Although a rubber isolation cushion can reduce the dynamic response of a structure itself, it has little influence on the height of a sloshing wave and even may induce magnification action. Vertical baffles are set into a base-isolated Concrete Rectangular Liquid Storage Structure (CRLSS), and baffles are opened as holes to increase the energy dissipation of the damping. Problems of liquid nonlinear motion caused by baffles are described using the Navier-Stokes equation, and the space model of CRLSS is established considering the Fluid-Solid Interaction (FSI) based on the Finite Element Method (FEM). The dynamic response of an isolated CRLSS with various baffles under an earthquake is analyzed, and the results are compared. The results show that when the baffle number is certain, the greater the number of holes in baffles, the worse the damping effects; when a single baffle with holes is set in juxtaposition and double baffles with holes are formed, although some of the dynamic response will slightly increase, the wallboard strain and the height of the sloshing wave evidently decrease. A configuration with fewer holes in the baffles and a greater number of baffles is more helpful to prevent the occurrence of two failure modes: wallboard leakage and excessive sloshing height.
본 연구에서는 한국형 인공심장의 혈액주머니 내 혈액 유동에 대한 수치적 해석 결과를 제시하였다. 혈액 유동은 2차원 비정상 유동으로 가정하였으며. 이를 해석하기 위하여 유한요소 기반의 상용코드인 ADINA를 사용하였다. 액츄에이터와 혈액주머니사이의 강체-고체 접촉, 그리고 혈액주머니와 혈류 사이의 고체-유체 상호작용을 모두 계산에서 반영하였다. 본 연구에서는 혈액주머니의 형상설계 과정에서 제시되었던 3가지 모델에 대해서 계산을 수행하고 이들의 혈류역학적인 적합성을 분석하였다. 계산결과에 의하면 혈액주머니의 수축 시는 출구로의 강한 흐름과 입구 부분에서의 정체영역이 관찰되었다. 이완 시에는 외부로부터 입구로 강한 혈류가 유입되고 있으며, 닫힌 출구에서 부근에서는 재순환 영역이 발생한다. 수축 시 전단응력은 출구 모서리 부근에서 극한값들을 가지게 되며, 이완 시에는 주로 입구 모서리와 액츄에이터 접촉면에서 최소, 최고치를 보여주고 있다.
유체-고체 상호작용(FSI)은 산업전반에서 꼭 필요한 분야이면서도 쉽게 접근하기가 어려운 전산역학 분야의 난제 중 하나이다. 유체-고체 상호작용의 전산해석에서 유체와 고체 사이의 불일치 격자망을 어떻게 처리하는가는 매우 어렵고 민감한 부분이 된다. 운동학적 연속성과 계면을 따른 응력의 평형을 추적하기 위해 유체와 고체의 계면에서는 각각의 영역에서 해석된 물리량들을 다른 영역으로 정확히 전달해야 하는데 대부분의 유체-고체 상호작용의 문제들은 불일치 격자를 가지고 있기 때문에 불일치 격자망을 효과적으로 처리하는 수단이 필요하다. 그래서 넓은 분야에 걸쳐 적용 가능한 유체 고체 상호작용 문제에 대한 효과적인 해석방법의 제안이 큰 의미를 갖는다고 생각한다. 따라서 본 연구에서는 유체-고체 계면의 운동을 이동최소제곱 기반의 변절점 요소를 사용하여 모사함으로써 2차원 유체-고체의 상호작용(FSI)을 위한 새로운 접근방법을 제시하였다.
This paper presents the methodology for thermal hydraulic analysis of Pressurized Water Reactor (PWR) steam generators. Topics include porous media approach, governing equations, physical models and correlations for solid-to-fluid interaction and heat transfer and numerical solution scheme. Some details about the ATHOS3 code currently used widely for thermal hydraulic analysis of PWR steam generators in the industry are presented. The ATHOS3 code is applied to the thermal hydraulic analysis of steam generator in the Korea YGN 3&4 nuclear power plant and the computed results are presented.
This paper presents the numerical methodology of ATHOS3 code for thermal hydraulic analysis of Pressurized Water Reactor (PWR) steam generators. Topics include porous media approach, governing equations, physical models and correlations for solid-to-fluid interaction and heat transfer, and numerical solution scheme. The ATHOS3 code is applied to the thermal hydraulic analysis of steam generator in the Korea Kori Unit-1 nuclear power plant and the computed results are presented.
Computational fluid dynamics(CFD) analysis of the thermal flow in a municipal solid waste(MSW) incinerator combustion chamber provides crucial insight on the incinerator performance. However, the combustion of the waste bed is typically treated as an arbitrarily selected profile of combustion gas. A strategy for simultaneous simulation of the waste bed combustion and the thermal flow fields in the furnace chamber was introduced to substitute the simple inlet condition. A waste bed combustion model was constructed to predict the progress of combustion in the bed and corresponding generation of the gas phase species, which assumes the moving bed as a packed bed of homogeneous fuel particles. When coupled with CFD, it provides boundary conditions such as gas temperature and species distribution over the grate, and receives radiative heat flux from CFD. The combined simulation successfully predicted the physical processes of the waste bed combustion and its interaction with the flow fields for various design and operating parameters, which was limited in the previous CFD simulations.
In the development of new automobiles, the efforts to reduce environmental problems like air pollution have been risen. Blowby gas consists of about $20{\sim}35%$ of total amount of Hydrocarbon (HC), one of dangerous pollutants issuing from automobiles. A PCV valve is a very small component in an automotive engine but it is a very important part. Because that a PCV valve is used to control blowby gas and to recirculate it into a manifold automatically. Although it has very simple operating principle, designing a PCV valve is so difficult due to interaction between fluid and solid. In this study, our purpose is to develop a design program for a PCV valve and to verify its efficiency. Both Bernoulli equation and 4th order Runge-Kutta method were adopted to predict spool displacements and flow patterns. Comparing with experiments, it was found that both spool diameters and displacements were predicted well, however, flow rates showed a little differences because of the assumption of non viscous flow.
Hydroelastic effects on sloshing phenomena in a rectangular tank are numerically investigated. The dimension of the tank is $1000mm{\times}600mm$, and the filling ratio of water is 20% of tank height. One of the side walls of tank is assumed to be flexible. The tank is excited into sway motion with amplitude of 100mm and frequency of 0.53Hz that is first natural frequency of water inside the tank. Prediction results for time histories of pressure and displacement of flexible and rigid walls are compared to quantitatively assess hydroelastic effects on sloshing phenomena.
The fundamental mechanism of a dispersed two-phase flow was investigated. Experiments were carried out to understand how the particles behaves under the influence of the particle size, shape, metamorphoses (bubble) and buoyancy of a single particle which is ascending from the standstill water. Two CCD cameras were employed for image processing of the behavior of the particles and the surrounding flow, which was interpreted with the technique of correlation PIV (Particle Image Velocimetry) and PTV (Particle Tracking Veloci- metry), respectively The experimental results showed that the large density difference bet- ween a particle and water caused high relative velocity and induced zigzag motion of the particle. Furthermore, the turbulence intensity of a bubble was about twice the case of the spherical solid particle of similar diameter.
The disjoining pressure is an important physical property in modeling the small-scale transport phenomena on thin film. It is a very useful definition in characterizing the non-continuum effects that are not negligible in heat and mass transport of the film thinner than submicro-scales. We present the calculated values of disjoining pressure of He, Kr and Xe thin films absorbed on graphite substrate using Molecular Dynamics Simulation (MD). The disjoining pressure is accurately calculated in the resolution of a molecular scale of the film thickness. The characteristics of the pressure are discussed regarding the molecular nature of the fluid system such as molecular diameter and intermolecular interaction parameters. The MD results are also compared with those based on the continuum approximation of the slab-like density profile and the results on other novel gases in the previous study. The discrepancies of the continuum model with MD results are shown in all three configurations and discussed in the view point of molecular features.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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