기체 방전의 수치적 시뮬레이션을 위하여 FE-FCT(Finite-Element Flux-Corrected Transport) 방법을 이용한 준 2차원 수치적 모델을 제시한다. 이 모델에서는 전자와 이온에 대한 1차원 연속방정식을 풀어 시 공간적으로 변하는 전하 분포를 계산하고, 공간 전하 분포에 의한 전기장의 변화는 2차원적 전하 분포를 고려하는 디스크 방법을 적용하여 푸아송(Poisson)방정식을 풀어 계산한다. 다양한 벤치마크 문제에 대해 계산한 결과는 이 모델의 정확성과 적용성을 잘 보여준다. 또 스트리머 방전에 대해 계산한 결과는 앞선 연구 결과와 잘 일치하는 것을 보여 준다.
관망의 해석은 관망의 설치, 운영에서 매우 중요한 요소이다. 이를 위한 연구 방법은 1차원 모형과 3차원 모형이 있으나 각각은 정확도와 계산속도의 면에서 관망 해석에 장점과 한계점을 보인다. 2차원 모형의 경우 1차원 모형과 달리 난류 점성을 이용하여 보다 정확한 마찰을 모의할 수 있게 하는데, 이때 사용되는 난류 점성을 모의하는 모형은 Five-Region Turbulence Model을 이용하였다. 그러나 이들 모형에 사용되는 매개 변수들은 실험에 의한 값이기 때문에 이러한 매개변수에 따른 2차원 부정류 해석 방법의 응답 특성을 알아보았다. 이를 위해 실제 상수관망에서의 수격압 데이터와 부정류 해석 모형으로 부터의 수격압 데이터를 비교하고, 다양한 매개변수에 따른 속도 분포 모의 특성을 조사하였다. 이를 통해서, 난류해석 모형의 마찰 거동과 매개변수와의 관계를 규명하였다.
A numerical study for a two dimensional multi-impingement jet with crossflow of the spent fluid has been carried out. To study the flow characteristics especially in the jet flow region, three different distributions of mass flow rate at 5-jet exits were assumed. For each distribution, various Reynolds numbers ranging from laminar to turbulent flows were considered. Calculations drew the following items as conclusion. 1) A periodical fully developed flow was observed from the third protrusion. This was also observed from previous experimentally by Whidden at al. The Nessult number at the protrusion surface increased mildly as going downstream. 2) The low Reynolds number turbulence model of Launder and Sharma was found to be adequate for the prediction of fluid flow and heat transfer characteristics of two dimensional multi-jet configuration. 3) The Nusselt number at the protrusion surface was nearly proportional to the square root of the Reynolds number.
The existing microplane models for concrete ust three-dimensional spherical microplanes even in the analyses for two-dimensional members. Also, they can not describe accurately the post-cracking behavior of reinforced concrete in tension-compression. In this study, a new microplane model that is appropriate for the analyses of reinforced concrete planar members was developed to complement these disadvantages of the existing models. The proposed microplane model uses disk microplanes instead of the existing spherical ones. This new model is effective in numerical analysis because it uses less number of microplanes and two-dimensional stresses. Also, in this microplane model a concept of strain boundary was introduced to describe compressive behavior of reinforced concrete in tension-compression.
본 논문에서는 아래면이 고온이고 옆면중의 일부가 저온으로 유지되는 4각형 밀폐공간에서의 자연대류에 대한 수치적 시뮬레이션을 하고, 동등한 경계조건을 가지 는 실험결과와 비교하여 수치모델의 정당성을 입증하고, 정당화된 수치모델의 여러 가 지 변수를 변화시키면서 4각형 밀폐공간내의 열전달 현상을 연구하였다. 실험과 수 치해석의 변수로서 같은 경계조건에 대하여, 종횡비, Gr수 등을 변화시켜 비교하고, 더 나아가 수치모델에 대하여 단열조건의 변화, 저온부의 위치등 경계조건의 변화에 대한 영향을 살폈다.
2차원 천수방정식에 기초한 조류계산 수치모델을 개발하였다. 복잡한 해안선의 입력을 단순화할 수 있는 직각격자를 사용하였으며, 방정식은 효율이 뛰어난 것으로 알려져 있는 인수분해음해법(Implicit Factorization Method)에 의하여 수치적으로 풀었다. 대류항은 상류차분법으로 처리하여 수치소산이 자동적으로 들어가도록 하였으며, 따라서 수치불안정에 의한 발산을 억제할 수 있었다. 모델의 검증을 위하여 선형화된 천수방정식을 풀고 계산결과를 해석해와 비교하였으며 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 수치모델의 응용 예로서 인천항부근의 경인운하 개발예정인 수로에서의 조류 계산결과를 보였다.
암석은 불연속면들에 의해 다양한 방식의 거동을 보인다. 이러한 암석의 복잡한 파괴와 변형거동을 해석하기 위한이전의 많은 연구들은 균열모델의 개발에 중점을 두었다. 본 연구에서는 석탄과 같은 파쇄 암석에 대해 활주균열모형과 전단균열모형의 타당성을 검토하였고 모델을 수치해석에 적용하였다. 수치해석을 수행하기 위해 여러 방식으로 유한 요소 프로그램을 수정하였다. 2차원 해석에서 횡등방성을 설명하기 위하여 대칭축의 방향에 대해 응력-변형률 관계를 수정하였고, 균열성장에 따른 유효탄성계수의 변화를 계산하였다. 2차원 실내 단축압축시험의 가단한 예를 해석하였으며 해석결과는 실내시험에서 구한 결과와 일치하였다.
This study has used RMA2 model and RMA4 model, which are depth-averaged two-dimensional flow and water-quality prediction models, to analyze the variation of the water-quality by the gates operation in the Seonakdong River. Sensitivity analysis is performed to get the Manning coefficient and the coefficient of eddy viscosity for RMA2 model, and to get the diffusion coefficient for RMA4 model. Since the numerical simulation using RMA2 and RMA4 models did not consider tributary pollutant load except for that of Joman River, it could make a little difference from the natural phenomenon. Nevertheless, the numerical simulation shows that the discharge of $30m^3/s$, which is the continuous inflow from the Daedong-gate, can make it possible to achieve the target water-quality (BOD 4.3mg/L) of Nakbon-N watershed about 10 days later if the Daejeo-gate could remain opened in connection with the Noksan-gate operation.
A numerical analysis based on two-dimensional and three-dimensional incompressible Navier-Stokes equations has been carried out for double-circular-arc (DCA) compressor cascades. Two types of double-circular-arc cascades were used in this analysis. The appropriate turbulence model for compressor analysis was selected among the conventional turbulence models such as Baldwin-Lomax, k-$\varepsilon$ and k-$\varepsilon$ models. The results of current study were compared with available experimental data at various incidence angles. The 2-D and 3-D computational codes based on SIMPLE/PWIM algorithm for collocated grid and hybrid scheme for the convective terms were the main features of numerical tools. As commonly known, turbulence modeling is very important for the prediction of cascade flows, which are extremely complex with separation and reattachment by adverse pressure gradient. For selection of turbulence model, 2-D analysis was performed. And then, k-$\varepsilon$ turbulence model with wall function chosen as the reasonable turbulence model for 3-D calculation was used to increase the efficiency of computation times. A reasonable result of 3-D flow pattern passing through the double-circular-arc cascade was obtained.
The purpose of this study is to analyze the characteristics of hydraulic behavior of the natural channel flow according to the temporal classification mode, and thus propose the hydraulic analysis method for future channel design. For analysis, the temporal flow characteristics of the channel section was divided into the steady flow and the unsteady flow. For hydraulic analysis, the HEC-RAS model, which is a one-dimensional numerical analysis model, and the SMS-RAM2 model, which is a two-dimensional model, were used and the factors used for analysis of hydraulic characteristics were flood elevation and flow rate. The flow state was analyzed on the basis of the one-dimensional steady flow and unsteady flow for review. In the unsteady flow analysis the flow rate changed by $(-)0.16%{\sim}(+)0.26%$, and the flood elevation varied by $(-)0.35%{\sim}(+)0.51%$ as compared to the values in the steady flow analysis. Given these results, in the one-dimensional flow analysis based on the unsteady flow the flood elevation and flow rate were greater than when the analysis was done on the basis of the steady flow. The flow state was analyzed on the basis of the two-dimensional steady flow and unsteady flow. In the unsteady flow analysis the flow rate varied by $(-)0.16%{\sim}(+)1.08%$, and the flood elevation changed by $(-)0.24%{\sim}(+)0.41%$ as compared to the values in the steady flow analysis. Given these analysis results, in the two dimensional flow analysis based on the unsteady flow, the flood elevation and flow rate were greater than when the analysis was done on the basis of the steady flow.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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