• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.428-433
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• 2000

The characteristics of unsteady heat transfer and boundary layer flow in the SSME turbine rotor passage are investigated with LRN $k-{\varepsilon}$ turbulence model. The unsteady flow and heat transfer in a rotor blade passage as a result of wake/blade interaction is modeled by the inviscid/boundary-layer flow approach. The relevant governing equations are discretized to a system of finite different equations by means of a BTBCS implicit method. These equations have been solved numerically, for the velocity and temperature fields using TDMA method. Heat flux on the blade surface and flow parameters in the rotor passage are calculated with wake interaction. Numerical results show that velocity, pressure, turbulent kinetic energy and heat flux on the blade surface are varied periodically by wake passing.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제8권4호
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• pp.240-253
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• 2015

The objective of this paper is to evaluate the applicability of mass transfer cavitation models and determine appropriate numerical parameters for cavitating flow simulations. CFD simulations were performed for a NACA66 hydrofoil at cavitation numbers of 1.49 and 1.00, corresponding to steady sheet and unsteady sheet/cloud cavitating regimes using the Kubota and Merkle cavitation models. The Merkle model was implemented into CFX by User Fortran code. The Merkle cavitation model is found to give some improvements for cavitating flow simulation results for these cases. Turbulence modeling is also found to have an important contribution to the prediction quality of the simulations. The relationship between the turbulence viscosity modification, in order to take into account the local compressibility at the vapor/liquid interfaces, and the predicted numerical results is clarified. The limitations of current cavitating flow simulation techniques are discussed throughout the paper.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권10호
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• pp.785-793
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• 2009

본 연구에서는 부정류 상태의 조압수조를 해석 할 수 있는 수치모형이 개발되었다. 그리고 부정류 효과를 고려한 파이프의 파괴확률 산정을 위한 신뢰성 모형이 개발되었다. 파이프 파괴의 상대적 위험도 평가와 조압수조의 기능성 평가를 위해 부정류 효과를 고려한 조압수조가 있는 상수관망 시스템의 파괴확률을 산정하였다. 신뢰성 해석을 통하여 부정류가 파괴확률을 크게 증가 시키는 것을 알 수 있었으며 조압수조가 부정류의 압력을 크게 감쇠시킴으로써 파괴확률을 현저히 저하시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권12호
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• pp.1043-1054
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• 2004

다양한 내부경계를 포함하는 폐합형 하천수계에 대한 부정류 계산모형을 개발하였다. 계산모형은 폐합형 수계모형으로서, 계산기법으로는 Preissmann의 4점 음해법과 폐합형 double sweep 알고리즘에 근거한 모형을 사용하였다. 또한 댐 및 수중보 등의 수공구조물에서 발생할 수 있는 월류흐름, 오리피스형 흐름 등에 대한 모의가 가능하도록 하고, Auto ROM에 의한 댐에서의 홍수조절 방안을 내부경계 조건으로 포함하여 홍수시 운영조건에 대한 모의가 가능하도록 하였다. 팔당댐 하류부와 충주 조정지댐 하류의 남한강 구간 및 화천댐 하류의 북한강 구간을 포함하도록 한강 수계에 대한 계산모형을 수립하였다. 또한 과거에 발생한 총 11개의 홍수사상을 사용하여 남한강 구간에 대한 조도계수를 추정하였다. 홍수기간 중 목표수위를 유지하도록 하는 팔당댐 및 북한강 수계 댐들의 홍수조절 방안을 설정하고, 수립된 방법을 사용하여 과거에 발생한 홍수사상에 대한 모의계산을 수행한 결과, 설정된 홍수조절 방안이 잘 모의되는 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제10권3호
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• pp.105-116
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• 1996

In this paper, we report the experimental results for the flow pattern and the material transport around a cavity subject to a sinusoidal external flow at the far region to ward the open side of the cavity. A tilting mechanism is used to generate a oscillatory flow inside a shallow rectangular container having a cavity at one side. The surface flow visualization is performed to obtain the unsteady behavior of vortices generated at two edges situated at the entrance of the cavity. It was found that at the period 4.5 sec., the behavior of the vortices is asymmetric, and there exists a steady residual flow in the cavity. The bottom flow patterns are also visualized. There are two regions outside of the cavity where the bottom fluid particles concentrate. The material transport in this flow model is very peculiar; fluid particles in the cavity flows outward through the passage along the walls starting from the edges, and particles in the outer region approach the cavity from the central region.

• 물과 미래
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• 제29권2호
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• pp.153-165
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• 1996

월류흐름을 포함하는 1차원 부정류 계산모형으로서 월류흐름에 대한 국소적 처리기법을 포함한 단일하도 모형 및 폐합형 수계에 모형을 각각 구성하여, 월류부를 포함한 시험하도 문제에 적용함으로써 모형의 적용성을 조사하였다. 역방향 흐름을 포함한 다양한 형태의 월류흐름이 잘 모의되었으며, 월류구조물의 표고가 높아서 실질적으로 흐름이 존재하지 않는 경우도 성공적으로 모의되었다. 자유월류형 역방향 흐름은 폐합형 모형에 의해서 뿐만 아니라 단일하도 모형에 의해서도 모의될 수 있음이 입증되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.179-182
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• 2005

We have developed a numerical scheme to reproduce the unsteady flows with cavitation by the finite-difference method. The evolution of cavitation is represented by the source/sink of vapor phase in the incompressible liquid flow. The pressure-velocity coupling is based on the fractional-step method for incompressible fluid flows, in which the compressibility is taken into account through the low Mach number assumption. We applied our method for the cavitating flows in a two-dimensional cascade, which approximates the portion near the tip of inducer in liquid-fuel engine. Particular attention was focused on the influence of turbulence model in this report. Using an eddy viscosity model, although it was not an optimized one for our purpose, the agreement with the experimental observation was improved.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.325-334
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• 2007

본 연구에서는 점진적인 유량 및 압력이 변화하는 상수관망에서 Rigid Water Column Theory를 이용하여 정상모형의 확장기간 모의해석보다 정확하고 수충격 해석보다는 계산비용 및 노력 측면에서 효율적으로 장시간 부정류 해석 모형을 개발하였다. 개발된 모형을 이용하여 실제관망에 대하여 24 시간 열 수요량을 고려한 부정류 해석 및 밸브폐쇄로 인한 수충격해석 모의에 적용하였고 해석 결과는 다음과 같다. 24 시간 일변화 모의의 경우에 수요량이 증가할 경우 모든 관로에서 압력감소가 나타났으며 수요량이 감소할 경우 압력증가가 나타났다. 그리고 일 수요량의 변화에 따라 나타난 절점에서의 유량 및 압력 변화폭은 각 절점마다 다르고 수요량과 유량의 변화양상이 반대로 나타나는 관로도 발생하고 있으며 KYPIPE2의 결과와 본 모형의 유량 및 압력차이도 발생하고 있어 상수관망의 동역학적 해석의 필요성이 대두되었다. 밸브폐쇄로 인한 수충격모의에 본 모형이 적용되었을 때 본 모형은 유체의 압축성을 무시함으로 인해 밸브 완전 폐쇄와 동시에 압력과 유량의 변화가 전 관망에 발생하였고 수충격모형은 유체의 탄성으로 인해 발생된 압력파의 도달시간이 필요함으로 압력과 유량변화가 지체되어 나타났으나 전체적인 변화양상 및 변화폭의 크기 등은 유사한 경향을 나타내어 본 모형의 적용성을 입증하였다. 본 연구에서 개발된 프로그램은 장기간 점진적인 관로 부정류를 비교적 정확하게 해석할 수 있을 것으로 판단되며 이를 이용하여 관로내 오염물의 확산해석, 수요량을 고려한 절점에서의 압력제어 및 누수저감, 장기간 관로내의 유량 및 압력 변화를 고려한 관망관리 등의 분야에서 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 기대되었다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제4권1호
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• pp.85-96
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• 2011

Steady state computations are routinely used by design engineers to evaluate and compare losses in hydraulic components. In the case of the draft tube diffuser, however, experiments have shown that while a significant number of operating conditions can adequately be evaluated using steady state computations, a few operating conditions require unsteady simulations to accurately evaluate losses. This paper presents a study that assesses the predictive capacity of a combination of steady and unsteady RANS numerical computations to predict draft tube losses over the complete range of operation of a Francis turbine. For the prediction of the draft tube performance using k-${\varepsilon}$ turbulence model, a methodology has been proposed to average global performance indicators of steady flow computations such as the pressure recovery factor over an adequate number of periods to obtain correct results. The methodology will be validated using two distinct flow solvers, CFX and OpenFOAM, and through a systematic comparison with experimental results obtained on the FLINDT model draft tube.

• 물과 미래
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• 제15권4호
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• pp.39-44
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• 1982

본 연구는 수면변화의 전파특성을 이용한 4점법(four-point method of characteristics)의 선형화이론을 개수로의 불정류해석에 적용하는 문제와 관련하여, 직사각형 만입에서 본 해석모형에 대한 1차원 정진동 수치 검정실험을 실시하였고, 2차원 불정류의 해석에 있어서 안정성(stability) 문제에 대하여 검토하였다. 본 해석모형은 수위변화가 수심에 비해 충분히 작은 흐름의 경우에 효과적으로 간편하게 사용할 수 있음을 알 수 있었다.