• Wind and Structures
• /
• 제23권6호
• /
• pp.523-542
• /
• 2016

Snowdrift formation on roofs should be considered in snowy and windy areas to ensure the safety of buildings. Presently, the prediction of snowdrifts on roofs relies heavily on field measurements, wind tunnel tests and numerical simulations. In this paper, a new snowdrift modeling method by using CFD (Computational Fluid Dynamics) coupled with DEM (Discrete Element Method) is presented, including material parameters and particle size, collision parameters, particle numbers and input modes, boundary conditions of CFD, simulation time and inlet velocity, and coupling calculation process. Not only is the two-way coupling between wind and snow particles which includes the transient changes in snow surface topography, but also the cohesion and collision between snow particles are taken into account. The numerical method is applied to simulate the snowdrift on a typical stepped flat roof. The feasibility of using coupled CFD with DEM to study snowdrift is verified by comparing the simulation results with field measurement results on the snow depth distribution of the lower roof.

• 환경영향평가
• /
• 제21권3호
• /
• pp.417-429
• /
• 2012

In this study, a diagnostic wind model, CALMET and a micrometeorological numerical model, ENVI-MET were used to analyze the wind field in and out of the site designated for the industrial complex around Buron-myeon, Wonju, Gangwon-do. The results of modeling with CALMET showed that the air flow in industrial complex was little affected by the surrounding terrain. And the result of wind field analysis with ENVI-MET showed there are turbulent air flows such as cavity and wake around structures in the industrial complex, which can cause high-air pollution. Therefore, it is necessary to design the industrial complex considering the wind path according to wind directions.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제37권6호
• /
• pp.525-536
• /
• 2005

The interfacial area transport equation dynamically models the changes in interfacial structures along the flow field by mechanistically modeling the creation and destruction of dispersed phase. Hence, when employed in the numerical thermal-hydraulic system analysis codes, it eliminates artificial bifurcations stemming from the use of the static flow regime transition criteria. Accounting for the substantial differences in the transport mechanism for various sizes of bubbles, the transport equation is formulated for two characteristic groups of bubbles. The group 1 equation describes the transport of small-dispersed bubbles, whereas the group 2 equation describes the transport of large cap, slug or chum-turbulent bubbles. To evaluate the feasibility and reliability of interfacial area transport equation available at present, it is benchmarked by an extensive database established in various two-phase flow configurations spanning from bubbly to chum-turbulent flow regimes. The geometrical effect in interfacial area transport is examined by the data acquired in vertical fir-water two-phase flow through round pipes of various sizes and a confined flow duct, and by those acquired In vertical co-current downward air-water two-phase flow through round pipes of two different sizes.

• 신재생에너지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.6-13
• /
• 2012

This paper describes unsteady internal flow characteristics of a cathode air blower, used for the 1 kW fuel cell system. The cathode air blower considered in the present study is a diaphragm type blower. To analyze the flow field inside the diaphragm cavity, compressible unsteady numerical simulation is performed. Moving mesh system is applied to the numerical analysis for describing the volume change of the diaphragm cavity in time. Throughout a numerical simulation by modeling the inlet and outlet valves in a diaphragm cavity, unsteady nature of an internal flow is successfully analyzed. Variations of mass flow rate, force and pressure on the lower moving plate of a diaphragm cavity are evaluated in time. The computed mass flow rate at the same pressure and rotating frequency of a motor has a maximum of 5 percent error with the experimental data. It is found that flow pattern at the suction process is more complex compared to that at the discharge process. Unsteady nature of internal flow in the cathode air blower is analyzed in detail.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.181-183
• /
• 2002

The accurate permeability for preform is critical to model and design the impregnation of fluid resin in the composite manufacturing process. In this study, the in-plane and transverse permeability for a woven fabric are predicted numerically through the coupled flow model which combines microscopic with macroscopic flow. The microscopic and macroscopic flow which are flows within the micro-unit and macro-unit cell, respectively, are calculated by using 3-D CVFEM(control volume finite element method). To avoid checker-board pressure field and improve the efficiency on numerical computation, A new interpolation function for velocity is proposed on the basis of analytic solutions. The permeability of plain woven fabric is measured through unidirectional flow experiment and compared with the permeability calculated numerically. Based on the good agreement of the results, the relationships between the permeability and the structures of preform such as the fiber volume fraction and stacking effect can be understood. The reverse and the simple stacking are taken in account. Unlike past literatures, this study is based on more realistic unit cell and the improved prediction of permeability can be achieved. It is observed that in-plane flow is more dominant than transverse flow in the real flow through preform and the stacking effect of multi-layered preform is negligible. Consequently, the proposed coupled flow model can be applied to modeling of real composite materials processing.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권9호
• /
• pp.907-915
• /
• 2008

하이드라진(N2H4) 아크젯 추력기의 열화학 유동장 해석을 위한 전산유체해석을 수행하였다. 열복사와 전기장이 고려된 압축성 유동해석을 위해서 RANS 방정식을 수정하여 사용하였다. 로렌츠 힘과 Ohm 가열효과를 고려한 Maxwell 방정식이 유동방정식과 결합되어 전기 방전으로 인한 전기장해석을 위해 이용되었다. 아크젯 추력기 내부에서 유동장은 충분히 고온상태이기에 화학평형 해석이 이용되었으며, 광학 두께를 이용한 열복사 모델이 유동방정식에 적용되었다. 계산 결과들은 아크젯 추력기유동이 동결유동에 비해 추력은 180%증가되며, 비추력은 200%가까이 상승됨을 보여준다. 또한 유동장 해석 결과들은 아크젯 추력기 내부의 열적 물리적 특성에 대한 이해를 돕는다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.7-18
• /
• 2021

반능동형 MR댐퍼 착륙장치는 MR유체가 환형 유로를 지날 때 유체감쇠력 및 자장 제어 감쇠력을 발생시키는 댐퍼이다. 환형 유로를 지나는 MR 유체의 경우 필연적으로 불완전 발달 유동이 발생하게 되어, 이는 유체 감쇠력을 포함하는 댐퍼 내력 계산에 오차를 발생시키는 원인이 된다. 이로 인해 댐퍼 구조적 파라미터 설계 및 제어 이득 선정이 부정확해지며, 착륙장치의 동특성 및 충격흡수성능 저하를 초래하게 된다. 본 논문에서는 MR댐퍼 환형 유로의 입구영역에서 발생하는 추가적인 감쇠력을 고려한 MR댐퍼 착륙장치의 수학적 모델을 유도하였다. 본 논문에서 유도한 수학적 모델링을 MR댐퍼 착륙장치의 설계 및 최적화 과정에 적용한다면 좀 더 정확한 내력 예측으로 우수한 성능의 MR댐퍼 착륙장치를 설계할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제14권2호
• /
• pp.223-233
• /
• 2004

도로 및 철도 신설에 따른 터널 굴착으로 지하수가 유출될 경우 지하수 자원 고갈, 농업용수 및 생활용수 부족 및 지표수 유량의 변화 등이 예상된다. 이러한 터널 굴착에 따른 지하수계의 변화를 예측하기 위해 3차원 유한차분 모형인 MODFLOW가 가장 널리 이용되고 있는 추세이다. 지하수 유동 모델링 실무에서 개념모델의 설정은 가장 중요한 요소 중 하나이다. 개념모델을 너무 단순화하였을 경우 모델링 결과로부터 필요한 정보를 얻어낼 수 없는 상황이 발생할 수 있고, 혹은 너무 복잡하게 개념모델을 설정하였을 경우 필요한 현장 자료가 부족할 수 있으며, 수집이 되었더라도 모델을 구동하는데 과다하게 많은 시간과 자원이 소요될 수 있다. 본 연구에서는 터널 굴착에 관한 지하수 모델링을 수행할 경우 개념 모델 설정에 따른 모델링 결과를 비교하여 현실에 보다 적합하고 효율적인 개념모델 구성에 대해 고찰하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제43권2호
• /
• pp.177-185
• /
• 2006

Cavitation is the dominant noise source of the marine vehicle. Of the various types of cavitation , tip vortex cavitation is the first appearance type of marine propeller cavitation and it generates high frequency noise. In this study, tip vortex cavitation behavior and noise are numerically investigated. A numerical scheme using Eulerian flow field computation and Lagrangian particle trace approach is applied to simulate the tip vortex cavitation on the hydrofoil. Vortex flow field is simulated by combined Moore and Saffman's vortex core radius equation and Sculley vortex model. Tip vortex cavitation behavior is analyzed by coupled Rayleigh-Plesset equation and trajectory equation. The cavitation nuclei are distributed and released in the vortex flow result. Vortex cavitation trajectories and radius variations are computed according to nuclei initial size. Noise is analyzed using time dependent cavitation bubble position and radius data. This study may lay the foundation for future work on vortex cavitation study and it will provide a basis for proper underwater propeller noise control strategies.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제45권3호
• /
• pp.331-347
• /
• 2012

남강댐 하류는 부산 경남의 수자원 장기 계획에 중요한 지역이므로 지속가능한 지표수 관리 및 오염원 제어를 위해 흐름 및 수질 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수질모형인 RAM4와 3차원 수질모형인 WASP을 각각 수리모형인 RAM2 및 EFDC모형과 연계하여 2 3차원 준연계 모형을 이용한 남강댐 하류에서의 수리 및 수질을 해석하였다. 2차원 흐름해석 모형인 RAM2 적용 결과 만곡부 5개 횡단 측선에서의 유속의 증감경향이 ADCP 실측값과 잘 일치하였으며, 3차원 모형인 EFDC와 유속 분포 및 보 월류 유속이 유사하였다. 또한 정상상태 도달 후의 RAM2-RAM4 연계모의에 의한 BOD 농도와 EFDC-WASP 연계모의에 의한 BOD 농도장이 모의영역 전반에 걸쳐 유사하게 나타났다. 남강댐 하류부의 경우 수리 및 수질이 남강댐 방류량에 크게 좌우되며 남강댐의 수량은 하류부의 수질 및 연안 어업환경에 큰 영향을 미치므로 향후 이에 대한 정량적 분석 시 계산의 효율성 및 모형의 적용성 측면에서 2차원 준연계 모형을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.