• 제목/요약/키워드: vortex method

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비정렬 유한 체적법을 이용한 횡류 홴 유동장 해석 (Prediction of Cross Flow Fan Flow Using an Unstructured Finite Volume Method)

  • 강동진;배상수
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.27-35
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    • 2006
  • A Navier-Stokes code has been developed to simulate the flow through a cross flow fan. It is based on an unstructured finite volume method and uses moving grid technique to model the rotation of the fan. A low Reynolds number turbulence model is used to calculate eddy viscosity. The basic algorithm is SIMPLE. Numerical simulations over a wide range of flow rate are carried out to validate the code. Comparison of all numerical solutions with experimental data confirms the validity of the present code. Present numerical solutions show a noticeable improvement over a previous numerical method which is based on a model of body force to simulate the rotation of the impeller.

3차원 패널법에 의한 WING의 양력계산에 관한 연구 (Characteristics for the Lift of Wing by 3-D Panel Method)

  • 김진석;이승건;김진안
    • 한국해양공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.31-37
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    • 1994
  • 3-Dimensional panel method is now developed to the level that one can calculate the lift of a three dimensional body with the same accuracy of wind tunnel test and some current codes can consider the boundary layer effects due to the viscosity and unsteady motion in the calculation of lift. This paper is also aimed to develop these kinds of computing programs, and as a beginning, the authors restricted the problems to the steady potential flow cases. The calculation of 3-Dimensional body, wing and tandem wing carried out, using source panel and vortex ring panel. Finally, the interactions between 3-Dimension symmetric body and a wing are also calculated.

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POD(Proper Orthogonal Decomposition) 방법을 이용한 불안정한 프로펠러 후류 해석 (Analysis of the Unstable Propeller Wake Using POD Method)

  • 백부근;김경열;김기섭;이정엽;이상준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제47권1호
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    • pp.20-29
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    • 2010
  • The complicated flow characteristics of upper propeller wake influenced by hull wake are investigated in detail in the present study. A two-frame PIV (particle image velocimetry) technique was employed to visualize the upper propeller wake region. As the upper hull wake affects strongly propeller inflow, upper propeller wake shows much unstable vortical behavior, especially in the tip vortices. Velocity field measurements were conducted in a cavitation tunnel with a simulated hull wake. Generally, the hull wake generated by the hull of a marine ship may cause different loading distributions on the propeller blade in both upper and lower propeller planes. The unstable upper propeller wake caused by the ship's hull is expressed in terms of turbulent kinetic energy (TKE) and is identified by using the proper orthogonal decomposition (POD) method to characterize the coherent flow structure in it. Instabilities appeared in the eigen functions higher than the second one, giving unsteadiness to the downstream flow characteristics. The first eigen mode would be useful to find out the tip vortex positions immersed in the unstable downstream region.

편대비행 중인 날개들의 공력특성에 대한 수치적 연구 (Numerical Study on the Aerodynamic Characteristics of Wings on the Formation Flight)

  • 이승재;조정현;이세욱;조진수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.18-26
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    • 2007
  • 날개들이 편대를 이루면서 비행하는 경우의 정상상태 공력특성에 대하여 와류격자법을 이용하여 해석하였다. 2개의 날개가 편대 비행 상태에 있을 때, 선도 날개에 의하여 후방 날개의 부분 양력계수가 높아짐을 알 수 있었다. 3개 이상의 날개를 일렬 및 V자편대 배치하여 양항비에 대하여 해석하였는데, 날개가 편대의 후방에 위치할수록 커지고, 가로 간격이 벌어질수록 작아짐을 알 수 있었다. 가로세로비가 증가할수록 전방 날개와 후방 날개의 양항비 차이가 커짐을 알 수 있었다. 후방 날개의 높이를 변화시켰을 경우, 같은 높이에서 최대 양항비를 나타내었다. 3개, 9개, 15개의 날개를 편대 비행했을 경우 날개 수가 많아질수록 편대 비행의 이득이 증가함을 알 수 있었다.

에너지 균형조건을 고려한 중형 태양광 추진 고고도 장기체공 무인기의 다분야 통합 최적설계 (Multidisciplinary Design Optimization(MDO) of a Medium-Sized Solar Powered HALE UAV Considering Energy Balancing)

  • 박경현;민상규;안존;이동호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.129-138
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    • 2012
  • 에너지 균형조건을 고려하여 중형 태양광 추진 고고도 장기체공 무인기의 다분야 통합 최적설계를 수행하였다. 무인기의 공력 모델로 Vortex Lattice Method (VLM)를 사용하였으며 Cruz가 제안한 중량분석 모델로서 비행체 중량을 추정하였다. 비행체의 세로 정안정성 확보를 위하여 꼬리날개의 부피비를 고정하고 정안정성을 확보할 수 있도록 꼬리날개의 위치를 결정하였다. 태양전지, 축전지, 비행 고도 등 사용가능한 에너지와, 비행체의 필요에너지를 비교하여 24시간 지속비행 가능성을 결정하였다. 태양 입사 에너지는 북위 $36^{\circ}$의 여름을 기준으로 하였으며, 주간비행 중 태양에너지를 이용한 상승비행으로 확보한 위치에너지를 이용하여 야간 비행에 필요한 에너지를 보충하였다. 이를 바탕으로, 무인기의 주요 치수, 중량 분포 최적 설계와 장기체공을 실현할 수 있는 비행전략을 제시하였다.

감은사지서삼층석탑의 표면오염물 분석과 제거기술 (Analysis of Surface Contaminants and Removal Techniques on Three-story Stone Pagoda at the West of Gameunsaji Site)

  • 김사덕;이태종;김다람;한민수
    • 보존과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.203-211
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    • 2010
  • 감은사지서삼층석탑의 표면오염물과 세척사례 조사 연구는 부재 표면에서 관찰되는 무기오염물의 성분분석과 오염물 제거 방법을 선정하기 위해 실시하였다. 표면오염물 조사는 육안관찰과 주사전자현미경, XRD를 이용하여 오염물의 상태를 파악하고 정성 정량분석을 통해 비교 분류하였다. 분석결과, 표면오염물은 철화합물이나 황화합물 등 화합물로 존재하며, 결정 형태는 원형, 타원형, 침상, 각형이 주를 이룬다. 오염물을 제거할 수 있는 방법을 검토한 결과, 미립재를 와류형식으로 분사하는 저압와류세척방법이 적당한 것으로 사료된다.

Numerical simulation of wave interacting with a free rolling body

  • Jung, Jae Hwan;Yoon, Hyun Sik;Chun, Ho Hwan;Lee, Inwon;Park, Hyun
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제5권3호
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    • pp.333-347
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    • 2013
  • The present study numerically models the interaction between a regular wave and the roll motion of a rectangular floating structure. In order to simulate two-dimensional incompressible viscous two-phase flow in a numerical wave tank with the rectangular floating structure, the present study used the volume of fluid method based on the finite volume method. The sliding mesh technique is adopted to handle the motion of the rectangular floating structure induced by fluid-structure interaction. The effect of the wave period on the flow, roll motion and forces acting on the structure is examined by considering three different wave periods. The time variations of the wave height and the roll motion of the rectangular structure are in good agreement with experimental results for all wave periods. The present response amplitude operator is in good agreement with experimental results with the linear potential theory. The present numerical results effectively represent the entire process of vortex generation and evolution described by the experimental results. The longer wave period showed a different mechanism of the vortex evolution near each bottom corner of the structure compared to cases of shorter wave periods. In addition, the x-directional and z-directional forces acting on the structure are analyzed.

FAR25급 터보프롭 항공기 프로펠러 설계 및 공력특성 연구 (The Study of Propeller Design and Aerodynamics Characteristics for FAR25 Grade Turboprop Aircraft)

  • 최원;정인면;김지홍;이일우
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.648-651
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    • 2010
  • FAR25급 터보프롭 항공기에서 프로펠러는 고속으로 비행할 수 있는 추력을 얻기 위해 공기역학적으로 우수하며 높은 효율을 가져야 한다. 프로펠러 형상 설계를 위한 익형은 전형적인 터보프롭 항공기 프로펠러에 사용되는 Clark-Y를 적용하였다. 프로펠러 공력설계 및 해석에는 최소에너지손실을 위한 조건을 만족시키도록 설계하는 와류-깃요소 이론(Vortex-Blade element theory)에 근거한 Adkins의 방법을 이용한 Javaprop을 이용하였다. 시위길이와 피치각 분포를 변경해 가며 FAR25급 터보프롭 항공기의 설계점에 가장 효율적인 프로펠러 형상을 생성하였으며, 전산유체역학을 이용하여 생성된 프로펠러 공력특성 분석을 통해 프로펠러 설계결과가 FAR25급 터보프롭 항공기에 적용 가능함을 확인하였다.

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HCIB 법을 이용한 변형하는 평판 주위의 3차원 유동해석 (COMPUTATIONS ON FLOW FIELDS AROUND A 3D FLAPPING PLATE USING THE HYBRID CARTESIAN/IMMERSED BOUNDARY METHOD)

  • 신상묵
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.1-8
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    • 2007
  • A code is developed using the hybrid Cartesian/immersed boundary method and it is applied to simulate flows around a three-dimensional deforming body. A new criterion is suggested to distribute the immersed boundary nodes based on edges crossing a body boundary. Velocities are reconstructed at the immersed boundary nodes using the interpolation along a local normal line to the boundary. Reconstruction of the pressure at the immersed boundary node is avoided using the hybrid staggered/non-staggered grid method. The developed code is validated through comparisons with other experimental and numerical results for the velocity profiles around a circular cylinder under the forced in-line oscillation and the pressure coefficient distribution on a sphere. The code is applied to simulate the flow fields around a plate whose tail is periodically flapping under a translation. The effects of the velocity and acceleration due to the deformation on the periodic shedding of pairs of tip vortices are investigated.

유동 방향으로 놓여진 2개의 구를 지나는 유동에 대한 수치 해석적 연구 (Numerical Simulation of Flows Past Two spheres aligned in the streamwise direction)

  • 윤동혁;양경수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.1418-1423
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    • 2004
  • A parametric study on the interactions of two spheres aligned in the streamwise direction is carried out using an immersed boundary method. The numerical results for the case of single sphere for the range of Re ${\leq}$ 300 are in good agreement with other authors' experimental and numerical results currently available. Then, our main investigation is focused on identifying the change of the vortical structures in the presence of a nearby sphere aligned in the streamwise direction for the range Re ${\leq}$ 220. It turns out that significant changes in physical characteristics are noticed depending on how close the two spheres are. In this paper, not only quantitative changes in the key physical parameters such as the force coefficients, but also qualitative changes in vortex structures are reported and analyzed.

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