에너지시스템전공 박원규교수 전산유체실험실 연구실개요 본연구실은기계, 항공, 조선등의기계공학에관련된거의모든분야에서발생되는유체의물리적현상을 CFD(Computational Fluid Dynamics) 를이용하여이해 분석하고여러기업체, 연구소등각종기관에서필요한정확도높은유동정보를제공하고있습니다. 또한 외란및받음각에따른초공동다상유동해석연구, 다상유동화장치유동해석용역, KF-X 낫셀환기성능해석, 유체 - 고체연성해석을통한레시프로압축기 Valve-Muffler 거동분석및성능최적화, 대우조선해양수평발사및수직발사해석, 에너지기술인력양성사업 에선정되어혁신적해상풍력원천기술분야세계최고전문가그룹을양성해차세대신성장동력창출및해상풍력분야인력, 기술경쟁력을확보하고있습니다. 그리고방위산업청과국방과학연구소에서지정한수중운동체특화연구센터에참여하면서국내의중형잠수함연구개발과관련한차세대초월공동무기개발의장기연구과제에참여하고있습니다. 주관심연구분야 - 부유식해상풍력시스템 - 풍력터빈블레이드설계및성능해석 - 다상유동장해석, 수중무기유동설계및해석 - 프로펠러설계및성능해석 - 전산난류모델, 최적설계, 병렬연산 - 초음속및 ( 비 ) 압축성유동에대한연구 - 전산열유체역학 구성원 - 지도교수 : 박원규 (wgpark@pusan.ac.kr) - 박사과정 : 9 명 - 석 박통합과정 : 1 명 - 석사과정 : 5 명 연구실연락망 - 지도교수 : (051) 510-2457 - 실험실 : (051) 510-3064 - 홈페이지 : http://cfd.pusan.ac.kr 2단계두뇌한국 21사업 (BK21) 부산대학교대학원기계공학부미래핵심기계부품소재산학공동사업단부산대학교기계공학부첨단기계부품소재인력양성사업단
연구목적다상유동화장치의설계및성능확인을위한공동수조시험및유동해석 연구내용수상선의다상유동에의한저항감소화연구공기윤활기법, 초공동화기법
연구목적비정상상태외란, 분사조건및받음각을고려한다상유동해석 연구내용압축성유동해석을위한다상유동해석프로그램개발자유수면효과를고려한다상유동해석프로그램검증 실험 - 해석간프로그램비교 / 검증 ADD/KRISO 실험 Schematic of two-flap gust generator (top) and view from the bottom of the apparatus in place. Note that the OK-2003 hydrofoil is cavitating in the absence of cavitation on the gust generator.
연구목적가스터빈의에너지손실을최소화하기위한누설량저감설계연구 연구내용 Labyrinth Seal 과 Honeycomb Seal 을조합하여누설량특성분석환경변수와형상변수에따른누설량변화에대한 Database 구축 Honeycomb & Labyrinth Seal 유동해석 ( 속도분포 ) Honeycomb & Labyrinth Seal 형상및격자 Honeycomb & Labyrinth Seal 유동해석 (Cavity 를고려한유동, 온도분포 / 속도분포 ) 실험결과를기반으로한 Database 구축
연구목적풍력발전기가세계시장에서경쟁력을갖기위해풍력발전설비의설계에대한원천기술확보필요 연구내용 CFD기법을이용한풍력터빈블레이드유동전산해석 Streamline of Wind Blade 풍력터빈블레이드기본성능해석 Primary airfoil NACA66(1)212 2차원단면해석결과 AOA=0 AOA=4 AOA=8 AOA=12 AOA=16 AOA=20 Pressure Contour and Streamlines
연구목적어뢰선수부에발생하는공동 (Cavity) 의위치와형상공동 (Catity) 의크기예측 연구내용어뢰선수부의공동현상을각형상따른크기예측 각어뢰형상에따라서 Cavitation 이다르게나타나는것을보여준다. Hemispherical fore-body Ogive fore-body Hemispherical fore-body 3D Ogive fore-body 3D
연구목적수중운동체후미부에발생되는후류는발사궤적예측제어에문제점.( 하푼미사일, 토마호크 ) 연구내용수중운동체발사시운동체후미부후류및추종가스영향을고려한수중운동체유동현상해석 Pressure Liquid Volume Fraction 미사일을수중발사시잠수함후류에의한영향은미사일발사궤적과운동에큰영향. 따라서미사일주변유동현상에대한다상유동장해석
연구목적잠수함의고속화와은밀화를위해서, 잠수함주위의유동장을유동방향의변화에따라서예측 연구내용잠수함의고속화나은밀화에영향을줄수있는받음각과편향각의변화에따른거동해석 잠수함주위의유동위에서볼수있듯이유동소음의주원인은상단부분과후미부에서나타나는것을알수있다. Variation of Angle of Attack(+) : Surfacing Variation of Yaw Angle(+) :Turning leftward 잠수함압력장받음각 ( 왼쪽 ) 편향각 ( 오른쪽 )
연구목적차세대수중무기시스템초월공동어뢰개발 연구내용어뢰주변의유동장해석을통하여초월공동현상해석 초월공동이란? 비압축성유체내에서공동현상을이용하여마찰저항을최소화하기위해버블로완전히둘러싸인공간을만드는기술 ( 수중에서초음속으로움직이는현상 ) 공기속에서움직이는것과같아빠른속도로움직일수있다. 3D Liquid volume fraction & pressure contour 초월공동어뢰 (Barracuda 형 ) 3D Streamline
연구목적어뢰선수부에발생하는공동 (Cavity) 의위치와형상공동 (Catity) 의크기예측 연구내용어뢰선수부의공동현상을각형상따른크기예측 청상어? 탄두직경 32cm, 전체길이 2.7m, 무게 280kg 에최고속도 45 노트 ( 시속 83km) 이상. 선진국의경어뢰와대등한사거리와작전수심, 속도등의성능을갖추고있다. 청상어주위의압력장 Streamlines (Angle of Attack : 10 ) 후미부주위의압력장
연구목적각종해양자원의이용및개발에필요한수중로봇용추진기개발 연구내용 - 단면익형해석을바탕으로수중로봇용추진기설계 - 설계된추진기의유동장해석및수력학적성능분석 추진기주변유선 추진기주변압력분포
추진프로펠러유동전산해석결과 Pressure outlet Velocity inlet Tip vortex Periodic conditions Suction side Pressure side K T K Q T n 2 D 4 Q n V J nd K o K T Q 2 D 5 J 2 Performance of a ducted propulsor
Current Convection system 과 Steam generator 에 Heating source 별도로구성 Convection system Output Image Lightwave 를이용한 Convection 과 Steam generator 동시수행 System 개발 Steam generator Sheath heater Lightwave convection system 최적화 Sheath heater
냉장고이슬맺힘의효과적인해석 이슬맺힘의억제및방지 주요측정부위 ; F-door handle 부위
연구목적 자동차 주위의 유동해석 수행으로 차량주위의 유동특성의 파악과 성능향상을 도모하고, 공력 소음을 저감시키기 위함 연구내용 고속운행으로 인한 자동차 주위의 유동해석과 주위에서 발생하는 공력소음해석 1.4625 1.26372 1.06493 0.866143 0.667357 0.468571 0.269785 0.070999 자동차 표면에서의 압력분포. (미러주위의 압력차는 소음발생의 원인이된다) Flow Analysis of Automobile Cabin 5 7 11 Level 5 11 5 4 151 5 2 3 1 3 5 4 5 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1 Temperature Analysis of Automobile Cabin T 316.57 310.14 303.71 297.28 290.85 284.43 278.00 271.57 265.14 258.71 자동차 표면에서의 유선
연구목적고속열차터널진입시열차주위의유동해석으로항력감소기술연구 연구내용비정상압축성점성유동의 Navier-Stokes 방정식을이용한터널진입용코드개발터널진입시차체와터널사이의압력분포해석 Z BLOCK 2 BLOCK 2 BLOCK 1 X Y BLOCK 1 BLOCK 1 BLOCK 2 고속전철주위의속도유선및결과 BLOCK 2 50 고속전철주위의속도유선및결과 계산을위한격자계 터널진입시고속전철주위의유동해석
연구목적초고속선, 특수목적선개발과관련하여 Waterjet 추진방식에대한연구 연구내용 Waterjet 내부유동해석을통하여 Waterjet 의성능해석, 진동, 소음및 cavitation 해석 덕트내부유동 적용분야 로터주변유동스테이터주변유동 Streamline Pressure Amphibian Tank Armored Vehicle( 장갑차 ) 인도국방부 ( 육군 ) 에기술수출예정
연구목적 Hydrofoil 의더나은효율과긴수명, 그리고운전환경을개선하기위한 Cavitation 감소및이점증대 연구내용 Hydrofoil 에발생하는공동 (Cavity) 의위치와형상공동 (Catity) 의크기예측 Hydrofoil 주위의유동해석 Time = 4.08 (sec) Time = 6.12 (sec) Time = 8.16 (sec) Time = 10.20 (sec) Validation of Hydrofoil (NACA 66 modified) at = 0.91 and 1.0, Re=2 106, = 4o Time = 12.24 (sec) Time = 14.28 (sec) By Shen at al.(1989) At = 0.91 At = 1.0
연구목적환경오염방지에필요한막대한자금의경제적체적화를위해복잡지형내의오염물질대기확산예측 연구내용 x/h=0 복잡지형내에서의대기오염물질확산예측을위한대기유동예측 x/h=2.5 x/h=-5 x/h=5 x/h=6.5 HILL-5 CU H 2 / Q 100 10 1 Exp. Gaussian plume model Puff model Hs/H=0.5 y / H 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CU H 2 / Q 0.1-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 10 x / H 5 1 0.5 Exp. Gaussain plume model Puff model Hs/H=1.0 Le vel C: 1 0.00E+00 4 5.29E-07 7 6.70E-06 x/h=30 x/h=20 x/h=10 x/h=5 x/h=1 4 10 2.01E-05 4 13 9.49E-05 4 16 4.63E-04 4 x/h=20 19 1.12E-03 22 2.91E-03 x/h=30-0.3 0 0.3 0.6 0.9 9 8 7 6 x/h=-8 0 0.3 0.6 0.9 0 0.3 0.6 0.9 0 0.3 0.6 0.9 0 0.3 0.6 0.9 1.2 u x/h=0 HILL-8 x/h=4 x/h=8 x/h=10 0.1-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 x / H 6 1 x/h=1 x/h=5 x/h=10 y / H 5 4 3 2 1-0.3 0 0.3 0.6 0.9 0 0.3 0.6 0.9 0 0.3 0.6 0.9 0 0.3 0.6 0.9 0 0.3 0.6 0.9 u
7.95D 연구목적입수초기자세및운동특성해석 연구내용해수면에의해도비된탄의이동경로해석 Source Panel 방법을이용한입수충격량수치해석 D x 8.48D 1.91D 2.95D y 입수각변화에따른도비현상 Drag Coeff. Normal Force Coeff. Θ = 10 Θ = 20 Θ = 30 1.07 10-2 (sec) Θ = 10 Θ = 20 Θ = 30
연구목적고압에의해발사되는어뢰유동해석 연구내용어뢰발사시어뢰에주변압력분포해석 압축공기탱크 Compressed Air Reservoir Ejection (Firing) Valve 방출밸브 발사관 전체시스템 발사체 Projectile Harpoon Missile
=0 o =60 o =90 o =120 o =150o 블레이드주변압력과유선