• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제20권12호
• /
• pp.2218-2229
• /
• 2006

A conservative finite-volume numerical method for unstructured grids with the cell-centered method has been developed for computing flow and heat transfer by combining the attractive features of the existing pressure-based procedures with the advances made in unstructured grid techniques. This method uses an integral form of governing equations for arbitrary convex polyhedra. Care is taken in the discretization and solution procedure to avoid formulations that are cell-shape-specific. A collocated variable arrangement formulation is developed, i.e. all dependent variables such as pressure and velocity are stored at cell centers. For both convective and diffusive fluxes the forms superior to both accuracy and stability are particularly adopted and formulated through a systematic study on the existing approximation ones. Gradients required for the evaluation of diffusion fluxes and for second-order-accurate convective operators are computed by using a linear reconstruction based on the divergence theorem. Momentum interpolation is used to prevent the pressure checkerboarding and a segregated solution strategy is adopted to minimize the storage requirements with the pressure-velocity coupling by the SIMPLE algorithm. An algebraic solver using iterative preconditioned conjugate gradient method is used for the solution of linearized equations. The flow analysis code (PowerCFD) developed by the present method is evaluated for its application to several 2-D structured-mesh benchmark problems using a variety of unstructured quadrilateral and triangular meshes. The present flow analysis code by using unstructured grids with the cell-centered method clearly demonstrate the same accuracy and robustness as that for a typical structured mesh.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제33권3호
• /
• pp.119-125
• /
• 2017

In this study, we perform a numerical analysis to predict the film thickness and lubrication regions for a thrust ball bearing under different operating conditions. Film thinning and replenishment affect the film thickness in starved lubrication. As the inlet meniscus position is brought to the edge of the Hertz contact, the thin film thickness is calculated as starved equation. We use a film replenishment model to determine the recovery film thickness between rolling elements. We use a hydrodynamic model to describe film recovery, that results from the effects of surface tension. In this model, we consider the surface tension gradient in fluid depression as the driving force for fluid recovery. We use Fourier transform method to determine the time-dependent depth of depressed oil. We calculate the change in the central film thickness graphically by using the recovery equation in starved elastohydrodynamic lubrication(EHL) under operating conditions that include numbers of balls, sliding velocity, applied force, and ambient film thickness. We evaluate the degree of starvation by using the distance from the center of the contact area to the meniscus position. Parched lubrication, a phenomenon where the film thickness decreases consistently, occurs at the severe condition. We determine optimal values with respect to the numbers of balls, and sliding velocity. The investigation can contribute to the design operating conditions for proper lubrication.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.213-221
• /
• 2013

이 논문에서는 반무한 고체영역의 표면에서 측정한 변위응답의 시간이력으로부터 유한요소망 연속기법을 이용해 탄성파 속도의 공간적 분포를 추정하는 역해석 문제를 소개한다. 반무한 영역에서의 역해석을 위해서는 해석 대상이 되는 유한영역의 경계에서 파동의 반사가 일어나지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해 유한영역의 경계면에 perfectly-matchedlayers(PMLs)라는 수치적 파동흡수층을 도입하였고, PML을 경계로 하는 유한영역에서 역해석 문제를 정의하였다. 이 문제를 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 표현하였으며, 라그랑주 승수법에 기초한 비구속 최적화 기법에 의해 탄성파속도의 최적 분포를 결정하였다. 해의 정확도와 수렴성을 높이기 위해 유한요소망 연속기법을 도입하여 점진적으로 밀도가 증가하는 유한요소망에 대해 연속적으로 역해석을 수행하였다. 1차원 예제들을 통해 유한요소망 연속기법을 이용한 역해석으로부터 탄성파속도의 분포를 정확히 추정할 수 있음을 확인하였으며, 측정 응답에 노이즈가 존재하는 경우에도 제안한 역해석 기법은 목표 탄성파속도 분포에 근사한 결과를 도출하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제27권4호
• /
• pp.466-475
• /
• 2003

The gun-type gas burner adopted in this study is generally composed of eight slits and swirl vanes. Thus, this paper is studied to investigate the effect of slits and swirl vanes on the turbulent flow fields in the horizontal plane of gas swirl burner with a cone type baffle plate measured by using X-probe from hot-wire anemometer system. This experiment is carried out at flow rate 450 $\ell$/min in the test section of subsonic wind tunnel. The axial mean velocity component in the case of burner model with only swirl vanes shows the characteristic that spreads more remarkably toward the radial direction than axial one, it does, however, directly opposite tendency in the case of burner model with only slits. Consequently. both slits and swirl vanes composing of gun-type gas burner play an important role in decrease of the speed near slits and increase of the flow speed in the central part of a burner because the biggest speed spurted from slits encircles rotational flow by swirl vanes and it drives main flow toward the axial direction. Moreover, the turbulent intensities and turbulent kinetic energy of gun-type gas burner are distributed with a fairly bigger size within X/R<0.6410 than burner models which have only slits or swirl vanes because the rotational flow by swirl vanes and the fast jet flow by slits increase flow mixing, diffusion, and mean velocity gradient effectively.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권1호
• /
• pp.37-46
• /
• 2017

가열된 표면에서의 액적은 일반적으로 내부에 마랑고니 유동이 발생하고, 이는 불균일한 침전물 패턴 형상을 구성하게 된다. 본 연구는 마랑고니 유동을 가시화하고, 수직진동을 사용해서 이를 제어하는 것을 주 목적으로 한다. 액적이 증발하는 동안, 액적의 접촉각 변화와 부피변화를 실험적으로 알 수 있었고, PIV(Particle Image Velocimetry) 실험 장치를 이용하여, 평판 온도별 마랑고니 유동의 내부 유동의 흐름을 가시화하였다. 그리고 평판에 각 주파수별 수직진동을 가해주는 실험을 진행하여, 그 결과 마랑고니 유동의 유동 방향과 수직진동의 유동 방향이 서로 반대인 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 증발하는 액적에 수직진동을 가해줌으로써, 액적의 하단부분에서 내부유동의 흐름변화를 관찰하였다. 마랑고니유동에 의해 발생하는 내부유동 방향과 수직진동으로 발생하는 내부유동의 방향이 서로 반대 방향이므로 가열된 평판에 진동을 가해주었을 때 액적 내부유동의 흐름이 변화가 발생하였고, 이는 곧 불균일한 침전물 패턴이 억제된 것을 증발 후 침전물의 패턴형상을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국임상수의학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.160-165
• /
• 2009

4개월령 수컷 박서 개(체중: 9 Kg)가 심잡음과 운동불내성을 주요 증상으로 내원하였다. 진단검사를 통해 환자는 대동맥 판막하 협착에 이환된 것을 확인할 수 있었다. 협착된 부위의 압력구배는 120 mmHg(와류의 속도: 5.4 m/s)이상이었으며, 환자는 풍선 확장술을 통해 임상증상을 개선하였다. 환자는 시술 후 주기적으로 모니터링 하였으며 다른 임상증상은 관찰되지 않았다. 이는 우리나라에서 대동맥 판막하 협착증에 이환된 환자에게 풍선 확장술을 통해 임상증상을 경감시킨 최초의 증례이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제47권2호
• /
• pp.107-117
• /
• 2014

본 연구에서는2007년 제주지역을 강타한 태풍 '나리' 이후 홍수조절을 위해 한천유역에 설치된 저류지의 효과를 정량적으로 평가하였다. 이를 위해 2010년 태풍 '뎬무'의 내습 시, 한천 상 하류에 위치한 하천유량관측소의 자료와 저류지 유입량 자료를 이용하여 한천저류지 운영이 하류지역에 미치는 홍수저감 효과를 검토하였다. 분석결과, 하류지역에서의 실제 하천수위는 3.44m를 기록하였으나, 수위-유량 관계식, 유출전파속도, 저류지 유입량 등을 활용하여 저류지가 운영되지 않았을 경우의 하류지역 하천수위를 분석한 결과 4.16m로 예측되었다. 이와 같은 결과는 한천유역에 설치된 저류지의 홍수저감 효과를 분명하게 보여주는 것으로 향후 유사한 사상에 대해서도 적절한 기여를 할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.457-466
• /
• 2005

본 논문에서는 다중 입$\cdot$출력을 갖는 이동 로봇의 경로 추종을 위해 웨이블깃 신경 회로망에 기반한 예측 제어 방법을 제안한다. 제안된 방법에서 상태 예측기로는 학습 능력이 뛰어난 신경 회로망의 특성 및 웨이블릿 분해의 특성을 합성한 웨이블릿 신경 회로망을 사용한다. 예측기는 경사 하강법을 사용하여 웨이블릿 신경회로망의 출력에 대한 실제 이동 로봇의 상태 오차를 최소화하도록 학습된다. 또한 이동 로봇의 제어 신호인 직진 속도 및 각속도는 추종하고자 하는 기준 경로에 대한 이동 로봇의 예측 상태 오차를 이용하여 정의된 비용 함수를 최소화하도록 구해진다. 컴퓨터 모의 실험에서 변화되는 기준 경로에 대한 경로 추종 성능을 통해 제안한 예측 제어 시스템의 적용 가능성 및 효율성을 보인다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제51권1호
• /
• pp.58-66
• /
• 2014

Numerical simulations for the flows containing free surface remain difficult problems because the drastic differences of physical properties of water and air, The difference of densities makes the solution instable in particular. For the stabilities of the solutions, the most typical methods to simulate free surface flows, such as Volume Of Fluid(VOF) and Level-Set(LS) methods, impose transient zones where the physical prosperities are continuously distributed. The thickness of the transient zone is the source of the numerical errors. The other side, marker-density method does not use such a transient zone. In the traditional marker-density method, however, the air velocities of free surface cells are extrapolated from the water velocity, and the pressures on the free surface are extrapolated from the air pressures for the stability of the solution. In this study, the marker-density method is modified for the decrease of such numerical errors. That is, the pressure on the free surface is determined to coincide with the pressure gradient terms of the governing equations, and the velocity of free surface cells are calculated with the governing equations. Two-dimensional steady spilling breakers behind of a submersed hydrofoil and three-dimensional spilling breaker near a wedge shaped ship model are simulated using INHAWAVE-II including the modified marker-density(MMD) method. The results are compared with the results of Fluent V6.3 including VOF method and several published research results.

• 천문학논총
• /
• 제30권2호
• /
• pp.439-442
• /
• 2015

We observed multiple CO transition lines and the HCN(1-0) line at ~ 1" (~ 34 pc) or higher resolution toward the Seyfert 2 nucleus of M51 using the IRAM Plateau de Bure Interferometer (PdBI) and the Submillimeter Array (SMA). All the images show very similar overall molecular gas distribution; there are two discrete clouds at the eastern and western sides of the nucleus, and the western cloud exhibits an elongated distribution and velocity gradient along the radio jet. In addition, high HCN(1-0)/CO(1-0) brightness temperature ratios of about unity have been observed, especially along the radio jet, similar to those observed in shocked molecular gas in our Galaxy. This strongly indicates that the molecular gas along the jet is shocked, that the radio jet and the molecular gas are interacting, and the jet is entraining both diffuse (CO) and dense (HCN) molecular gas outwards from the circumnuclear region. This is the first clear imaging of the outflowing molecular gas entrained by the AGN jet, and showing the detailed physical status of outflowing molecular gas. Since a relatively high HCN(1-0)/CO(1-0) ratio has been observed in the high velocity wing of ultraluminous infrared galaxies, it can also be explained by a similar mechanism to those we describe here.