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CFD-DEM 연계 모델 개발 및 세굴 현상에의 적용

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dc.contributor.advisor 박선호 -
dc.contributor.author 송성진 -
dc.date.accessioned 2021-01-31T08:39:58Z -
dc.date.available 2021-01-31T08:39:58Z -
dc.date.issued 2020 -
dc.identifier.uri http://repository.kmou.ac.kr/handle/2014.oak/12479 -
dc.identifier.uri http://kmou.dcollection.net/common/orgView/200000340522 -
dc.description.abstract In this study, the Eulerian-Lagrangian approach was used to investigate the fluid flow and the behavior of sediment particles around a subsea pipeline exposed to a current. A solver was developed using the open-source libraries for computational fluid dynamics (CFD) and discrete element method (DEM). The solver used the averaging method based on the kernel function to overcome the grid dependency. To improve the accuracy of the drag force acting on the particle, a modified void fraction is presented in the drag model. The settling velocity of a single particle, the angle of repose, and the incipient motion of particles were simulated and compared with the experimental data to validate numerical methods. The ratio of the grid size to the particle size had no effect. This developed numerical solver was applied to a scour phenomenon around a subsea pipeline. The fluid flow around the subsea pipeline was analyzed and the motion of individual soil particles was tracked. It is possible to deepen the understanding of the scour phenomenon using the information on individual particles, which consider particle to particle interaction as well as the interaction between fluid and particles. Finally, the scour around the subsea pipeline was predicted and discussed. -
dc.description.tableofcontents 1. 서 론 1.1 연구 배경 1 1.2 연구 목적 7 2. 계산 방법 2.1 이산요소법 지배 방정식 8 2.2 전산유체역학 지배 방정식 9 2.3 커널 기반 평균화 기법 12 2.4 항력 모델의 볼륨비 13 2.5 소스 코드의 병렬화 13 2.6 CFD-DEM 연계 모델의 흐름도 17 3. 수치적 검증 3.1 단일 입자 침전 19 3.1.1 물에서 자유 낙하하는 모래 입자 19 3.1.2 물에서 자유 낙하하는 강체 구 25 3.1.3 물에서 자유 낙하하는 유리구슬 26 3.1.4 실리콘 오일에서 자유 낙하하는 나일론 공 28 3.2 안식각(Angle of Repose) 31 3.3 입자의 초기 운동 35 4. 해저파이프의 세굴 해석 4.1 계산영역 크기, 경계조건 및 격자 37 4.2 수치해석 방법 39 4.3 파이프라인 주위 세굴 해석 39 4.4 CFD-DEM 연계 모델의 장점 및 제한 48 5. 결론 49 참고문헌 50 감사의 글 56 -
dc.language kor -
dc.publisher 한국해양대학교 대학원 -
dc.rights 한국해양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. -
dc.title CFD-DEM 연계 모델 개발 및 세굴 현상에의 적용 -
dc.title.alternative Development of CFD and DEM coupled solver and its application to scouring phenomenon -
dc.type Dissertation -
dc.date.awarded 2020. 8 -
dc.contributor.department 대학원 해양공학과 -
dc.contributor.affiliation 한국해양대학교 대학원 해양공학과 -
dc.description.degree Doctor -
dc.identifier.bibliographicCitation 송성진. (2020). CFD-DEM 연계 모델 개발 및 세굴 현상에의 적용 -
dc.subject.keyword 전산유체역학 -
dc.subject.keyword 이산요소법 -
dc.subject.keyword 오일러-라그랑지안 접근법 -
dc.subject.keyword 커널기반 평균화 기법 -
dc.subject.keyword 해저 파이프라인 -
dc.subject.keyword 세굴 현상 -
dc.identifier.holdings 000000001979▲200000001758▲200000340522▲ -
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해양공학과 > Thesis
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