• 제목/요약/키워드: k-$\varepsilon$모델

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$k-\varepsilon$ 난류모델에 의한 L-형 리브렛 주위 난류유동 예측 (Prediction of Turbulent Flow Over L-Shaped Riblet Surfaces with $k-\varepsilon$ Turbulence Models)

  • 명현국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권1호
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    • pp.93-103
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    • 1998
  • The paper reports the outcome of a numerical study of flow over idealized L-shaped ribleted surfaces with two-equation turbulence models. In the present study, the Launder and Sharma's k-.epsilon. turbulence model (LS model) is basically N employed, but with a little modification of the additional .epsilon.-source term without affecting its level under 2-dimensional straining in which the term has been calibrated. Compared to the original LS model, the present model has predicted greatly improved drag reduction behavior for this geometry. As a drag reduction mechanism, it is found that the skin-friction in the riblet valleys might be sufficient to overcome the skin-friction increase near the riblet tip. The present predicted results are in good agreement with the recent DN S ones by Choi et al. (1993): differences in the mean velocity prof ile and turbulence quantities are found to be limited to the riblet cavity region. It is also found that turbulent kinetic energy and Reynolds shear stress above the riblets are also reduced in drag-reducing configurations.

아트리움 공간에서 화재발생시 복사열전달의 영향 분석 (Effects of Radiation Heat Transfer on the Fire in an Atrium)

  • 윤경범;장희철;김태국
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.18-24
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    • 2007
  • 본 연구는 아트리움 방호공간에서 화재발생시 복사열전달의 유무에 따른 유동장 및 온도분포의 예측을 목적으로 수치해석을 수행하였다. 화재모델로 Field 모델을 사용하였으며 난류 모델로 SIMPLE 알고리즘이 적용된 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용하였다. 복사열전달 해석에 필요한 복사물성치의 계산은 속도를 단축하며 정확성을 유지하는 WSGGM-RG를 사용하였다. 난류유동장과 복사열전달의 계산은 자체 개발된 CCRHT-3D 프로그램을 사용하였다. 해석결과에 의하면 화재지점을 제외하고 아트리움의 천장부가 높은 온도분포로 나타났다. 유동과 온도의 분포가 출입문 방향으로 편향되고 화재의 위치에서 아트리움의 천장과 벽에 가까워질수록 온도가 낮아지는 경향을 보였다. 이러한 결과는 천장 스프링클러헤드의 작동 시점을 예측하는데 복사열의 영향이 크다는 것을 의미하게 된다.

MIRA Vehicle Model 주위의 3차원 난류유동 예측 (Prediction of Three Dimensional Turbulent flows around a MIRA Vehicle Model)

  • 명현국;진은주
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권5호
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    • pp.86-96
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    • 1998
  • A numerical study has been carried out of three-dimensional turbulent flows around a MIRA reference vehicle model both with and without wheels in computation. Two convective difference schemes with two k-$\varepsilon$ turbulence models are evaluated for the performance such as drag coefficient, velocity and pressure fields. Pressure coefficients along the surfaces of the model are compared with experimental data. The drag coefficient, the velocity and pressure fields are found to change considerably with the adopted finite difference schemes. Drag forces computed in the various regions of the model indicate that design change decisions should not rely just on the total drag and that local flow structures are important. The results also indicate that the RNG model with the QUICK scheme predicts fairly well the tendency of velocity and pressure fields and gives more reliable drag coefficient rather than the other cases.

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수정 난류모델에 의한 후향계단 유동예측 (Prediction of a Backward-Facing Step Flow with Modified Turbulence Models)

  • 명현국;백인철;한화택
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권11호
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    • pp.3039-3045
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    • 1994
  • The k-$\varepsilon$ turbulence models by Launder et al.(1977, LPS) and Leschziner and Rodi(1981, LR) are modified to account for the secondary straining effect with having a generality in the present paper. The modified models are obtained by replacing the gradient Richardson number used to account for the secondary straining effect in the original models by a new parameter with a tensor-invariant correction form. These two modified models are used to predict the turbulent flow over a backward-facing step. In contrast to both standard and modified LR models, the modified LPS model is found to predict the reattachment point fairy well, as well as mean velocity, wall static pressure, turbulent kinetic energy and Reynolds shear stress in the recirculating region.

표면 거칠기 효과를 고려한 2-방정식 난류 모델의 성능평가 (Evaluation of Two-Equation Turbulence Models with Surface Roughness Effect)

  • 윤준용;천정민;강승규;변성준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권12호
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    • pp.1681-1690
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    • 2003
  • The effect of roughness is a change in the velocity and turbulence distributions near the surface. Turbulence models with surface roughness effect are applied to the fully developed flow in a two-dimensional, rough wall channel. Modified wall function model, low-Reynolds number k-$\varepsilon$ model, and k-$\omega$ model are selected for comparison. In order to make a fair comparison, the calculation results are compared with the experimental data. The modified wall function model and the low-Reynolds number k-$\varepsilon$ model require further refinement, while the k-$\omega$ model of Wilcox performs remarkably well over a wide range of roughness values.

3차원 튜브 뱅크 주위의 난류 유동장 및 열전달에 대한 수치 해석적 연구 (The Numerical Simulation of Flow Field and Heat Transfer around 3-D Tube Banks)

  • 박상길;김경원;유홍선;최영기
    • 설비공학논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.375-385
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    • 1996
  • Turbulent flow and heat transfer characteristics around staggered tube banks were studied using the 3-D Navier-Stokes equations and energy equation governing a steady incompressible flow, which were reformulated in a non-orthogonal coordinate system with cartesian velocity components and discretized by the finite volume method with a non-staggered variable arrangement. The predicted turbulent kinetic energy using RNG $k-{\varepsilon}$ model was lower than that of standard $k-{\varepsilon}$ model but showed same result for mean flow field quantities. The prediction of the skin friction coefficient using RNG $k-{\varepsilon}$ model showed better trend with experimental data than standard $k-{\varepsilon}$ model result. The inclined flow showed higher velocity and skin friction coefficient than transverse flow because of extra strain rate ($\frac{{\partial}w}{{\partial}y}$). Also, this was why the inclined flow showed higher local heat transfer coefficient than the transverse flow.

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가로흐름 수역으로 방출되는 3차원 온배수 난류모형 (A Three-Dimensional Turbulence Model far the Thermal Discharge into Cross-Flow Field)

  • 이남주;최흥식;허재영
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.148-155
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    • 1995
  • 가로흐름이 존재하는 무한수역으로 방출되는 표면 온배수에 의한 온도장 예측을 위하여 k-$\varepsilon$ 난류모델을 이용한 근해역 3차원 온배수 수치모델을 개발하였다. 개발된 모델에 의한 수치실험 결과는 다소 제한적이긴 하나, 실험결과 자료와 비교적 잘 일치하였다. 3차원 온배수 난류모델의 적용을 통해 가로흐름과 상호작용은 물론 수심적분 2차원 수치모델에서 해석이 곤란한 온배수 확장에 따른 성층화 현상, 부력에 기인된 횡방향의 중력확장 및 제트 저면에서의 포획연행 현상을 잘 나타내었다.

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난류 부분예혼합 제트화염에 대한 난류 및 연소모델의 예측성능 검토 (Investigation of the Prediction Performance of Turbulence and Combustion Models for the Turbulent Partially-premixed Jet Flame)

  • 김유정;오창보
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제28권4호
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    • pp.35-43
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    • 2014
  • 3개의 난류모델과 3개의 연소모델로 구성된 9개의 모델조합을 이용하여 난류 부분예혼합 제트화염 구조에 대한 수치적 예측성능을 검토하였다. 이용된 난류모델은 표준 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델(SKE), Realizable ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델(RKE) 및 Reynolds 응력모델(RSM)이며 연소모델들은 Eddy Dissipation Concept 모델(EDC), Steady Laminar Flamelet 모델(SLF)와 Unsteady Laminar Flamelet 모델(ULF)이다. 9개 모델조합의 예측성능을 평가하기 위하여 실험결과가 알려진 Sandia D 화염인 난류 부분예혼합 제트화염을 대상으로 수치계산을 수행하였다. 얻어진 결과로서, 화염길이의 예측은 RSM > SKE > RKE순으로 길게 예측하였으며, RKE 난류모델은 화염길이를 너무 과소 예측하는 것을 확인하였다. RSM + SLF과 RSM + ULF의 조합은 화염길이는 비교적 잘 예측하였지만 하류에서의 화염온도를 과대 예측하였다. 반면에 SKE와 연소모델의 조합에서 SLF 또는 ULF 조합은 화염길이 뿐만 아니라 하류에서의 화염온도도 비교적 잘 예측하였는 것을 확인하였다. 반경방향 화염온도 및 화학종 농도분포를 비교해 본 결과 SKE와 연소모델의 조합이 가장 예측성능이 뛰어났으며 SKE + ULF의 조합이 가장 우수한 예측성능을 갖는 것을 확인하였다.

Wedge형 보염기를 장착한 동축형 연소기의 반응 유동장 수치해석 (Numerical Analysis on the Reacting Flow-Field of Coaxial Combustor with a Wedge-Shaped Flame Holder)

  • 고현;성홍계
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.450-454
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    • 2005
  • 축대칭 동축형 램제트 연소기에 대한 반응 유동장 해석을 수행하였다. 2차원 축대칭 Wavier-Stokes 방정식과 낮은 레이놀즈 수 $k-\varepsilon$ 난류 모델을 이용하였고, 유한반응률 화학반응 모델을 적용하였다. 난류 연소 모델인 EDM (Eddy-Dissipation Model)과 층류 반응 모델을 적용한 경우를 서로 비교하였다. 급확대 연소기와 wedge형 보염기를 장착한 동축형 램제트 연소기에 대한 반응 유동장 수치해석을 통해 두 가지 결과를 화염안정 측면에서 서로 비교하였다.

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재순환유동 예측을 위한 κ-ε 난류모델 개선에 대한 연구 (A STUDY ON THE IMPROVEMENT OF κ-εTURBULENCE MODEL FOR PREDICTION OF THE RECIRCULATION FLOW)

  • 이영모;김철완
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.12-24
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    • 2016
  • The standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ and realizable ${\kappa}-{\varepsilon}$ models are adopted to improve the prediction performance on the recirculating flow. In this paper, the backward facing step flows are used to assess the prediction performance of the recirculation zone. The model constants of turbulence model are obtained by the experimental results and they have a different value according to the flow. In the case of an isotropic flow situation, decaying of turbulent kinetic energy should follow a power law behavior. In accordance with the power law, the coefficients for the dissipation rate of turbulent kinetic energy are not universal. Also, the other coefficients as well as the dissipation coefficient are not constant. As a result, a suitable coefficients can be varied according to each of the flow. The changes of flow over the backward facing step in accordance with model constants of the ${\kappa}-{\varepsilon}$ models show that the reattachment length is dependent on the growth rate(${\lambda}$) and the ${\kappa}-{\varepsilon}$ models can be improved the prediction performance by changing the model constants about the recirculating flow. In addition, it was investigated for the curvature correction effect of the ${\kappa}-{\varepsilon}$ models in the recirculating flow. Overall, the curvature corrected ${\kappa}-{\varepsilon}$ models showed an excellent prediction performance.