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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 발행연도
- 2019.9
- 수록면
- 76 - 83 (8page)
- DOI
- 10.6112/kscfe.2019.24.3.076
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A developed code is applied to simulate the air cushion effects caused by isentropic and isothermal processes of entrapped air in incompressible free surface flows. The code uses a pressure-based method for the unified conservation laws of incompressible and compressible fluids. To calculate a pressure field, including compressible entrapped gas region, a pressure Poisson equation is solved for the whole domain. The effects of gas compressibility are reflected in the source terms of the pressure Poisson equation. The oscillations of water column in a closed tube are simulated, which are caused by compression and expansion of air on both sides of the water column. A good agreement is achieved for comparison of computed time history of pressure at the end of the closed tube with other reported result. In the isentropic process, the period of the oscillation becomes shorter and the amplitude becomes bigger. It is shown that the variations in the period and the amplitude can be readily explained based on analogy of a spring-mass system. As the initial velocity of the water column increases, the non-linearity of pressure oscillation becomes more noticeable. However, the variations in oscillation characteristics according to the processes of air remain unchanged. The developed code is applied to compare the air cushion effects caused by isentropic and isothermal processes of entrapped air in broken dam flows. Similar tendencies are observed for variations in period and amplitude of pressure oscillations, according to the assumptions on density-pressure relationship of entrapped air in broken dam flows.
목차
1. 서론
2. 수치해석 기법
3. 닫힌 관내 공기의 등엔트로피 및 등온과정에 따른 물의 운동 변화
4. 댐 붕괴 유동에서 갇힌 공기의 등엔트로피 및 등온과정에 따른 물의 압력 진동 변화
5. 결론
References
참고문헌 (23)
참고문헌 신청
2012, Abrahamsen, B.C. and Faltinsen, O.M., The natural frequency of the pressure oscillations inside a water-wave entrapped air pocket on a rigid wall, Journal of Fluids and Structures, Vol.35, pp.200-212.
2011, Huera-Huarte, F.J., Jeon, D. and Gharib, M., Experimental investigation of water slamming loads on panels, Ocean Engineering, Vol.38, No.11-12, pp.1347-1355.
2009, Park, J.S., Kim, H.Y., Lee, K.H., Kwon, S.H., Jeon, S.S. and Jung, B.H., An experimental study on compressibility effect in sloshing phenomenon, Journal of Ocean Engineering and Technology, Vol.23, No.4, pp.12-18.
2015, Amromin, E.L., Ships with ventilated cavitation in seaways and active flow control, Applied Ocean Research, Vol.50, pp.163-172.
2013, Causon, D.M. and Mingham, C.G., Finite volume simulation of unsteady shock-cavitation in compressible water, International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol.72, No.6, pp.632-649.
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2009, Park, J.S., Kim, H.Y., Lee, K.H., Kwon, S.H., Jeon, S.S. and Jung, B.H., An experimental study on compressibility effect in sloshing phenomenon, Journal of Ocean Engineering and Technology, Vol.23, No.4, pp.12-18.
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2013, Causon, D.M. and Mingham, C.G., Finite volume simulation of unsteady shock-cavitation in compressible water, International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol.72, No.6, pp.632-649.
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