• 제목/요약/키워드: epsilon algorithm

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원심회전차 내부유도장에 관한 수치해석적 연구 (Numerical study on flows within an shrouded centrifugal impeller passage)

  • 김성원;조강래
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권10호
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    • pp.3272-3281
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    • 1996
  • The flow analysis method which had been developed for the numerical calculation of 3-dimensional, incompressible and turbulent flow within an axial compressor was extended to the flow field within centrifugal impeller. In this method based on the SIMPLE(Semi Implicit Method Pressure Linked Equations) algorithm, the coordinate transformation was adopted and the standard k-.epsilon. model using wall function was used for turbulent flow analysis. The calculated flow fields have agreed very well with measurement results. Especially, 3-dimensional and viscous flow characteristics including secondary flows, jet-wake flow and decreased pressure rise along impeller passage, which can't be predicted by inviscid Q3D calculation were predicted very reasonably.

무궁화 객차 HVAC 열유동 특성 해석 (Numerical Analysis on HVAC Characteristics of Mugunghwa Passenger Car)

  • 남성원
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.514-520
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    • 2000
  • Numerical simulation is conducted to clarify the heat transfer and fluid flow characteristics of HVAC(Heating, Ventilating and Air-Conditioning) for Mugunghwa passenger car. The HVAC system is installed under the floor of carbody. This new HVAC system has a lot of merits in respect of the center of gravity of carbody, flow induced noise and reduction of condensation water etc. The standard k-epsilon turbulent model and SIMPLEC algorithm based on finite volume method are used to solve the physical HVAC model. To assure convergence, QUICK scheme for momentum equation and the first order upwind scheme for turbulent equations are used. From the results of simulation, the temperature and velocity magnitude are also distributed uniformly in the interior of car.

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A QUASI-NEWTON METHOD USING DIRECTIONAL DERIVATIVES FOR NONLINEAR EQUATIONS

  • Kim, Sun-Young
    • 대한수학회논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.491-502
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    • 1994
  • Many problems arising in science and engineering require the numerical solution of a system of n nonlinear equations in n unknowns: (1) given F : $R^{n}$ $\rightarrow$ $R^{n}$ , find $x_{*}$ $\epsilon$ $R^{n}$ / such that F($x_{*}$) = 0. Nonlinear problems are generally solved by iteration. Davidson [3] and Broyden [1] introduced the methods which had led to a large amount of research and a class of algorithm. This work has been called by the quasi-Newton methods, secant updates, or modification methods. Newton's method is the classical method for the problem (1) and quasi-Newton methods have been proposed to circumvent computational disadvantages of Newton's method.(omitted)

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사각단면을 갖는 90° 급곡관의 3차원 난류유동 해석 (Three Dimmensional Turbulent Flow Analysis in a 90° Square Sectioned Duct with Strong Curvature)

  • 맹주성;이종신
    • 설비공학논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.11-25
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    • 1991
  • The steady, incompressible developing 3-dimensional turblent flow in a square sectioned curved duct has been investigated by using partially-parabolic equation and Finite Analytic Method. The calculation of turbulent flow field is performed using 2-equation K-$\epsilon$ turbulence model, modified wall function, simpler algorithm and numerically generated body fitted coordinates. Iso-mean velocity contours at the various sections are compared with the existing experimental data and elliptic solutions by other authors. In the region of $0^{\circ}<{\theta}<71^{\circ}$, present results agree with the experimental data much better than the elliptic solution for the similar number of grid points. Furthermore, for the same tolerance, the present solution converges four times faster than the elliptic solution.

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2층 객차의 HVAC특성 전산해석 (Numerical Analysis on the HVAC Characteristics of Double-deck Train)

  • 남성원;김형진
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(III)
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    • pp.358-362
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    • 2003
  • Numerical simulation is conducted to clarify the heat transfer and fluid flow characteristics of HVAC(Heating, Ventilating and Air-Conditioning} for double-deck train. The HVAC system is installed under the roof of carbody. In the lay-out of HVAC system, air duct must be installed to supply air to 1st and 2nd floor respectively. The standard k-epsilon turbulent models and SIMPLEC algorithm based on finite volume method are used to solve the physical HVAC model. To assure convergence, QUICK scheme for momentum equation and the first order upwind scheme for turbulent equations are used. From the results of simulation, the temperature and velocity magnitude are also distributed uniformly in the interior of passenger car.

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원심펌프 회전차의 성능해석에 대한 전산해석적 연구 (Computational Study on the Performance of the Impeller Centrifugal Pump)

  • 김원갑;강신형
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 1999년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.125-133
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    • 1999
  • This paper reports the impeller performance of centrifugal pump, modified HES65-250. Developed CFD code uses SIMPLE algorithm, power-law scheme, standard k-$\epsilon$ turbulence model in curvilinear coordinate system. The calculations are conducted for 5 cases, from 0.6 to 1.4 of flow rate ratio with 0.2 increment. The flow characteristics inside of impeller are analysed. The results show that reversal flows exist at the inlet of impeller which have small rotary stagnation pressure. The obtained results are compared with the experimental data at impeller exit and shows good qualitative agreement.

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인공신경망 기반 온실 외부 온도 예측을 통한 난방부하 추정 (Outside Temperature Prediction Based on Artificial Neural Network for Estimating the Heating Load in Greenhouse)

  • 김상엽;박경섭;류근호
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제7권4호
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    • pp.129-134
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    • 2018
  • 최근, 인공신경망 모델은 예측, 수치제어, 로봇제어, 패턴인식 등의 분야에서 촉망되는 기술이다. 본 연구에서는 인공신경망 모델을 이용하여 온실 외부 온도를 예측하고 이를 온실제어에 활용하는데 목적이 있다. 예측 모델의 성능 평가를 위해 다중회귀모델과 SVM 모델과의 비교분석을 수행하였다. 평가 방법으로는 10-Fold Cross Validation을 사용하였으며, 예측 성능 향상을 위해 상관관계분석 통해 데이터 축소를 수행하였고, 측정 데이터로부터 새로운 Factor 추출하여 데이터의 신뢰성을 확보하였다. 인공신경망 구축을 위해 Backpropagation algorithm을 사용하였으며, 다중회귀모델은 M5 method로 구축하였고, SVM 모델을 epsilon-SVM으로 구축하였다. 각 모델의 비교분석 결과 각각 0.9256, 1.8503과 7.5521로 나타났다. 또한 예측모델을 온실 난방부하 계산에 적용함으로써 온실에 사용되는 에너지 비용 절감을 통한 수입증대에 기여할 수 있다. 실험한 온실의 난방부하는 3326.4kcal/h이며, 총 난방시간이 $10000^{\circ}C/h$일 때 연료소비량은 453.8L로 예측된다. 아울러 데이터 마이닝 기술 중 하나인 인공신경망을 정밀온실제어, 재배기법, 수확예측 등 다양한 농업 분야에 적용함으로써 스마트 농업으로의 발전에 기여할 수 있다.

큰 지름비를 가지는 동축제트 확산화염 연소기내의 등온 및 연소 유동장의 예측 (Prediction of Isothermal and Reacting Flows in Widely-Spaced Coaxial Jet, Diffusion-Flame Combustor)

  • 오군섭;안국영;김용모;이창식
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권7호
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    • pp.2386-2396
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    • 1996
  • 본 연구에서 수행한 큰 지름비를 가지는 동축제트 확산화염 연소기내의 등온 및 연소 유동장에 대한 수치해석 결고를 요약하면 다음과 같다. 1) 큰 지름비를 가지는 동축제트 확산화염 연소기내의 등온 유동을 수치해석한 경우 k-.epsilon. 난유모델은 큰지름비를 갖는 기하학적 특성 때문에 C $O_{2}$와 공기의 유량비에 따라 나타나는 세가지 유동구조를 정성적으로 잘 예측하였다. 2) 공기의 유량이 고정되고 C $O_{2}$의 유량이 증가하는 등은 유동의 경우, 후방정체점은 실험치보다 훨씬 과도하게 예측되고 있으나, C $O_{2}$의 유량증가와는 거의 무관하게 나타나는 실험결과를 그대로 반영하였다. 그리고 C $O_{2}$으 유량증가에 거의 선형적으로 비례하는 전방정체점의 위치와 급격히 감소하는 재순환유동영역으로 갈수록 정량적인 불일치가 커지게 됨을 볼 수 있으며 이는 연료제트의 속도척도가 상대적으로 커지면서 연료제트가 공기의 재순환유동을 간헐적으로 뚫고 나가며 나타나는 용접유동구조에 의한 비정상성 때문으로 사료된다. 3) C $O_{2}$의 유량이 고정되고 공기의 유량이 증가하는 등온유동의 경우, 전방정체점의 변화에 대한 실험과 수치해석 결과와 정량적인 일치를 보이고 있으나 후방정체점은 실험치에 비해 과대예측되었다. 공기의 평균유입속도가 증가함에 따라 전방정체점의 위치가 입구쪽으로 옮겨가는 경향을 나타내고 있으며 공기의 유량이 증가함에 따라 공기에 이한 재순환영역의 강도와 공기의 최대역류속도가 커지므로 상대적으로 C $O_{2}$ 제트가 재순환 유동장을 관통할 수 있는 거리가 즐어드는 현상을 잘 예측하였다. 4) k-.epsilon. 난류모델과 수정된 eddy-breakup 연소모델을 사용하여 bulff-body 연소기내의 연소유동을 수소에 의한 열팽창효과를 포함시킨 경우 유동장과 온도장이 약간 더 하류족으로 팽창되는 영향이 나타났으며 본 연구의 수치결과만을 놓고 볼 때 열팽창효과와 Arrhenius 화학반응률을 고려한 경우가 실험치에 다소 근접한 결과를 나타내었다. 5) 수치결과와 실험의 불일치는 등방성 가정에 근거를 두는 k-.epsilon.난류모델이 갖는 한계, 중간생성물을 무시한 일단계 비가역반응모델을 사용한 난류 연소모델의 한계, 밀도변화를 가지는 유동장에서 일정한 Schmisr 수 가정의 적용한계, 그리고 불확실한 입구경계조건에 기인한다. bluff-body 연소기내의 난류연소유동장에 대한 예측능력을 향상시키기 위해서 추후 연구에서는 더욱 발전된 물리모델인 ASM 난류모델과 RSM 난류모델 그리고 joint PDF 연소모델과 coherent flamelet 모델등을 이용한 수치모델의 개발을 체계적으로 수행할 예정이다.

수치해석적 기법을 이용한 횡류홴 성능 평가 (Performance Estimation of Cross-Flow Fan by Numerical Method)

  • 김동원;이준화;박성관;김윤제
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.152-157
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    • 2002
  • A cross-flow fan is widely used on many industrial fields: a blower for the general industry, mining industry, automobile and home appliances. The design point of the cross-flow fan is generally chosen by based on the region within low static pressure and high flow rate. It relatively makes high dynamic pressure at low speed because a working fluid passes through an impeller blade twice. However, it has low static pressure efficiency between $30\%$ and $40\%$ because of relative high impact loss. Recently, in the air-conditioning systems, the operating behaviors at the off-design points are highly regarded to broaden the application area for various air-cooling loads. Especially, at the low flow rate, there exists a rapid pressure head reduction, a noise increase and an irregular flow against a rearguider as a scroll of centrifugal fan. Numerical analyses are carried out for cross-flow fan including the impeller, the rearguider and the stabilizer. Numerical domains are discretized by hexahedral cells. Three-dimensional, unsteady governing equations are solved using FVM, SIMPLE algorithm, sliding grid system and standard k-$\epsilon$ turbulence model.

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원심다익송풍기 유동의 삼차원 Navier-Stakes 해석 (Three-Dimensional Navier-Stokes Analysis of the Flow through A Multiblade Centrifugal Fan)

  • 서성진;첸시;김광용;강신형
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 1998년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.42-48
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    • 1998
  • Numerical study is presented for the analysis of three-dimensional incompressible turbulent flows in multiblade centrifugal fan. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with standard k - $\epsilon$ turbulence model are transformed to non-orthogonal curvilinear coordinates, and are discretized with finite volume approximations. Linear Upwind Differencing Scheme(LUDS) is used to approximate the convection terms in the governing equations. SIMPLEC algorithm is used as a velocity-pressure correction procedure. The computational area is divided into three blocks; core, impeller and scroll, which are linked by multi-block method. The flow inside of the fan is regarded as steady flow, and mathematical formula established from the cascade theory and empirical coefficient are employed to simulate tile flow through the impeller. From comparisons between the computational results and the experimental data, the validity of the mathematical formula for the blade forces was examined and good results were obtained qualitatively. Hence, we can get the flow characteristics of multi-blade centrifugal fan and it will be a corner stone of the development of the multiblade centrifugal fan.

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