 가상 공간에서 조립하기 위하여 조각 표면을 이용한 빠른 3차원 회전축 추정 방법을 제안한다. 물체의 원형성과 표면의 국지적 평면성을 이용하여 대칭축을 찾는 방법을 사용한다. 항아리 조각 같은 회전축 대칭 물체는 반지름이 다른 여러 원통의 중첩으로 생각될 수 있다. 각 원통의 원형성을 회전축 계산에 이용한다. 먼저, 표면 위 임의의한 점을 지정하고 그 점을 통과하는 여러 개의 원통상의 궤도를 각각의 곡률의 변화를 측정 검사하여 조사한다. 올바른 원의 궤도는 곡률의 변화가 없을 것이므로 가장 작은 곡률의 변화가 원의 궤도로 선택된다. 또한 원의 중심점으로 축이 통과하는 경로가 되므로 원의 중심점이 축의 위치가 된다. 표면의 국지적 평면성과 프로파일 곡선 근사를 통한 축 위치 추정 방법 또한 연구 되었다. 제안된 방법은 기존의 방법에 비해 계산 속도가 향상되었고 조각의 부위에 영향을 받지 않는 강건성을 가짐을 실험적으로 입증하였다.

엔드론치형 구형도파관 어댑터 내부의 루프결합구조에 대한 모드 해석 (Modal Analysis of Loop Coupling Structure in End Launcher Rectangular Waveguide Adapter)

  • 김동현;좌정우;양두영
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권2호
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    • pp.119-126
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    • 2008
  • 본 논문에서는 엔드론치형 구형도파관 어댑터 해석을 위하여 루프 결합 모델을 제안하고, 이를 토대로 입력 임피던스의 모드 해석식을 유도하였다. 구형도파관 내의 전파모드와 고차모드들에 따른 입력 임피던스의 영향을 분석하고, 설계변수에 대하여 고찰하였다. 또한 선행 연구에서 제안된 방식과 상용 해석 툴인 HFSS의 해석결과를 바탕으로 제안한 해석식이 타당함을 검증하였다. 제안한 엔드론치형 구형도파관 어댑터는 특성 임피던스 $50{\Omega}$을 갖는 동축선의 내부도체와 WR90 상용도파관내에서 길이가 17.6mm인 급전루프가 연결된 결합구조이다. 이러한 구조에서 앤드론치형 어댑터는 정재파비(VSWR)가 2.0이하인 기준에서 7.5GHz에서 10.6GHz 대역을 갖는다.

FAR25급 터보프롭 항공기 프로펠러 설계 및 공력특성 연구 (The Study of Propeller Design and Aerodynamics Characteristics for FAR25 Grade Turboprop Aircraft)

  • 최원;정인면;김지홍;이일우
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.648-651
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    • 2010
  • FAR25급 터보프롭 항공기에서 프로펠러는 고속으로 비행할 수 있는 추력을 얻기 위해 공기역학적으로 우수하며 높은 효율을 가져야 한다. 프로펠러 형상 설계를 위한 익형은 전형적인 터보프롭 항공기 프로펠러에 사용되는 Clark-Y를 적용하였다. 프로펠러 공력설계 및 해석에는 최소에너지손실을 위한 조건을 만족시키도록 설계하는 와류-깃요소 이론(Vortex-Blade element theory)에 근거한 Adkins의 방법을 이용한 Javaprop을 이용하였다. 시위길이와 피치각 분포를 변경해 가며 FAR25급 터보프롭 항공기의 설계점에 가장 효율적인 프로펠러 형상을 생성하였으며, 전산유체역학을 이용하여 생성된 프로펠러 공력특성 분석을 통해 프로펠러 설계결과가 FAR25급 터보프롭 항공기에 적용 가능함을 확인하였다.

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