• 제목/요약/키워드: standing wave

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경계요소법(境界要素法)을 이용한 중복파(重複波)의 재현(再現) (Simulation of Standing Wave using Boundary Element Method)

  • 오영민;이길성;전인식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1445-1451
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    • 1994
  • 해안구조물에 작용하는 설계파압(設計波壓)을 수치적으로 계산하기 위해서는 먼저 쇄파한계(碎波限界)에 가까운 큰 중복파랑을 수치적으로 재현할 필요가 있다. 이를 위해서는 지배방정식(支配方程式)과 비선형항(非線形項)을 포함하는 경계조건을 효과적으로 반영해야 하며 특히, 자유표면(自由表面) 경계조건(境界條件)에서의 속도의 제곱항의 처리가 중요하다. 본 연구에서는 Newton 방법을 이용하여 제곱항을 충실히 반영하므로써 일반적인 셜계파 성향에 거의 상응하는 중복파랑을 재현하였으며 기존의 섭동법(攝動法) 또는 Fourier 전개 기법 및 수리실험 결과와 비교하여 그 정확도를 검토하였다.

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실험실 규모의 음향정재파를 이용한 수중의 입자분리 특성 (Characteristics of Particle Separation in Water Using Lab-Scale Acoustic Standing Wave)

  • 안재환;강성원;안광호;김이태;김석구;안호상;이영섭
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권12호
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    • pp.787-791
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    • 2012
  • 실험실 규모의 음향정재파 장치를 이용하여 수체에 포함된 입자의 분리특성을 알아보았다. 음향정재파는 음파 또는 초음파와 유사한 파장으로 반사벽에 의해 발생된 파가 돌아오면서 일정한 파장을 형성한다. 이때 수중에 분산되어 있던 미세한 입자들은 음압이 0인 파장의 절점(node) 부분에 모이게 된다. 주파수 28.0 kHz와 1.0 MHz의 음향정재파 트랜스듀서를 이용하였고, 수체에 포함된 입자는 평균 입경 $6.8{\mu}m$의 카올린과 $100.5{\mu}m$의 레드머드를 사용하였다. 수체 내에 음향정재파가 형성되면 발생된 파장에 의한 음압으로 수온이 $0.15{\sim}0.20^{\circ}C/min $ 정도 상승된다. 카올린과 레드머드의 초기 농도는 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 g/L로 동일하게 제조하였다. 1.0 MHz의 주파수에서 5분경과 후 음향정재파가 가장 뚜렷하게 형성되었을 때의 반응조내의 탁도 제거율은 카올린은 18.2%~56.2%로, 입경이 큰 레드머드는 23.0%~53.6%의 분리효율을 나타내었다. 28.0 kHz 주파수에서는 입자분리가 이루어지지 않았다.

Stability Evaluation of One-Dimensional Flow in Solid Rocket Motors Based on Computational Fluid Dynamics

  • Kato, Takashi;Hanzawa, Masahisa;Morita, Takakazu;Shimada, Tbru
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.565-572
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    • 2004
  • Numerical stability analysis of one-dimensional axial flow in solid rocket motors is performed based on the Euler equation coupled with an unsteady combustion equation of solid propellant. In order to check the numerical scheme, behavior of a standing wave in a closed tube is examined. A standing wave in solid rocket motor decays or grows depending on the total effect of propellant combustion, nozzle flow, and so on. The stability boundary of the fundamental mode standing wave is determined by changing one of the combustion parameters. In addition growth rates of the wave are calculated numerically in relatively low Mach number flow region for the motors with different port and nozzle throat diameters. The results obtained here agree well with the approximate solution. The same scheme is applied to a motor with shorter length and L*-instability is observed.

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임의반사율의 부분중복파동장에서 유한두께를 갖는 해저지반 내 지반응답의 해석법 (Analytical Method of Partial Standing Wave-Induced Seabed Response in Finite Soil Thickness under Arbitrary Reflection)

  • 이광호;김도삼;김규한;김동욱;신범식
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.300-313
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    • 2014
  • 파-지반의 상호작용 해석에 지금까지는 대부분 무한두께를 갖는 해저지반 상의 진행파와 무한두께 혹은 유한두께의 해저지반 상에서 완전중복파에 대해서만 해석해가 제안되어 있다. 본 연구에서는 임의반사율의 부분중복파동장에 선형파 이론과 유한두께를 갖는 해저지반에 Biot(1941) 3차원 압밀이론 및 지반탄성론에 기초한 유효응력 개념을 각각 적용하여 지반 내 동적응답에 관한 해석해를 새롭게 유도하며, 이에 수심과 반사율만을 변화시킴으로서 기존의 해석해가 간단히 얻어지기 때문에 그의 적용성이 보다 넓다. 본 해석해의 타당성은 무한지반 상의 진행파동장 및 완전중복파동장에 대한 Yamamoto et al.(1978) 및 Tsai & Lee(1994)의 해석해와 비교 검토로부터 검증된다. 또한, 본문에서는 유한깊이를 갖는 해저지반 상의 진행파동장, 완전중복파동장 및 임의반사율의 부분중복파동장에 대해 수심과 주기의 변화에 따른 본 해석해의 변화특성을 면밀히 검토한다. 이로부터 유한깊이의 지반은 무한두께의 경우와는 매우 상이한 지반응답(간극수압, 전단응력, 수평 및 연직 유효응력)을 나타내고, 반사율의 함수인 부분중복파동장에서 지반응답은 완전중복파동장에서의 값보다 일반적으로 작은 값을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다.

3차원 경사입사파동장에서 이중유공슬릿케이슨 내부의 수리특성 및 반사특성 (Reflection and Hydraulic Characteristics inside Two-Chamber Vertical Slit Caisson in 3-D Oblique Wave Field)

  • 허동수;이준;이우동
    • 한국해양공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.227-235
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    • 2014
  • Using a 3-D numerical scheme (LES-WASS-3D) that considered wave-structure-sandy seabed interactions in a 3-D wave field, we analyzed the wave reflection and hydraulic characteristics inside a slit caisson with two chambers in a 3-D oblique wave field. To verify the 3-D numerical analysis method suggested in this study, we compared the numerical results with existing experimental results and found good agreement. The numerical analysis revealed that a standing wave field is generated on the front side of the slit caisson due to the effect of wave reflection. For incident waves propagating perpendicular to the slit caisson, the nodes and anti-nodes of the standing wave are apparent and symmetrical. However, in an oblique wave field, as the incident wave angle decreases, the nodes and anti-nodes of the standing wave become ambiguous and unsymmetrical. It was also found that the wave reflection coefficient decreases as the incident wave angle decreases. It can be pointed out that as the incident wave angle decreases, the turbulent intensity in the chamber increases. Thereby, the increased wave energy dissipation by the increased turbulent intensity reduces the rate of wave reflection. In addition, a strong turbulent intensity generally occurs in the first chamber.

정상초음파의 영향을 받는 메탄-공기 예혼합화염의 주파수-당량비 상관도 분석(II) (Frequency-Equivalence Ratio Correlation Analysis of Methane-Air Premixed Flame Influenced by Ultrasonic Standing Wave (II))

  • 김민성;배대석;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.45-51
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    • 2015
  • 정상초음파의 영향을 받는 메탄-공기 예혼합화염의 주파수-당량비 상관도 분석을 위한 실험적 연구가 수행되었다. 슐리렌가시화기법을 이용하여 예혼합화염의 전파영상을 획득하였으며, 영상 후처리를 통해 화염의 구조변이 및 전파거동을 면밀히 관찰하였다. 정상초음파가 개재할 때, 화염선단과 기연부에서 구조적 변이와 연소반응 촉진으로 인한 화염의 전파속도의 증가를 가져온다는 사실에 더하여, 초음파 구동주파수와 당량비에 대한 화염거동의 종속성을 확인하였다.

정상초음파가 개재하는 프로판/공기 예혼합화염의 구조 거동 (A Structural Behavior of the Propane/Air Premixed Flame Interacting with an Ultrasonic Standing-wave)

  • 이상신;서항석;김정수;이도형
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.294-299
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    • 2012
  • 연소기 내의 연소반응 촉진 및 연소불안정성 해결의 단초를 제공하기 위해, 정상초음파가 개재된 프로판/공기 예혼합화염의 구조거동을 고찰하는 연구를 수행하였다. 화염대의 구조 변이를 가시화하기 위해 슐리렌 기법을 이용하였으며, 당량비에 따른 화염선단의 형상 및 화염 전파속도의 변화를 확인할 수 있었다. 정상초음파는 화염선단을 찌그러뜨렸고, 난류 화염으로의 천이를 가속시켰다.

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Slit-jet 노즐을 통과한 초음파 무화 에어로졸 화염에 정상초음파가 미치는 영향 (Effects of Ultrasonic Standing Wave on the Ultrasonically-atomized Aerosol Flame Injected through a Slit-jet Nozzle)

  • 안현종;강윤형;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.53-60
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    • 2020
  • 액체연료 분무 연소에서 화염 외부에 정상초음파 가진을 통해 압력장을 조절함으로써 초음파 무화액체연료 화염에 미치는 초음파 가진의 영향을 관찰하는 실험을 수행하였다. 초음파에 의해 미립화된 케로신 에어로졸화염은 초고속카메라, DSLR 그리고 슐리렌 촬영기법을 이용하여 가시화하였다. 연소시 소모된 연료량은 정밀유량측정법으로 계측하였고, 이를 통해 수송기체 공연비를 구할 수 있었다. 실험결과, 2차화염영역에 정상초음파를 가함에 따라 액체연료 에어로졸의 연소반응률이 증대되는 것을 관찰할 수 있었다.

Submerged Porous Plate Wave Absorber

  • PARK W.T.;LEE S.H.;KEE S.T.
    • 한국해양공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.9-14
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    • 2005
  • In the present paper, the wave absorbing performance of the fully submerged horizontal porous plates has been investigated, numerically and experimentally. The submerged porous system is composed of multi-layered horizontal porous plates that are clamped at the vertical setwall, which are slightly inclined and placed vertically, in parallel, with spacing. The hydrodynamic interaction of incident waves with the rigid porous multi-layered plates was formulated within the context of linear wave-body interaction theory and Darcy's law. In order to validate the effectiveness of the present computing code, the numerical results were compared with the analytical and experimental results. It is found that triple horizontal porous plates with slight inclination, if properly tuned for wave energy dissipation against the standing waves in front of the vertical wall, can have high performances in reducing the reflected wave amplitudes against the incident waves over a wide range of wave frequency.

정상초음파의 교란을 받는 메탄-공기 예혼합화염의 전파특성에 대한 초음파 구동 주파수의 영향 (Effects of Driving Frequency on Propagation Characteristics of Methane-Air Premixed Flame Influenced by Ultrasonic Standing Wave)

  • 배대석;서항석;김정수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권2호
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    • pp.161-168
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    • 2015
  • 정상초음파장의 구동 주파수가 메탄-공기 예혼합화염의 전파특성에 미치는 영향을 규명하고자 하는 실험결과를 제시한다. 고속카메라를 이용하여 화염의 전파영상을 획득하였으며, 영상 후처리를 통해 화염선단의 구조와 속도변이를 포함하는 화염의 거시적 거동을 상세히 관찰하였다. 정상초음파가 연소반응을 촉진시켜 화염 전파속도의 증대와 화염선단 구조의 변이를 유발한다는 사실에 더하여, 초음파구동 주파수와 당량비에 대한 화염거동의 종속성을 확인하였다.