The 3D computational domain model (50–18.6) slope change, and boundary condition for (50–30 slope change) model.

Numerical investigation of flow characteristics over stepped spillways

Güven, Aytaç
Mahmood, Ahmed Hussein
Water Supply (2021) 21 (3): 1344–1355.
https://doi.org/10.2166/ws.2020.283 Article history

Abstract

Spillways are constructed to evacuate flood discharge safely so that a flood wave does not overtop the dam body. There are different types of spillways, with the ogee type being the conventional one. A stepped spillway is an example of a nonconventional spillway. The turbulent flow over a stepped spillway was studied numerically by using the Flow-3D package. Different fluid flow characteristics such as longitudinal flow velocity, temperature distribution, density and chemical concentration can be well simulated by Flow-3D. In this study, the influence of slope changes on flow characteristics such as air entrainment, velocity distribution and dynamic pressures distribution over a stepped spillway was modelled by Flow-3D. The results from the numerical model were compared with an experimental study done by others in the literature. Two models of a stepped spillway with different discharge for each model were simulated. The turbulent flow in the experimental model was simulated by the Renormalized Group (RNG) turbulence scheme in the numerical model. A good agreement was achieved between the numerical results and the observed ones, which are exhibited in terms of graphics and statistical tables.

배수로는 홍수가 댐 몸체 위로 넘치지 않도록 안전하게 홍수를 피할 수 있도록 건설되었습니다. 다른 유형의 배수로가 있으며, ogee 유형이 기존 유형입니다. 계단식 배수로는 비 전통적인 배수로의 예입니다. 계단식 배수로 위의 난류는 Flow-3D 패키지를 사용하여 수치적으로 연구되었습니다.

세로 유속, 온도 분포, 밀도 및 화학 농도와 같은 다양한 유체 흐름 특성은 Flow-3D로 잘 시뮬레이션 할 수 있습니다. 이 연구에서는 계단식 배수로에 대한 공기 혼입, 속도 분포 및 동적 압력 분포와 같은 유동 특성에 대한 경사 변화의 영향을 Flow-3D로 모델링 했습니다.

수치 모델의 결과는 문헌에서 다른 사람들이 수행한 실험 연구와 비교되었습니다. 각 모델에 대해 서로 다른 배출이 있는 계단식 배수로의 두 모델이 시뮬레이션되었습니다. 실험 모델의 난류 흐름은 수치 모델의 Renormalized Group (RNG) 난류 계획에 의해 시뮬레이션되었습니다. 수치 결과와 관찰 된 결과 사이에 좋은 일치가 이루어졌으며, 이는 그래픽 및 통계 테이블로 표시됩니다.

HIGHLIGHTS

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A numerical model was developed for stepped spillways.
The turbulent flow was simulated by the Renormalized Group (RNG) model.
Both numerical and experimental results showed that flow characteristics are greatly affected by abrupt slope change on the steps.

Keyword

CFD, numerical modelling, slope change, stepped spillway, turbulent flow

INTRODUCTION

댐 구조는 물 보호가 생활의 핵심이기 때문에 물을 저장하거나 물을 운반하는 전 세계에서 가장 중요한 프로젝트입니다. 그리고 여수로는 댐의 가장 중요한 부분 중 하나로 분류됩니다. 홍수로 인한 파괴 나 피해로부터 댐을 보호하기 위해 여수로가 건설됩니다.

수력 발전, 항해, 레크리에이션 및 어업의 중요성을 감안할 때 댐 건설 및 홍수 통제는 전 세계적으로 매우 중요한 문제로 간주 될 수 있습니다. 많은 유형의 배수로가 있지만 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다 : ogee 배수로, 자유 낙하 배수로, 사이펀 배수로, 슈트 배수로, 측면 채널 배수로, 터널 배수로, 샤프트 배수로 및 계단식 배수로.

그리고 모든 여수로는 입구 채널, 제어 구조, 배출 캐리어 및 출구 채널의 네 가지 필수 구성 요소로 구성됩니다. 특히 롤러 압축 콘크리트 (RCC) 댐 건설 기술과 더 쉽고 빠르며 저렴한 건설 기술로 분류 된 계단식 배수로 건설과 관련하여 최근 수십 년 동안 많은 계단식 배수로가 건설되었습니다 (Chanson 2002; Felder & Chanson 2011).

계단식 배수로 구조는 캐비테이션 위험을 감소시키는 에너지 소산 속도를 증가시킵니다 (Boes & Hager 2003b). 계단식 배수로는 다양한 조건에서 더 매력적으로 만드는 장점이 있습니다.

계단식 배수로의 흐름 거동은 일반적으로 낮잠, 천이 및 스키밍 흐름 체제의 세 가지 다른 영역으로 분류됩니다 (Chanson 2002). 유속이 낮을 때 nappe 흐름 체제가 발생하고 자유 낙하하는 낮잠의 시퀀스로 특징 지워지는 반면, 스키밍 흐름 체제에서는 물이 외부 계단 가장자리 위의 유사 바닥에서 일관된 흐름으로 계단 위로 흐릅니다.

또한 주요 흐름에서 3 차원 재순환 소용돌이가 발생한다는 것도 분명합니다 (예 : Chanson 2002; Gonzalez & Chanson 2008). 계단 가장자리 근처의 의사 바닥에서 흐름의 방향은 가상 바닥과 가상으로 정렬됩니다. Takahashi & Ohtsu (2012)에 따르면, 스키밍 흐름 체제에서 주어진 유속에 대해 흐름은 계단 가장자리 근처의 수평 계단면에 영향을 미치고 슈트 경사가 감소하면 충돌 영역의 면적이 증가합니다. 전이 흐름 체제는 나페 흐름과 스키밍 흐름 체제 사이에서 발생합니다. 계단식 배수로를 설계 할 때 스키밍 흐름 체계를 고려해야합니다 (예 : Chanson 1994, Matos 2000, Chanson 2002, Boes & Hager 2003a).

CFD (Computational Fluid Dynamics), 즉 수력 공학의 수치 모델은 일반적으로 물리적 모델에 소요되는 총 비용과 시간을 줄여줍니다. 따라서 수치 모델은 실험 모델보다 빠르고 저렴한 것으로 분류되며 동시에 하나 이상의 목적으로 사용될 수도 있습니다. 사용 가능한 많은 CFD 소프트웨어 패키지가 있지만 가장 널리 사용되는 것은 FLOW-3D입니다. 이 연구에서는 Flow 3D 소프트웨어를 사용하여 유량이 서로 다른 두 모델에 대해 계단식 배수로에서 공기 농도, 속도 분포 및 동적 압력 분포를 시뮬레이션합니다.

Roshan et al. (2010)은 서로 다른 수의 계단 및 배출을 가진 계단식 배수로의 두 가지 물리적 모델에 대한 흐름 체제 및 에너지 소산 조사를 연구했습니다. 실험 모델의 기울기는 각각 19.2 %, 12 단계와 23 단계의 수입니다. 결과는 23 단계 물리적 모델에서 관찰 된 흐름 영역이 12 단계 모델보다 더 수용 가능한 것으로 간주되었음을 보여줍니다. 그러나 12 단계 모델의 에너지 손실은 23 단계 모델보다 더 많았습니다. 그리고 실험은 스키밍 흐름 체제에서 23 단계 모델의 에너지 소산이 12 단계 모델보다 약 12 % 더 적다는 것을 관찰했습니다.

Ghaderi et al. (2020a)는 계단 크기와 유속이 다른 정련 매개 변수의 영향을 조사하기 위해 계단식 배수로에 대한 실험 연구를 수행했습니다. 그 결과, 흐름 체계가 냅페 흐름 체계에서 발생하는 최소 scouring 깊이와 같은 scouring 구멍 치수에 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다. 또한 테일 워터 깊이와 계단 크기는 최대 scouring깊이에 대한 실제 매개 변수입니다. 테일 워터의 깊이를 6.31cm에서 8.54 및 11.82cm로 늘림으로써 수세 깊이가 각각 18.56 % 및 11.42 % 증가했습니다. 또한 이 증가하는 테일 워터 깊이는 scouring 길이를 각각 31.43 % 및 16.55 % 감소 시킵니다. 또한 유속을 높이면 Froude 수가 증가하고 흐름의 운동량이 증가하면 scouring이 촉진됩니다. 또한 결과는 중간의 scouring이 횡단면의 측벽보다 적다는 것을 나타냅니다. 계단식 배수로 하류의 최대 scouring 깊이를 예측 한 후 실험 결과와 비교하기 위한 실험식이 제안 되었습니다. 그리고 비교 결과 제안 된 공식은 각각 3.86 %와 9.31 %의 상대 오차와 최대 오차 내에서 scouring 깊이를 예측할 수 있음을 보여주었습니다.

Ghaderi et al. (2020b)는 사다리꼴 미로 모양 (TLS) 단계의 수치 조사를 했습니다. 결과는 이러한 유형의 배수로가 확대 비율 LT / Wt (LT는 총 가장자리 길이, Wt는 배수로의 폭)를 증가시키기 때문에 더 나은 성능을 갖는 것으로 관찰되었습니다. 또한 사다리꼴 미로 모양의 계단식 배수로는 더 큰 마찰 계수와 더 낮은 잔류 수두를 가지고 있습니다. 마찰 계수는 다양한 배율에 대해 0.79에서 1.33까지 다르며 평평한 계단식 배수로의 경우 대략 0.66과 같습니다. 또한 TLS 계단식 배수로에서 잔류 수두의 비율 (Hres / dc)은 약 2.89이고 평평한 계단식 배수로의 경우 약 4.32와 같습니다.

Shahheydari et al. (2015)는 Flow-3D 소프트웨어, RNG k-ε 모델 및 VOF (Volume of Fluid) 방법을 사용하여 배출 계수 및 에너지 소산과 같은 자유 표면 흐름의 프로파일을 연구하여 스키밍 흐름 체제에서 계단식 배수로에 대한 흐름을 조사했습니다. 실험 결과와 비교했습니다. 결과는 에너지 소산 율과 방전 계수율의 관계가 역으로 실험 모델의 결과와 잘 일치 함을 보여 주었다.

Mohammad Rezapour Tabari & Tavakoli (2016)는 계단 높이 (h), 계단 길이 (L), 계단 수 (Ns) 및 단위 폭의 방전 (q)과 같은 다양한 매개 변수가 계단식 에너지 소산에 미치는 영향을 조사했습니다. 방수로. 그들은 해석에 FLOW-3D 소프트웨어를 사용하여 계단식 배수로에서 에너지 손실과 임계 흐름 깊이 사이의 관계를 평가했습니다. 또한 유동 난류에 사용되는 방정식과 표준 k-ɛ 모델을 풀기 위해 유한 체적 방법을 적용했습니다. 결과에 따르면 스텝 수가 증가하고 유량 배출량이 증가하면 에너지 손실이 감소합니다. 얻은 결과를 다른 연구와 비교하고 경험적, 수학적 조사를 수행하여 결국 합격 가능한 결과를 얻었습니다.

METHODOLOGY

ListenReadSpeaker webReader: ListenFor all numerical models the basic principle is very similar: a set of partial differential equations (PDE) present the physical problems. The flow of fluids (gas and liquid) are governed by the conservation laws of mass, momentum and energy. For Computational Fluid Dynamics (CFD), the PDE system is substituted by a set of algebraic equations which can be worked out by using numerical methods (Versteeg & Malalasekera 2007). Flow-3D uses the finite volume approach to solve the Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equation, by applying the technique of Fractional Area/Volume Obstacle Representation (FAVOR) to define an obstacle (Flow Science Inc. 2012). Equations (1) and (2) are RANS and continuity equations with FAVOR variables that are applied for incompressible flows.

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(2)where is the velocity in x_i direction, t is the time, is the fractional area open to flow in the subscript directions, is the volume fraction of fluid in each cell, p is the hydrostatic pressure, is the density, is the gravitational force in subscript directions and is the Reynolds stresses.

Turbulence modelling is one of three key elements in CFD (Gunal 1996). There are many types of turbulence models, but the most common are Zero-equation models, One-equation models, Two-equation models, Reynolds Stress/Flux models and Algebraic Stress/Flux models. In FLOW-3D software, five turbulence models are available. The formulation used in the FLOW-3D software differs slightly from other formulations that includes the influence of the fractional areas/volumes of the FAVOR^TM method and generalizes the turbulence production (or decay) associated with buoyancy forces. The latter generalization, for example, includes buoyancy effects associated with non-inertial accelerations.

The available turbulence models in Flow-3D software are the Prandtl Mixing Length Model, the One-Equation Turbulent Energy Model, the Two-Equation Standard Model, the Two-Equation Renormalization-Group (RNG) Model and large Eddy Simulation Model (Flow Science Inc. 2012).In this research the RNG model was selected because this model is more commonly used than other models in dealing with particles; moreover, it is more accurate to work with air entrainment and other particles. In general, the RNG model is classified as a more widely-used application than the standard k-ɛ model. And in particular, the RNG model is more accurate in flows that have strong shear regions than the standard k-ɛ model and it is defined to describe low intensity turbulent flows. For the turbulent dissipation it solves an additional transport equation:

(3)where CDIS1, CDIS2, and CDIS3 are dimensionless parameters and the user can modify them. The diffusion of dissipation, Diff ɛ, is

(4)where u, v and w are the x, y and z coordinates of the fluid velocity; ⁠, ⁠, and ⁠, are FLOW-3D’s FAVOR^TM defined terms; and are turbulence due to shearing and buoyancy effects, respectively. R and are related to the cylindrical coordinate system. The default values of RMTKE, CDIS1 and CNU differ, being 1.39, 1.42 and 0.085 respectively. And CDIS2 is calculated from turbulent production (⁠⁠) and turbulent kinetic energy (⁠⁠).The kinematic turbulent viscosity is the same in all turbulence transport models and is calculated from

(5)where ⁠: is the turbulent kinematic viscosity. is defined as the numerical challenge between the RNG and the two-equation k-ɛ models, found in the equation below. To avoid an unphysically large result for in Equation (3), since this equation could produce a value for very close to zero and also because the physical value of may approach to zero in such cases, the value of is calculated from the following equation:

(6)where ⁠: the turbulent length scale.

VOF and FAVOR are classifications of volume-fraction methods. In these two methods, firstly the area should be subdivided into a control volume grid or a small element. Each flow parameter like velocity, temperature and pressure values within the element are computed for each element containing liquids. Generally, these values represent the volumetric average of values in the elements.Numerous methods have been used recently to solve free infinite boundaries in the various numerical simulations. VOF is an easy and powerful method created based on the concept of a fractional intensity of fluid. A significant number of studies have confirmed that this method is more flexible and efficient than others dealing with the configurations of a complex free boundary. By using VOF technology the Flow-3D free surface was modelled and first declared in Hirt & Nichols (1981). In the VOF method there are three ingredients: a planner to define the surface, an algorithm for tracking the surface as a net mediator moving over a computational grid, and application of the boundary conditions to the surface. Configurations of the fluids are defined in terms of VOF function, F (x, y, z, t) (Hirt & Nichols 1981). And this VOF function shows the volume of flow per unit volume

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(9)where is the density of the fluid, is a turbulent diffusion term, is a mass source, is the fractional volume open to flow. The components of velocity (u, v, w) are in the direction of coordinates (x, y, z) or (r, ⁠). in the x-direction is the fractional area open to flow, and are identical area fractions for flow in the y and z directions. The R coefficient is based on the selection of the coordinate system.

The FAVOR method is a different method and uses another volume fraction technique, which is only used to define the geometry, such as the volume of liquid in each cell used to determine the position of fluid surfaces. Another fractional volume can be used to define the solid surface. Then, this information is used to determine the boundary conditions of the wall that the flow should be adapted for.

Case study

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In this study, the experimental results of Ostad Mirza (2016) was simulated. In a channel composed of two 4 m long modules, with a transparent sidewall of height 0.6 m and 0.5 m width. The upstream chute slope (i.e. pseudo-bottom angle) Ɵ1 = 50°, the downstream chute slope Ɵ2 = 30° or 18.6°, the step heights h = 0.06 m, the total number of steps along the 50° chute 41 steps, the total number of steps along the 30° chute 34 steps and the total number of steps along the 18.6° chute 20 steps.

The flume inflow tool contained a jetbox with a maximum opening set to 0.12 meters, designed for passing the maximum unit discharge of 0.48 m²/s. The measurements of the flow properties (i.e. air concentration and velocity) were computed perpendicular to the pseudo-bottom as shown in Figure 1 at the centre of twenty stream-wise cross-sections, along the stepped chute, (i.e. in five steps up on the slope change and fifteen steps down on the slope change, namely from step number −09 to +23 on 50°–30° slope change, or from −09 to +15 on 50°–18.6° slope change, respectively).

Sketch of the air concentration C and velocity V measured perpendicular to the pseudo-bottom used by Mirza (Ostad Mirza 2016).

Pressure sensors were arranged with the x/l values for different slope change as shown in Table 1, where x is the distance from the step edge, along the horizontal step face, and l is the length of the horizontal step face. The location of pressure sensors is shown in Table 1.Table 1

Location of pressure sensors on horizontal step faces

Θ(°)	L(m)			x/l (–)
50.0	0.050	0.35	0.64	–	–	–
30.0	0.104	0.17	0.50	0.84	–	–
18.6	0.178	0.10	0.30	0.50	0.7	0.88

Location of pressure sensors on horizontal step faces

Inlet boundary condition for Q = 0.235 m3/s and fluid elevation 4.21834 m.

Inlet boundary condition for Q = 0.235 m³/s and fluid elevation 4.21834 m.

Numerical model set-up

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A 3D numerical model of hydraulic phenomena was simulated based on an experimental study by Ostad Mirza (2016). The water surcharge and flow pressure over the stepped spillway was computed for two models of a stepped spillway with different discharge for each model. In this study, the package was used to simulate the flow parameters such as air entrainment, velocity distribution and dynamic pressures. The solver uses the finite volume technique to discretize the computational domain. In every test run, one incompressible fluid flow with a free surface flow selected at 20̊ was used for this simulation model. Table 2 shows the variables used in test runs.Table 2

Variables used in test runs

Test no.	Θ₁ (°)	Θ₂ (°)	h(m)	d₀	q (m³s⁻¹)	d_c/h (–)
1	50	18.6	0.06	0.045	0.1	2.6
2	50	18.6	0.06	0.082	0.235	4.6
3	50	30.0	0.06	0.045	0.1	2.6
4	50	30.0	0.06	0.082	0.235	4.6

Table 2 Variables used in test runs

For stepped spillway simulation, several parameters should be specified to get accurate simulations, which is the scope of this research. Viscosity and turbulent, gravity and non-inertial reference frame, air entrainment, density evaluation and drift-flux should be activated for these simulations. There are five different choices in the ‘viscosity and turbulent’ option, in the viscosity flow and Renormalized Group (RNG) model. Then a dynamical model is selected as the second option, the ‘gravity and non-inertial reference frame’. Only the z-component was inputted as a negative 9.81 m/s² and this value represents gravitational acceleration but in the same option the x and y components will be zero. Air entrainment is selected. Finally, in the drift-flux model, the density of phase one is input as (water) 1,000 kg/m³ and the density of phase two (air) as 1.225 kg/m³. Minimum volume fraction of phase one is input equal to 0.1 and maximum volume fraction of phase two to 1 to allow air concentration to reach 90%, then the option allowing gas to escape at free surface is selected, to obtain closer simulation.

The flow domain is divided into small regions relatively by the mesh in Flow-3D numerical model. Cells are the smallest part of the mesh, in which flow characteristics such as air concentration, velocity and dynamic pressure are calculated. The accuracy of the results and simulation time depends directly on the mesh block size so the cell size is very important. Orthogonal mesh was used in cartesian coordinate systems. A smaller cell size provides more accuracy for results, so we reduced the number of cells whilst including enough accuracy. In this study, the size of cells in x, y and z directions was selected as 0.015 m after several trials.

Figure 3 shows the 3D computational domain model 50–18.6 slope change, that is 6.0 m length, 0.50 m width and 4.23 m height. The 3D model of the computational domain model 50–30 slope changes this to 6.0 m length, 0.50 m width and 5.068 m height and the size of meshes in x, y, and z directions are 0.015 m. For the 50–18.6 slope change model: both total number of active and passive cells = 4,009,952, total number of active cells = 3,352,307, include real cells (used for solving the flow equations) = 3,316,269, open real cells = 3,316,269, fully blocked real cells equal to zero, external boundary cells were 36,038, inter-block boundary cells = 0 (Flow-3D report). For 50–30 slope change model: both total number of active and passive cells = 4,760,002, total number of active cells equal to 4,272,109, including real cells (used for solving the flow equations) were 3,990,878, open real cells = 3,990,878 fully blocked real cells = zero, external boundary cells were 281,231, inter-block boundary cells = 0 (Flow-3D report).

Figure 3VIEW LARGE DOWNLOAD SLIDE

The 3D computational domain model (50–18.6) slope change, and boundary condition for (50–30 slope change) model.

When solving the Navier-Stokes equation and continuous equations, boundary conditions should be applied. The most important work of boundary conditions is to create flow conditions similar to physical status. The Flow-3D software has many types of boundary condition; each type can be used for the specific condition of the models. The boundary conditions in Flow-3D are symmetry, continuative, specific pressure, grid overlay, wave, wall, periodic, specific velocity, outflow, and volume flow rate.

There are two options to input finite flow rate in the Flow-3D software either for inlet discharge of the system or for the outlet discharge of the domain: specified velocity and volume flow rate. In this research, the X-minimum boundary condition, volume flow rate, has been chosen. For X-maximum boundary condition, outflow was selected because there is nothing to be calculated at the end of the flume. The volume flow rate and the elevation of surface water was set for Q = 0.1 and 0.235 m³/s respectively (Figure 2).

The bottom (Z-min) is prepared as a wall boundary condition and the top (Z-max) is computed as a pressure boundary condition, and for both (Y-min) and (Y-max) as symmetry.

RESULTS AND DISCUSSION

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The air concentration distribution profiles in two models of stepped spillway were obtained at an acquisition time equal to 25 seconds in skimming flow for both upstream and downstream of a slope change 50°–18.6° and 50°–30° for different discharge as in Table 2, and as shown in Figure 4 for 50°–18.6° slope change and Figure 5 for 50°–30° slope change configuration for dc/h = 4.6. The simulation results of the air concentration are very close to the experimental results in all curves and fairly close to that predicted by the advection-diffusion model for the air bubbles suggested by Chanson (1997) on a constant sloping chute.

Figure 4VIEW LARGE DOWNLOAD SLIDE

Experimental and simulated air concentration distribution for steps number −5, +1, +5, +8, +11 and +15 along the 50°–18.6° slope change for dc/h = 4.6.

Figure 5VIEW LARGE DOWNLOAD SLIDE

Experimental and simulated air concentration distribution for steps number −5, +1, +5, +11, +19 and +22 along the 50°–30° slope change, for dc/h = 4.6.

Figure 6VIEW LARGE DOWNLOAD SLIDE

Figure 6 Experimental and simulated dimensionless velocity distribution for steps number −5, −1, +1, +5, +8, +11 and +15 along the 50°–18.6° slope change for dc/h = 2.6.

Experimental and simulated dimensionless velocity distribution for steps number −5, −1, +1, +5, +8, +11 and +15 along the 50°–18.6° slope change for dc/h = 2.6.

Figure 7 Experimental and simulated dimensionless velocity distribution for steps number −5, −1, +1, +5. +11, +15 and +22 along the 50°–30° slope change for dc/h = 2.6.

Figure 7VIEW LARGE DOWNLOAD SLIDE

Experimental and simulated dimensionless velocity distribution for steps number −5, −1, +1, +5. +11, +15 and +22 along the 50°–30° slope change for dc/h = 2.6.

But as is shown in all above mentioned figures it is clear that at the pseudo-bottom the CFD results of air concentration are less than experimental ones until the depth of water reaches a quarter of the total depth of water. Also the direction of the curves are parallel to each other when going up towards the surface water and are incorporated approximately near the surface water. For all curves, the cross-section is separate between upstream and downstream steps. Therefore the (-) sign for steps represents a step upstream of the slope change cross-section and the (+) sign represents a step downstream of the slope change cross-section.

The dimensionless velocity distribution (V/V₉₀) profile was acquired at an acquisition time equal to 25 seconds in skimming flow of the upstream and downstream slope change for both 50°–18.6° and 50°–30° slope change. The simulation results are compared with the experimental ones showing that for all curves there is close similarity for each point between the observed and experimental results. The curves increase parallel to each other and they merge near at the surface water as shown in Figure 6 for slope change 50°–18.6° configuration and Figure 7 for slope change 50°–30° configuration. However, at step numbers +1 and +5 in Figure 7 there are few differences between the simulated and observed results, namely the simulation curves ascend regularly meaning the velocity increases regularly from the pseudo-bottom up to the surface water.

Figure 8 (50°–18.6° slope change) and Figure 9 (50°–30° slope change) compare the simulation results and the experimental results for the presented dimensionless dynamic pressure distribution for different points on the stepped spillway. The results show a good agreement with the experimental and numerical simulations in all curves. For some points, few discrepancies can be noted in pressure magnitudes between the simulated and the observed ones, but they are in the acceptable range. Although the experimental data do not completely agree with the simulated results, there is an overall agreement.

Figure 8 Comparison between simulated and experimental results for the dimensionless pressure for steps number −1, −2, −3 and +1, +2 +3 and +20 on the horizontal step faces of 50°–18.6° slope change configuration, for dc/h = 4.6, x is the distance from the step edge.

Figure 8VIEW LARGE DOWNLOAD SLIDE

Comparison between simulated and experimental results for the dimensionless pressure for steps number −1, −2, −3 and +1, +2 +3 and +20 on the horizontal step faces of 50°–18.6° slope change configuration, for dc/h = 4.6, x is the distance from the step edge.

Figure 9 Comparison between simulated and experimental results for the dimensionless pressure for steps number −1, −2, −3 and +1, +2 and +30, +31 on the horizontal step face of 50°–30° slope change configuration, for dc/h = 4.6, x is the distance from the step edge.

Figure 9VIEW LARGE DOWNLOAD SLIDE

Comparison between simulated and experimental results for the dimensionless pressure for steps number −1, −2, −3 and +1, +2 and +30, +31 on the horizontal step face of 50°–30° slope change configuration, for dc/h = 4.6, x is the distance from the step edge.

The pressure profiles were acquired at an acquisition time equal to 70 seconds in skimming flow on 50°–18.6°, where p is the measured dynamic pressure, h is step height and ϒ is water specific weight. A negative sign for steps represents a step upstream of the slope change cross-section and a positive sign represents a step downstream of the slope change cross-section.

Figure 10 shows the experimental streamwise development of dimensionless pressure on the 50°–18.6° slope change for dc/h = 4.6, x/l = 0.35 on 50° sloping chute and x/l = 0.3 on 18.6° sloping chute compared with the numerical simulation. It is obvious from Figure 10 that the streamwise development of dimensionless pressure before slope change (steps number −1, −2 and −3) both of the experimental and simulated results are close to each other. However, it is clear that there is a little difference between the results of the streamwise development of dimensionless pressure at step numbers +1, +2 and +3. Moreover, from step number +3 to the end, the curves get close to each other.

Figure 10 Comparison between experimental and simulated results for the streamwise development of the dimensionless pressure on the 50°–18.6° slope change, for dc/h = 4.6, and x/l = 0.35 on 50° sloping chute and x/l = 0.3 on 18.6° sloping chute.

Figure 10VIEW LARGE DOWNLOAD SLIDE

Comparison between experimental and simulated results for the streamwise development of the dimensionless pressure on the 50°–18.6° slope change, for dc/h = 4.6, and x/l = 0.35 on 50° sloping chute and x/l = 0.3 on 18.6° sloping chute.

Figure 11 compares the experimental and the numerical results for the streamwise development of the dimensionless pressure on the 50°–30° slope change, for dc/h = 4.6, and x/l = 0.35 on 50° sloping chute and x/l = 0.17 on 30° sloping chute. It is apparent that the outcomes of the experimental work are close to the numerical results, however, the results of the simulation are above the experimental ones before the slope change, but the results of the simulation descend below the experimental ones after the slope change till the end.

Figure 11 Comparison between experimental and simulated results for the streamwise development of the dimensionless pressure on the 50°–30° slope change, for dc/h = 4.6, and x/l = 0.35 on 50° sloping chute and x/l = 0.17 on 30° sloping chute.

Figure 11VIEW LARGE DOWNLOAD SLIDE

Comparison between experimental and simulated results for the streamwise development of the dimensionless pressure on the 50°–30° slope change, for dc/h = 4.6, and x/l = 0.35 on 50° sloping chute and x/l = 0.17 on 30° sloping chute.

CONCLUSION

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In this research, numerical modelling was attempted to investigate the effect of abrupt slope change on the flow properties (air entrainment, velocity distribution and dynamic pressure) over a stepped spillway with two different models and various flow rates in a skimming flow regime by using the CFD technique. The numerical model was verified and compared with the experimental results of Ostad Mirza (2016). The same domain of the numerical model was inputted as in experimental models to reduce errors as much as possible.

Flow-3D is a well modelled tool that deals with particles. In this research, the model deals well with air entrainment particles by observing their results with experimental results. And the reason for the small difference between the numerical and the experimental results is that the program deals with particles more accurately than the laboratory. In general, both numerical and experimental results showed that near to the slope change the flow bulking, air entrainment, velocity distribution and dynamic pressure are greatly affected by abrupt slope change on the steps. Although the extent of the slope change was relatively small, the influence of the slope change was major on flow characteristics.

The Renormalized Group (RNG) model was selected as a turbulence solver. For 3D modelling, orthogonal mesh was used as a computational domain and the mesh grid size used for X, Y, and Z direction was equal to 0.015 m. In CFD modelling, air concentration and velocity distribution were recorded for a period of 25 seconds, but dynamic pressure was recorded for a period of 70 seconds. The results showed that there is a good agreement between the numerical and the physical models. So, it can be concluded that the proposed CFD model is very suitable for use in simulating and analysing the design of hydraulic structures.

이 연구에서 수치 모델링은 두 가지 다른 모델과 다양한 유속을 사용하여 스키밍 흐름 영역에서 계단식 배수로에 대한 유동 특성 (공기 혼입, 속도 분포 및 동적 압력)에 대한 급격한 경사 변화의 영향을 조사하기 위해 시도되었습니다. CFD 기술. 수치 모델을 검증하여 Ostad Mirza (2016)의 실험 결과와 비교 하였다. 오차를 최대한 줄이기 위해 실험 모형과 동일한 수치 모형을 입력 하였다.

Flow-3D는 파티클을 다루는 잘 모델링 된 도구입니다. 이 연구에서 모델은 실험 결과를 통해 결과를 관찰하여 공기 혼입 입자를 잘 처리합니다. 그리고 수치와 실험 결과의 차이가 작은 이유는 프로그램이 실험실보다 입자를 더 정확하게 다루기 때문입니다. 일반적으로 수치 및 실험 결과는 경사에 가까워지면 유동 벌킹, 공기 혼입, 속도 분포 및 동적 압력이 계단의 급격한 경사 변화에 크게 영향을받는 것으로 나타났습니다. 사면 변화의 정도는 상대적으로 작았지만 사면 변화의 영향은 유동 특성에 큰 영향을 미쳤다.

Renormalized Group (RNG) 모델이 난류 솔버로 선택되었습니다. 3D 모델링의 경우 계산 영역으로 직교 메쉬가 사용되었으며 X, Y, Z 방향에 사용 된 메쉬 그리드 크기는 0.015m입니다. CFD 모델링에서 공기 농도와 속도 분포는 25 초 동안 기록되었지만 동적 압력은 70 초 동안 기록되었습니다. 결과는 수치 모델과 물리적 모델간에 좋은 일치가 있음을 보여줍니다. 따라서 제안 된 CFD 모델은 수력 구조물의 설계 시뮬레이션 및 해석에 매우 적합하다는 결론을 내릴 수 있습니다.

DATA AVAILABILITY STATEMENT

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REFERENCES

Boes R. M. Hager W. H. 2003a Hydraulic design of stepped spillways. Journal of Hydraulic Engineering 129 (9), 671–679.
Google Scholar
Boes R. M. Hager W. H. 2003b Two-Phase flow characteristics of stepped spillways. Journal of Hydraulic Engineering 129 (9), 661–670.
Google Scholar
Chanson H. 1994 Hydraulics of skimming flows over stepped channels and spillways. Journal of Hydraulic Research 32 (3), 445–460.
Google Scholar
Chanson H. 1997 Air Bubble Entrainment in Free Surface Turbulent Shear Flows. Academic Press, London.
Google Scholar
Chanson H. 2002 The Hydraulics of Stepped Chutes and Spillways. Balkema, Lisse, The Netherlands.
Google Scholar
Felder S. Chanson H. 2011 Energy dissipation down a stepped spillway with nonuniform step heights. Journal of Hydraulic Engineering 137 (11), 1543–1548.
Google Scholar
Flow Science, Inc. 2012 FLOW-3D v10-1 User Manual. Flow Science, Inc., Santa Fe, CA.
Ghaderi A. Daneshfaraz R. Torabi M. Abraham J. Azamathulla H. M. 2020a Experimental investigation on effective scouring parameters downstream from stepped spillways. Water Supply 20 (5), 1988–1998.
Google Scholar
Ghaderi A. Abbasi S. Abraham J. Azamathulla H. M. 2020b Efficiency of trapezoidal labyrinth shaped stepped spillways. Flow Measurement and Instrumentation 72, 101711.
Google Scholar
Gonzalez C. A. Chanson H. 2008 Turbulence and cavity recirculation in air-water skimming flows on a stepped spillway. Journal of Hydraulic Research 46 (1), 65–72.
Google Scholar
Gunal M. 1996 Numerical and Experimental Investigation of Hydraulic Jumps. PhD Thesis, University of Manchester, Institute of Science and Technology, Manchester, UK.
Hirt C. W. Nichols B. D. 1981 Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. Journal of Computational Physics 39 (1), 201–225.
Google Scholar
Matos J. 2000 Hydraulic design of stepped spillways over RCC dams. In: Intl Workshop on Hydraulics of Stepped Spillways (H.-E. Minor & W. Hager, eds). Balkema Publ, Zurich, pp. 187–194.
Google Scholar
Mohammad Rezapour Tabari M. Tavakoli S. 2016 Effects of stepped spillway geometry on flow pattern and energy dissipation. Arabian Journal for Science & Engineering (Springer Science & Business Media BV) 41 (4), 1215–1224.
Google Scholar
Ostad Mirza M. J. 2016 Experimental Study on the Influence of Abrupt Slope Changes on Flow Characteristics Over Stepped Spillways. Communications du Laboratoire de Constructions Hydrauliques, No. 64 (A. J. Schleiss, ed.). Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland.
Roshan R. Azamathulla H. M. Marosi M. Sarkardeh H. Pahlavan H. Ab Ghani A. 2010 Hydraulics of stepped spillways with different numbers of steps. Dams and Reservoirs 20 (3), 131–136.
Google Scholar
Shahheydari H. Nodoshan E. J. Barati R. Moghadam M. A. 2015 Discharge coefficient and energy dissipation over stepped spillway under skimming flow regime. KSCE Journal of Civil Engineering 19 (4), 1174–1182.
Google Scholar
Takahashi M. Ohtsu I. 2012 Aerated flow characteristics of skimming flow over stepped chutes. Journal of Hydraulic Research 50 (4), 427–434.
Google Scholar
Versteeg H. K. Malalasekera W. 2007 An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method. Pearson Education, Harlow.
Google Scholar
© 2021 The Authors
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Figure 4. Calculate and simulate the injection of water in a single-channel injection chamber with a nozzle diameter of 60 μm and a thickness of 50 μm, at an operating frequency of 5 KHz, in the X-Y two-dimensional cross-sectional view, at 10, 20, 30, 40 and 200 μs.

DNA Printing Integrated Multiplexer Driver Microelectronic Mechanical System Head (IDMH) and Microfluidic Flow Estimation

DNA 프린팅 통합 멀티플렉서 드라이버 Microelectronic Mechanical System Head (IDMH) 및 Microfluidic Flow Estimation

by Jian-Chiun Liou^1,*,Chih-Wei Peng¹ ,Philippe Basset² andZhen-Xi Chen¹¹School of Biomedical Engineering, Taipei Medical University, Taipei 11031, Taiwan²ESYCOM, Université Gustave Eiffel, CNRS, CNAM, ESIEE Paris, F-77454 Marne-la-Vallée, France^*Author to whom correspondence should be addressed.

Abstract

The system designed in this study involves a three-dimensional (3D) microelectronic mechanical system chip structure using DNA printing technology. We employed diverse diameters and cavity thickness for the heater. DNA beads were placed in this rapid array, and the spray flow rate was assessed. Because DNA cannot be obtained easily, rapidly deploying DNA while estimating the total amount of DNA being sprayed is imperative. DNA printings were collected in a multiplexer driver microelectronic mechanical system head, and microflow estimation was conducted. Flow-3D was used to simulate the internal flow field and flow distribution of the 3D spray room. The simulation was used to calculate the time and pressure required to generate heat bubbles as well as the corresponding mean outlet speed of the fluid. The “outlet speed status” function in Flow-3D was used as a power source for simulating the ejection of fluid by the chip nozzle. The actual chip generation process was measured, and the starting voltage curve was analyzed. Finally, experiments on flow rate were conducted, and the results were discussed. The density of the injection nozzle was 50, the size of the heater was 105 μm × 105 μm, and the size of the injection nozzle hole was 80 μm. The maximum flow rate was limited to approximately 3.5 cc. The maximum flow rate per minute required a power between 3.5 W and 4.5 W. The number of injection nozzles was multiplied by 100. On chips with enlarged injection nozzle density, experiments were conducted under a fixed driving voltage of 25 V. The flow curve obtained from various pulse widths and operating frequencies was observed. The operating frequency was 2 KHz, and the pulse width was 4 μs. At a pulse width of 5 μs and within the power range of 4.3–5.7 W, the monomer was injected at a flow rate of 5.5 cc/min. The results of this study may be applied to estimate the flow rate and the total amount of the ejection liquid of a DNA liquid.

이 연구에서 설계된 시스템은 DNA 프린팅 기술을 사용하는 3 차원 (3D) 마이크로 전자 기계 시스템 칩 구조를 포함합니다. 히터에는 다양한 직경과 캐비티 두께를 사용했습니다. DNA 비드를 빠른 어레이에 배치하고 스프레이 유속을 평가했습니다.

DNA를 쉽게 얻을 수 없기 때문에 DNA를 빠르게 배치하면서 스프레이 되는 총 DNA 양을 추정하는 것이 필수적입니다. DNA 프린팅은 멀티플렉서 드라이버 마이크로 전자 기계 시스템 헤드에 수집되었고 마이크로 플로우 추정이 수행되었습니다.

Flow-3D는 3D 스프레이 룸의 내부 유동장과 유동 분포를 시뮬레이션 하는데 사용되었습니다. 시뮬레이션은 열 거품을 생성하는데 필요한 시간과 압력뿐만 아니라 유체의 해당 평균 출구 속도를 계산하는데 사용되었습니다.

Flow-3D의 “출구 속도 상태”기능은 칩 노즐에 의한 유체 배출 시뮬레이션을 위한 전원으로 사용되었습니다. 실제 칩 생성 프로세스를 측정하고 시작 전압 곡선을 분석했습니다. 마지막으로 유속 실험을 하고 그 결과를 논의했습니다. 분사 노즐의 밀도는 50, 히터의 크기는 105μm × 105μm, 분사 노즐 구멍의 크기는 80μm였다. 최대 유량은 약 3.5cc로 제한되었습니다. 분당 최대 유량은 3.5W에서 4.5W 사이의 전력이 필요했습니다. 분사 노즐의 수에 100을 곱했습니다. 분사 노즐 밀도가 확대 된 칩에 대해 25V의 고정 구동 전압에서 실험을 수행했습니다. 얻은 유동 곡선 다양한 펄스 폭과 작동 주파수에서 관찰되었습니다. 작동 주파수는 2KHz이고 펄스 폭은 4μs입니다. 5μs의 펄스 폭과 4.3–5.7W의 전력 범위 내에서 단량체는 5.5cc / min의 유속으로 주입되었습니다. 이 연구의 결과는 DNA 액체의 토 출액의 유량과 총량을 추정하는 데 적용될 수 있습니다.

Keywords: DNA printing; flow estimation; MEMS

Introduction

잉크젯 프린트 헤드 기술은 매우 중요하며, 잉크젯 기술의 거대한 발전은 주로 잉크젯 프린트 헤드 기술의 원리 개발에서 시작되었습니다. 잉크젯 인쇄 연구를 위한 대규모 액적 생성기 포함 [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8]. 연속 식 잉크젯 시스템은 고주파 응답과 고속 인쇄의 장점이 있습니다. 그러나이 방법의 잉크젯 프린트 헤드의 구조는 더 복잡하고 양산이 어려운 가압 장치, 대전 전극, 편향 전계가 필요하다. 주문형 잉크젯 시스템의 잉크젯 프린트 헤드는 구조가 간단하고 잉크젯 헤드의 다중 노즐을 쉽게 구현할 수 있으며 디지털화 및 색상 지정이 쉽고 이미지 품질은 비교적 좋지만 일반적인 잉크 방울 토출 속도는 낮음 [ 9 , 10 , 11 ].

핫 버블 잉크젯 헤드의 총 노즐 수는 수백 또는 수천에 달할 수 있습니다. 노즐은 매우 미세하여 풍부한 조화 색상과 부드러운 메쉬 톤을 생성할 수 있습니다. 잉크 카트리지와 노즐이 일체형 구조를 이루고 있으며, 잉크 카트리지 교체시 잉크젯 헤드가 동시에 업데이트되므로 노즐 막힘에 대한 걱정은 없지만 소모품 낭비가 발생하고 상대적으로 높음 비용. 주문형 잉크젯 기술은 배출해야 하는 그래픽 및 텍스트 부분에만 잉크 방울을 배출하고 빈 영역에는 잉크 방울이 배출되지 않습니다. 이 분사 방법은 잉크 방울을 충전할 필요가 없으며 전극 및 편향 전기장을 충전할 필요도 없습니다. 노즐 구조가 간단하고 노즐의 멀티 노즐 구현이 용이하며, 출력 품질이 더욱 개선되었습니다. 펄스 제어를 통해 디지털화가 쉽습니다. 그러나 잉크 방울의 토출 속도는 일반적으로 낮습니다. 열 거품 잉크젯, 압전 잉크젯 및 정전기 잉크젯의 세 가지 일반적인 유형이 있습니다. 물론 다른 유형이 있습니다.

압전 잉크젯 기술의 실현 원리는 인쇄 헤드의 노즐 근처에 많은 소형 압전 세라믹을 배치하면 압전 크리스탈이 전기장의 작용으로 변형됩니다. 잉크 캐비티에서 돌출되어 노즐에서 분사되는 패턴 데이터 신호는 압전 크리스탈의 변형을 제어한 다음 잉크 분사량을 제어합니다. 압전 MEMS 프린트 헤드를 사용한 주문형 드롭 하이브리드 인쇄 [ 12]. 열 거품 잉크젯 기술의 실현 원리는 가열 펄스 (기록 신호)의 작용으로 노즐의 발열체 온도가 상승하여 근처의 잉크 용매가 증발하여 많은 수의 핵 형성 작은 거품을 생성하는 것입니다. 내부 거품의 부피는 계속 증가합니다. 일정 수준에 도달하면 생성된 압력으로 인해 잉크가 노즐에서 분사되고 최종적으로 기판 표면에 도달하여 패턴 정보가 재생됩니다 [ 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ].

“3D 제품 프린팅”및 “증분 빠른 제조”의 의미는 진화했으며 모든 증분 제품 제조 기술을 나타냅니다. 이는 이전 제작과는 다른 의미를 가지고 있지만, 자동 제어 하에 소재를 쌓아 올리는 3D 작업 제작 과정의 공통적 인 특징을 여전히 반영하고 있습니다 [ 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 ].

이 개발 시스템은 열 거품 분사 기술입니다. 이 빠른 어레이에 DNA 비드를 배치하고 스프레이 유속을 평가하기 위해 다른 히터 직경과 캐비티 두께를 설계하는 것입니다. DNA 제트 칩의 부스트 회로 시스템은 큰 흐름을 구동하기위한 신호 소스입니다. 목적은 분사되는 DNA 용액의 양과 출력을 조정하는 것입니다. 입력 전압을 더 높은 출력 전압으로 변환해야 하는 경우 부스트 컨버터가 유일한 선택입니다. 부스트 컨버터는 내부 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 (MOSFET)를 통해 전압을 충전하여 부스트 출력의 목적을 달성하고, MOSFET이 꺼지면 인덕터는 부하 정류를 통해 방전됩니다.

인덕터의 충전과 방전 사이의 변환 프로세스는 인덕터를 통한 전압의 방향을 반대로 한 다음 점차적으로 입력 작동 전압보다 높은 전압을 증가시킵니다. MOSFET의 스위칭 듀티 사이클은 확실히 부스트 비율을 결정합니다. MOSFET의 정격 전류와 부스트 컨버터의 부스트 비율은 부스트 컨버터의 부하 전류의 상한을 결정합니다. MOSFET의 정격 전압은 출력 전압의 상한을 결정합니다. 일부 부스트 컨버터는 정류기와 MOSFET을 통합하여 동기식 정류를 제공합니다. 통합 MOSFET은 정확한 제로 전류 턴 오프를 달성하여 부스트 변압기를 보다 효율적으로 만듭니다. 최대 전력 점 추적 장치를 통해 입력 전력을 실시간으로 모니터링합니다. 입력 전압이 최대 입력 전력 지점에 도달하면 부스트 컨버터가 작동하기 시작하여 부스트 컨버터가 최대 전력 출력 지점으로 유리 기판에 DNA 인쇄를 하는 데 적합합니다. 일정한 온 타임 생성 회로를 통해 온 타임이 온도 및 칩의 코너 각도에 영향을 받지 않아 시스템의 안정성이 향상됩니다.

잉크젯 프린트 헤드에 사용되는 기술은 매우 중요합니다. 잉크젯 기술의 엄청난 발전은 주로 잉크젯 프린팅에 사용되는 대형 액적 이젝터 [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 ]를 포함하여 잉크젯 프린트 헤드 기술의 이론 개발에서 시작되었습니다 . 연속 잉크젯 시스템은 고주파 응답과 고속 인쇄의 장점을 가지고 있습니다. 잉크젯 헤드의 총 노즐 수는 수백 또는 수천에 달할 수 있으며 이러한 노즐은 매우 복잡합니다. 노즐은 풍부하고 조화로운 색상과 부드러운 메쉬 톤을 생성할 수 있습니다 [ 9 , 10 ,11 ]. 잉크젯은 열 거품 잉크젯, 압전 잉크젯 및 정전 식 잉크젯의 세 가지 주요 유형으로 분류할 수 있습니다. 다른 유형도 사용 중입니다. 압전 잉크젯의 기능은 다음과 같습니다. 많은 소형 압전 세라믹이 잉크젯 헤드 노즐 근처에 배치됩니다. 압전 결정은 전기장 아래에서 변형됩니다. 그 후, 잉크는 잉크 캐비티에서 압착되어 노즐에서 배출됩니다. 패턴의 데이터 신호는 압전 결정의 변형을 제어한 다음 분사되는 잉크의 양을 제어합니다. 압전 마이크로 전자 기계 시스템 (MEMS) 잉크젯 헤드는 하이브리드 인쇄에 사용됩니다. [ 12]. 열 버블 잉크젯 기술은 다음과 같이 작동합니다. 가열 펄스 (즉, 기록 신호) 하에서 노즐의 가열 구성 요소의 온도가 상승하여 근처의 잉크 용매를 증발시켜 많은 양의 작은 핵 기포를 생성합니다. 내부 기포의 부피가 지속적으로 증가합니다. 압력이 일정 수준에 도달하면 노즐에서 잉크가 분출되고 잉크가 기판 표면에 도달하여 패턴과 메시지가 표시됩니다 [ 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ].

3 차원 (3D) 제품 프린팅 및 빠른 프로토 타입 기술의 발전에는 모든 빠른 프로토 타입의 생산 기술이 포함됩니다. 래피드 프로토 타입 기술은 기존 생산 방식과는 다르지만 3D 제품 프린팅 생산 과정의 일부 특성을 공유합니다. 구체적으로 자동 제어 [ 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 ] 하에서 자재를 쌓아 올립니다 .

이 연구에서 개발된 시스템은 열 기포 방출 기술을 사용했습니다. 이 빠른 어레이에 DNA 비드를 배치하기 위해 히터에 대해 다른 직경과 다른 공동 두께가 사용되었습니다. 그 후, 스프레이 유속을 평가했다. DNA 제트 칩의 부스트 회로 시스템은 큰 흐름을 구동하기위한 신호 소스입니다. 목표는 분사되는 DNA 액체의 양과 출력을 조정하는 것입니다. 입력 전압을 더 높은 출력 전압으로 수정해야하는 경우 승압 컨버터가 유일한 옵션입니다. 승압 컨버터는 내부 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 (MOSFET)를 충전하여 출력 전압을 증가시킵니다. MOSFET이 꺼지면 부하 정류를 통해 인덕턴스가 방전됩니다. 충전과 방전 사이에서 인덕터를 변경하는 과정은 인덕터를 통과하는 전압의 방향을 변경합니다. 전압은 입력 작동 전압을 초과하는 지점까지 점차적으로 증가합니다. MOSFET 스위치의 듀티 사이클은 부스트 비율을 결정합니다. MOSFET의 승압 컨버터의 정격 전류와 부스트 비율은 승압 컨버터의 부하 전류의 상한을 결정합니다. MOSFET의 정격 전류는 출력 전압의 상한을 결정합니다. 일부 승압 컨버터는 정류기와 MOSFET을 통합하여 동기식 정류를 제공합니다. 통합 MOSFET은 정밀한 제로 전류 셧다운을 실현할 수 있으므로 셋업 컨버터의 효율성을 높일 수 있습니다. 최대 전력 점 추적 장치는 입력 전력을 실시간으로 모니터링하는 데 사용되었습니다. 입력 전압이 최대 입력 전력 지점에 도달하면 승압 컨버터가 작동을 시작합니다. 스텝 업 컨버터는 DNA 프린팅을 위한 최대 전력 출력 포인트가 있는 유리 기판에 사용됩니다.

MEMS Chip Design for Bubble Jet

이 연구는 히터 크기, 히터 번호 및 루프 저항과 같은 특정 매개 변수를 조작하여 5 가지 유형의 액체 배출 챔버 구조를 설계했습니다. 표 1 은 측정 결과를 나열합니다. 이 시스템은 다양한 히터의 루프 저항을 분석했습니다. 100 개 히터 설계를 완료하기 위해 2 세트의 히터를 사용하여 각 단일 회로 시리즈를 통과하기 때문에 100 개의 히터를 설계할 때 총 루프 저항은 히터 50 개의 총 루프 저항보다 하나 더 커야 합니다. 이 연구에서 MEMS 칩에서 기포를 배출하는 과정에서 저항 층의 면저항은 29 Ω / m ^2입니다. 따라서 모델 A의 총 루프 저항이 가장 컸습니다. 일반 사이즈 모델 (모델 B1, C, D, E)의 두 배였습니다. 모델 B1, C, D 및 E의 총 루프 저항은 약 29 Ω / m ² 입니다. 표 1 에 따르면 오류 범위는 허용된 설계 값 이내였습니다. 따라서야 연구에서 설계된 각 유형의 단일 칩은 동일한 생산 절차 결과를 가지며 후속 유량 측정에 사용되었습니다.

Table 1. List of resistance measurement of single circuit resistance.

DNA를 뿌린 칩의 파워가 정상으로 확인되면 히터 버블의 성장 특성을 테스트하고 검증했습니다. DNA 스프레이 칩의 필름 두께와 필름 품질은 히터의 작동 조건과 스프레이 품질에 영향을 줍니다. 따라서 기포 성장 현상과 그 성장 특성을 이해하면 본 연구에서 DNA 스프레이 칩의 특성과 작동 조건을 명확히 하는 데 도움이 됩니다.

설계된 시스템은 기포 성장 조건을 관찰하기 위해 개방형 액체 공급 방법을 채택했습니다. 이미지 관찰을 위해 발광 다이오드 (LED, Nichia NSPW500GS-K1, 3.1V 백색 LED 5mm)를 사용하는 동기식 플래시 방식을 사용하여 동기식 지연 광원을 생성했습니다. 이 시스템은 또한 전하 결합 장치 (CCD, Flir Grasshopper3 GigE GS3-PGE-50S5C-C)를 사용하여 이미지를 캡처했습니다. 그림 1핵 형성, 성장, 거품 생성에서 소산에 이르는 거품의 과정을 보여줍니다. 이 시스템은 기포의 성장 및 소산 과정을 확인하여 시작 전압을 관찰하는 데 사용할 수 있습니다. 마이크로 채널의 액체 공급 방법은 LED가 깜빡이는 시간을 가장 큰 기포 발생에 필요한 시간 (15μs)으로 설정했습니다. 이 디자인은 부적합한 깜박임 시간으로 인한 잘못된 판단과 거품 이미지 캡처 불가능을 방지합니다.

Figure 1. The system uses CCD to capture images.

<내용 중략>…….

Table 2. Open pool test starting voltage results.

Figure 2. Serial input parallel output shift registers forms of connection.

Figure 3. The geometry of the jet cavity. (a) The actual DNA liquid chamber, (b) the three-dimensional view of the microfluidic single channel. A single-channel jet cavity with 60 μm diameter and 50 μm thickness, with an operating frequency of 5 KHz, in (a) three-dimensional side view (b) X-Z two-dimensional cross-sectional view, at 10, 20, 30, 40 and 200 μs injection conditions.

Figure 5 depicts the calculation results of the 2D X-Z cross section. At 100 μs and 200 μs, the fluid injection orifice did not completely fill the chamber. This may be because the size of the single-channel injection cavity was unsuitable for the highest operating frequency of 10 KHz. Thus, subsequent calculation simulations employed 5 KHz as the reference operating frequency. The calculation simulation results were calculated according to the operating frequency of the impact. Figure 6 illustrates the injection cavity height as 60 μm and 30 μm and reveals the 2D X-Y cross section. At 100 μs and 200 μs, the fluid injection orifice did not completely fill the chamber. In those stages, the fluid was still filling the chamber, and the flow field was not yet stable.

Figure 6. Calculate and simulate water in a single-channel spray chamber with a spray hole diameter of 60 μm and a thickness of 50 μm, with an operating frequency of 10 KHz, in an XY cross-sectional view, at 10, 20, 30, 40, 100, 110, 120, 130, 140 and 200 μs injection situation.

Figure 7. The DNA printing integrated multiplexer driver MEMS head (IDMH).

Figure 8. The initial voltage diagrams of chip number A,B,C,D,E type.

Figure 9. The initial energy diagrams of chip number A,B,C,D,E type.

Figure 17. E1 type ejection rate relationship.

Conclusions

이 연구는 DNA 프린팅 IDMH를 제공하고 미세 유체 흐름 추정을 수행했습니다. 설계된 DNA 스프레이 캐비티와 20V의 구동 전압에서 다양한 펄스 폭의 유동 성능이 펄스 폭에 따라 증가하는 것으로 밝혀졌습니다.

E1 유형 유량 테스트는 해당 유량이 3.1cc / min으로 증가함에 따라 유량이 전력 변화에 영향을 받는 것으로 나타났습니다. 동력이 증가함에 따라 유량은 0.75cc / min에서 3.5cc / min으로 최대 6.5W까지 증가했습니다. 동력이 더 증가하면 유량은 에너지와 함께 증가하지 않습니다. 이것은 이 테이블 디자인이 가장 크다는 것을 보여줍니다. 유속은 3.5cc / 분이었다.
작동 주파수가 2KHz이고 펄스 폭이 4μs 및 5μs 인 특수 설계된 DNA 스프레이 룸 구조에서 다양한 전력 조건 하에서 유량 변화를 관찰했습니다. 4.3–5.87 W의 출력 범위 내에서 주입 된 모노머의 유속은 5.5cc / 분이었습니다. 이것은 힘이 증가해도 변하지 않았습니다. DNA는 귀중하고 쉽게 얻을 수 없습니다. 이 실험을 통해 우리는 DNA가 뿌려진 마이크로 어레이 바이오칩의 수천 개의 지점에 필요한 총 DNA 양을 정확하게 추정 할 수 있습니다.

<내용 중략>…….

References

Pydar, O.; Paredes, C.; Hwang, Y.; Paz, J.; Shah, N.; Candler, R. Characterization of 3D-printed microfluidic chip interconnects with integrated O-rings. Sens. Actuators Phys. 2014, 205, 199–203. [Google Scholar] [CrossRef]
Ohtani, K.; Tsuchiya, M.; Sugiyama, H.; Katakura, T.; Hayakawa, M.; Kanai, T. Surface treatment of flow channels in microfluidic devices fabricated by stereolitography. J. Oleo Sci. 2014, 63, 93–96. [Google Scholar] [CrossRef]
Castrejn-Pita, J.R.; Martin, G.D.; Hoath, S.D.; Hutchings, I.M. A simple large-scale droplet generator for studies of inkjet printing. Rev. Sci. Instrum. 2008, 79, 075108. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Asai, A. Application of the nucleation theory to the design of bubble jet printers. Jpn. J. Appl. Phys. Regul. Rap. Short Notes 1989, 28, 909–915. [Google Scholar] [CrossRef]
Aoyama, R.; Seki, M.; Hong, J.W.; Fujii, T.; Endo, I. Novel Liquid Injection Method with Wedge-shaped Microchannel on a PDMS Microchip System for Diagnostic Analyses. In Transducers’ 01 Eurosensors XV; Springer: Berlin, Germany, 2001; pp. 1204–1207. [Google Scholar]
Xu, B.; Zhang, Y.; Xia, H.; Dong, W.; Ding, H.; Sun, H. Fabrication and multifunction integration of microfluidic chips by femtosecond laser direct writing. Lab Chip 2013, 13, 1677–1690. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Nayve, R.; Fujii, M.; Fukugawa, A.; Takeuchi, T.; Murata, M.; Yamada, Y. High-Resolution long-array thermal ink jet printhead fabricated by anisotropic wet etching and deep Si RIE. J. Microelectromech. Syst. 2004, 13, 814–821. [Google Scholar] [CrossRef]
O’Connor, J.; Punch, J.; Jeffers, N.; Stafford, J. A dimensional comparison between embedded 3D: Printed and silicon microchannesl. J. Phys. Conf. Ser. 2014, 525, 012009. [Google Scholar] [CrossRef]
Fang, Y.J.; Lee, J.I.; Wang, C.H.; Chung, C.K.; Ting, J. Modification of heater and bubble clamping behavior in off-shooting inkjet ejector. In Proceedings of the IEEE Sensors, Irvine, CA, USA, 30 October–3 November 2005; pp. 97–100. [Google Scholar]
Lee, W.; Kwon, D.; Choi, W.; Jung, G.; Jeon, S. 3D-Printed microfluidic device for the detection of pathogenic bacteria using size-based separation in helical channel with trapezoid cross-section. Sci. Rep. 2015, 5, 7717. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Shin, D.Y.; Smith, P.J. Theoretical investigation of the influence of nozzle diameter variation on the fabrication of thin film transistor liquid crystal display color filters. J. Appl. Phys. 2008, 103, 114905-1–114905-11. [Google Scholar] [CrossRef]
Kim, Y.; Kim, S.; Hwang, J.; Kim, Y. Drop-on-Demand hybrid printing using piezoelectric MEMS printhead at various waveforms, high voltages and jetting frequencies. J. Micromech. Microeng. 2013, 23, 8. [Google Scholar] [CrossRef]
Shin, S.J.; Kuka, K.; Shin, J.W.; Lee, C.S.; Oha, Y.S.; Park, S.O. Thermal design modifications to improve firing frequency of back shooting inkjet printhead. Sens. Actuators Phys. 2004, 114, 387–391. [Google Scholar] [CrossRef]
Rose, D. Microfluidic Technologies and Instrumentation for Printing DNA Microarrays. In Microarray Biochip Technology; Eaton Publishing: Norwalk, CT, USA, 2000; p. 35. [Google Scholar]
Wu, D.; Wu, S.; Xu, J.; Niu, L.; Midorikawa, K.; Sugioka, K. Hybrid femtosecond laser microfabrication to achieve true 3D glass/polymer composite biochips with multiscale features and high performance: The concept of ship-in-abottle biochip. Laser Photon. Rev. 2014, 8, 458–467. [Google Scholar] [CrossRef]
McIlroy, C.; Harlen, O.; Morrison, N. Modelling the jetting of dilute polymer solutions in drop-on-demand inkjet printing. J. Non Newton. Fluid Mech. 2013, 201, 17–28. [Google Scholar] [CrossRef]
Anderson, K.; Lockwood, S.; Martin, R.; Spence, D. A 3D printed fluidic device that enables integrated features. Anal. Chem. 2013, 85, 5622–5626. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Avedisian, C.T.; Osborne, W.S.; McLeod, F.D.; Curley, C.M. Measuring bubble nucleation temperature on the surface of a rapidly heated thermal ink-jet heater immersed in a pool of water. Proc. R. Soc. A Lond. Math. Phys. Sci. 1999, 455, 3875–3899. [Google Scholar] [CrossRef]
Lim, J.H.; Kuk, K.; Shin, S.J.; Baek, S.S.; Kim, Y.J.; Shin, J.W.; Oh, Y.S. Failure mechanisms in thermal inkjet printhead analyzed by experiments and numerical simulation. Microelectron. Reliab. 2005, 45, 473–478. [Google Scholar] [CrossRef]
Shallan, A.; Semjkal, P.; Corban, M.; Gujit, R.; Breadmore, M. Cost-Effective 3D printing of visibly transparent microchips within minutes. Anal. Chem. 2014, 86, 3124–3130. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Cavicchi, R.E.; Avedisian, C.T. Bubble nucleation and growth anomaly for a hydrophilic microheater attributed to metastable nanobubbles. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 124501. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Kamei, K.; Mashimo, Y.; Koyama, Y.; Fockenberg, C.; Nakashima, M.; Nakajima, M.; Li, J.; Chen, Y. 3D printing of soft lithography mold for rapid production of polydimethylsiloxane-based microfluidic devices for cell stimulation with concentration gradients. Biomed. Microdevices 2015, 17, 36. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Shin, S.J.; Kuka, K.; Shin, J.W.; Lee, C.S.; Oha, Y.S.; Park, S.O. Firing frequency improvement of back shooting inkjet printhead by thermal management. In Proceedings of the TRANSDUCERS’03. 12th International Conference on Solid-State Sensors.Actuators and Microsystems. Digest of Technical Papers (Cat. No.03TH8664), Boston, MA, USA, 8–12 June 2003; Volume 1, pp. 380–383. [Google Scholar]
Laio, X.; Song, J.; Li, E.; Luo, Y.; Shen, Y.; Chen, D.; Chen, Y.; Xu, Z.; Sugoioka, K.; Midorikawa, K. Rapid prototyping of 3D microfluidic mixers in glass by femtosecond laser direct writing. Lab Chip 2012, 12, 746–749. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

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Figure 6. Maximum inundation field in simulations with (a) no barrier on the seawall (red line), (b) a 1 m barrier across the entire sea wall, and (c) a 1.7 m barrier partially installed on the seawall.

Storm surge inundation simulations comparing three-dimensional with two-dimensional models based on Typhoon Maemi over Masan Bay of South Korea

Jae-Seol Shim†, Jinah Kim†, Dong-Chul Kim‡, Kiyoung Heo†, Kideok Do†, Sun-Jung Park ‡
† Coastal Disaster Research Center,
Korea Institute of Ocean Science &
Technology, 426-744, Ansan, Gyeonggi,
Korea
jsshim@kiost.ac
jakim@kiost.ac
kyheo21@kiost.ac
kddo@kiost.ac
‡ Technology R&D Institute
Hyein E&C Co., Ltd., Seoul 157-861,
Korea
skkkdc@chol.com
Nayana_sj@nate.com

ABSTRACT

Shim, J., Kim, J., Kim, D., Heo, K., Do, K., Park, S., 2013. Storm surge inundation simulations comparing threedimensional with two-dimensional models based on Typhoon Maemi over Masan Bay of South Korea. In:
Conley, D.C., Masselink, G., Russell, P.E. and O’Hare, T.J. (eds.), Proceedings 12th International Coastal Symposium
(Plymouth, England), Journal of Coastal Research, Special Issue No. 65, pp. 392-397, ISSN 0749-0208.
Severe storm surge inundation was caused by the typhoon Maemi in Masan Bay, South Korea in September 2003. To
investigate the differences in the storm surge inundation simulated by three-dimensional (3D) and two-dimensional
models, we used the ADvanced CIRCulation model (ADCIRC) and 3D computational fluid dynamics (CFD) model
(FLOW3D). The simulation results were compared to the flood plain map of Masan Bay following the typhoon Maemi.
To improve the accuracy of FLOW3D, we used a high-resolution digital surface model with a few tens of centimeterresolution, produced by aerial LIDAR survey. Comparison of the results between ADCRIC and FLOW3D simulations shows that the inclusion of detailed information on buildings and topography has an impact, delaying seawater propagation and resulting in a reduced inundation depth and flooding area. Furthermore, we simulated the effect of the installation of a storm surge barrier on the storm surge inundation. The barrier acted to decrease the water volume of the inundation and delayed the arrival time of the storm surge, implying that the storm surge barrier provides more time for residents’ evacuation.

Keywords: Typhoon Maemi, digital surface elevation model, Reynolds-Averaged NavierStokes equations.

2003 년 9 월 대한민국 마산만 태풍 매미에 의해 심한 폭풍 해일 침수가 발생했습니다. 3 차원 (3D) 및 2 차원 모델로 시뮬레이션 한 폭풍 해일 침수의 차이를 조사하기 위해 ADvanced CIRCulation 모델 ( ADCIRC) 및 3D 전산 유체 역학 (CFD) 모델 (FLOW3D).

시뮬레이션 결과는 태풍 매미 이후 마산만 범람원 지도와 비교되었다. FLOW-3D의 정확도를 높이기 위해 우리는 항공 LIDAR 측량으로 생성된 수십 센티미터 해상도의 고해상도 디지털 표면 모델을 사용했습니다.

ADCRIC과 FLOW3D 시뮬레이션의 결과를 비교하면 건물과 지형에 대한 자세한 정보를 포함하면 해수 전파가 지연되고 침수 깊이와 침수 면적이 감소하는 것으로 나타났습니다.

또한, 폭풍 해일 침수에 대한 폭풍 해일 장벽 설치의 효과를 시뮬레이션했습니다. 이 장벽은 침수 물량을 줄이고 폭풍 해일 도착 시간을 지연시키는 역할을 하여 폭풍 해일 장벽이 주민들의 대피에 더 많은 시간을 제공한다는 것을 의미합니다.

INTRODUCTION

2003 년 9 월 12 일 태풍 매미로 인한 강한 폭풍 해일이 남해안을 강타했습니다. 마산 만 일대는 심한 폭풍우 침수로 인해 최악의 피해를 입었고 광범위한 홍수를 겪었습니다. 따라서 마산 만에 예방 체계를 구축하기 위해 폭풍 해일에 의한 침수에 대한 수치 예측을 시도하는 선행 연구가 수행되었다 (Park et al. 2011).

그러나 일반적인 2 차원 (2D) 또는 3 차원 (3D) 수압 가정을 사용할 때 지형의 해상도는 복잡한 해안 구조를 표현하기에 충분하지 않습니다. 따라서 우리는 마산 만의 고해상도 지형도를 통해 전산 유체 역학 (CFD)의 침수 시뮬레이션을 제시한다.

태풍 매미는 2003 년 9 월 12 일 12시 (UTC)에 한반도에 상륙하여 남동부 해안을 따라 추적했습니다 (그림 1). 2003 년 9 월 13 일 6시 (UTC)에 동 일본해로 이동하여 온대 저기압이되었습니다.

풍속과 기압면에서 한국을 강타한 가장 강력한 태풍 중 하나입니다. 특히 마산 만에 접해있는 마산시는 폭풍 해일 홍수로 최악의 피해를 입어 32 명이 사망하고 심각한 해안 피해를 입었다. 태풍이 지나가는 동안 중앙 기압은 950hPa, 진행 속도는 45kmh-1로 마산항의 조 위계를 통해 최대 약 2.3m의 서지 높이를 기록했다.

마산 만에 접한 주거 및 상업 지역은 홍수가 심했고 지하 시설은 폭풍 해일로 침수로 어려움을 겪었습니다 (Yasuda et al. 2005). 이 논문에서는 3D CFD 모델 (FLOW 3D)과 2D ADvanced CIRCulation 모델 (ADCIRC)을 사용하여 기록 된 마산 만에서 가장 큰 폭풍 해일 중 하나에 의해 생성 된 해안 침수를 시뮬레이션했습니다.

건물의 높이와 공간 정보를 포함하는 디지털 표면 모델 (DSM)은 LiDAR (Airborne Light Detection and Ranging)에 의해 만들어졌으며, 폭풍 해일 침수 모델, 즉 3D CFD 모델 (FLOW 3D)의 입력 데이터로 사용되었습니다. ). 또한 ADCIRC의 시뮬레이션 결과는 FLOW3D의 경계 조건으로 사용됩니다.

본 연구의 목적은 극심한 침수 높이와 해안 육지로의 범람을 포함하여 마산 만에서 태풍 매미로 인한 폭풍 해일 침수를 재현하는 것이다.

<중략>………………

Figure 1. The best track and the central pressures of the typhoon Maemi from the Joint Typhoon Warning Center (JTWC). Open circles indicate the locations of the typhoon in 3 h intervals. Filled circles represent locations of the cited stations; A, B, C and D indicate Jeju, Yeosu, Tongyoung, and Masan, respectively.

Figure 2. Model domain with FEM mesh for Typhoon Maemi.

Figure 3. Validation of surge height for the four major tidal stations on the south coast of the Korea.

Figure 4. Inundation depth results from (a) ADCIRC, (b) FLOW3D, and (c) inundation field surveying hazard map following typhoon Maemi.

Figure 5. Inundation depth results computed by Flow3D at each time period following arrival of storm surge wave at harbor mouth.

LITERATURE CITED

Bunya S, Kubatko EJ, Westerink JJ, Dawson C.,2010. A wetting and drying treatment for the Runge–Kutta discontinuous Galerkin solution to the shallow water equations. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Oceanography and Coastal Research, 198, 1548-1562.
Chan, J.C.L. & Shi, J.,1996. Long term trends and interannual variability in tropical cyclone activity over the western North Pacific. Geophysical Research Letters 23, 2765-2767.
Choi, B.H., Kim, D.C., Pelinovsky, E. and Woo, S.B., 2007. Threedimensional simulation of tsunami run-up around conical island. Coastal Engineering, 54, 618-629.
Choi, B.H., Pelinovsky, E., Kim, D.C., Didenkulova, I. and Woo, S.B., Two- and three-dimensional computation of solitary wave runup on non-plane beach. Nonlinear Processes in Geophysics, 15, 489-502.
Choi B.H., Pelinovsky E., Kim D.C., Lee H.J., Min B.I. and Kim K.H., Three-dimensional simulation of 1983 central East (Japan) Sea earthquake tsunami at the Imwon Port (Korea). Ocean Engineering, 35, 1545-1559.
Choi, B.H., Eum, H.M., Kim, H.S., Jeong, W.M. & Shim, J.S., 2004. Wave-tide-surge coupled simulation for typhoon Maemi, Workshop on waves and storm surges around Korean peninsula, 121-144.
Choi, K.S., & Kim, B.J., 2007. Climatological characteristics of tropical cyclone making landfall over the Korean Peninsula. Journal of the Korean Meteorological Society 43, 97-109.
Clark, J.D. & Chu, P., 2002. Interannual variation of tropical cyclone activity over the central North Pacific. Journal of the Meteorological Society of Japan, 80, 403-418.
Davies, A.M. & Flather, R.A., 1978. Application of numerical models of the North West European continental shelf and the North Sea to the computation of the storm surges of November to December 1973.
Deutsche Hydrographische Zeitschrift Ergänzungsheft Reihe A, 14, 72. Flow Science, 2010. FLOW-3D User’s Manual. Fujita, T., 1952. Pressure distribution in a typhoon. Geophysical Magazine 23.
Garratt, J.R., 1977. Review of drag coefficients over oceans and continents. Monthly Weather Review, 105, 915-929.
Gary Padgett, 2004. Gary Padgett September 2003 Tropical Weather Summary. Typhoon 2000.
Goda Y., Kishira Y. and Kamiyama Y., 1975. Laboratory investigation on the overtopping rate of seawalls by irregular waves, Report of Port and Harbour Research Inst.,14(4), 3-44.
Heaps, N.S., 1965. Storm surges on a continental shelf. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. 257, 351-383.
Hirt, C.W. and Nichols, B.D., 1981. Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. Journal of Computational Physics, 39, 201-225.
Holland, G.J., 1980. An Analytic Model of the Wind and Pressure Profiles in Hurricanes. Monthly Weather Review, 108, 1212-1218.
Independent Levee Investigation Team, 2006. Investigation of the Performance of the New Orleans Flood Protection Systems in Hurricane Katrina on August 29, 2005
Klotzbach, P. J. , 2006. Trends in global tropical cyclone activity over the past twenty years (1986-2005). Geophysical Research Letters, 33.
Large, W.G. & Pond, S., 1981. Open ocean momentum flux measurements in moderate to strong winds. Journal of Physical Oceanography, 11, 324-336.
Landsea, C.W., Nicholls, N., Gray, W.M. & Avila, L.A., 1996. Downward trends in the frequency of intense Atlantic hurricanes during the past five decades. Geophysical Research Letters, 23, 1697-1700.
Lighthill, J., Holland, G., Gray, W., Landsea, C., Creig, G., Evans, J., Kurikara, Y. and Guard, C., 1994. Global climate change and tropical cyclones. Bulletin of the American Meteorological Society, 75, 2147- 2157.
Luettich, R.A. & Westerink, J.J., 2004. Formulation and Numerical Implementation of the 2D/3D ADCIRC finite element model version 44.XX.
Matsumoto, K., Takanezawa, T. & Ooe, M., 2000. Ocean tide models developed by assimilating TOPEX/POSEIDON altimeter data into hydrodynamical model: A global model and a regional model around Japan, Journal of Oceanography, 56(5) 567-581.
Mitsuyasu, H. and Kusaba, T., 1984. Drag Coefficient over Water Surface Under the Action of Strong Wind. Natural Disaster Science, 6, 43-50.
Mitsuyasu, H., F. Tasai, T. Suhara, S. Mizuno, M. Ohkusu, T. Honda and K. Rikiishi, 1980. Observation of the power spectrum of ocean waves using a cloverleaf buoy. Journal of Physical Oceanography, 10, 286- 296.
Multiple Lines of Defense Assessment Team, 2007. Comprehensive Recommendations Supporting the Use of the Multiple Lines of Defense Strategy to Sustain Coastal Louisiana.
Myers, V.A. and Malkin, W., 1961. Some Properties of Hurricane Wind Fields as Deduced from Trajectories. U.S. Weather Bureau, National Hurricane Research Project, Report 49.
Saito, K., T. Fujita, Y. Yamada, J. Ishida, Y. Kumagai, K. Aranami, S. Ohmori, R. Nagasawa, S. Kumagai, C. Muroi, T. Kato, H. Eito and Y. Yamazaki, 2006. The operational JMA Nonhydrostatic Mesoscale Model. Monthly Weather Review, 134, 1266-1298.
Shibaki H., Nakai K., Suzuyama K. and Watanabe A., 2004. Multi-level storm surge model incorporating density stratification and wave-setup. Proc. of 29th Int. Conf. on Coastal Eng., ASCE, 1539-1551.JSCE (1999). Hydraulic formulas, page 245 (in Japanese).
Shibaki, H., Suzuyama, K., Kim, J.I., & Sun, L., 2007. Numerical simulation of storm surge inundation induced by overflow, overtopping and dike breach. Asian and Pacific Coasts 2007, Nanjing, China.
Smagorinsky J., 1963. General circulation experiments with the primitive equations: I. The basic experiment. Monthly Weather Review, 91, 99- 164.
Smith, S.D. & Banke, E.G., 1975. Variation of the sea surface drag coefficient with wind speed. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 101, 665-673.
Versteeg, H.K., Malalasekera, W., 1995.An introduction to computational fluid dynamics. The Finite Volume Method. Prentice Hall, 257p.
Wang Xinian, Yin Qingjiang, Zhang Baoming, 1991. Research and Applications of a Forecasting Model of Typhoon Surges in China Seas. Advances In Water Science.
Wu, J., 1982. Wind-Stress Coefficients over Sea Surface from Breeze to Hurricane. Journal of Geophysical Research, 87, 9704-9706.
Yeh, H., Liu, P., Synolakis, C., 1996. Long-wave Runup Models. World Scientific.
Yakhot, V. and Orszag, S.A., 1986. Renormalization group analysis of turbulence, I. Basic theory. Journal of Scientific Computing, 1, 1-51.
Yakhot, V. and Smith, L.M., 1992. The renormalization group, the expansion and derivation of turbulence models, Journal of Scientific Computing, 7, 35-61
Yasuda, T., T. Hiraishi, H. Kawai, K. Nagase, S.W. Kang, and W.M. Jeong, 2005. Field survey and computation analysis of storm surge disaster in Masan due to Typhoon Maemi, Proceedings of Asian and Pacific Coasts 2005, Jeju, Korea.

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Numerical simulation of slag movement from Marangoni flow for GMAW with computational fluid dynamics

전산 유체 역학을 사용하여 GMAW에 대한 Marangoni 흐름에서 슬래그 이동의 수치 시뮬레이션

Dae-WonCho^a Yeong-DoPark^b MuralimohanCheepu^c^aBusan Machinery Research Center, Korea Institute of Machinery and Materials, 48, Mieumsandan 5-ro 41beon-gil, Gangseo-gu, Busan 46744, Republic of Korea^bDepartment of Advanced Materials Engineering, Dong-Eui University, Busan, Republic of Korea^cSuper-TIG Welding Co., Limited, Busan, Republic of Korea

Keywords : Marangoni flowMolten slag movementMolten pool behavorSurface tension gradient

Abstract

이 연구는 전산 유체 역학을 이용하여 스프레이 모드 가스 금속 아크 용접에서 생성되는 산화물인 용융 슬래그의 거동을 분석했습니다. 주로 규산염 (SiO2)으로 구성된 용융 슬래그는 용융 풀 표면에 있습니다. 일반적으로 용융 슬래그는 아크 플라즈마 경계 주변에서 생성된다고 가정합니다.

따라서 이 연구의 수치 시뮬레이션에서 슬래그는 특정 밀도와 크기를 가진 구형 입자로 모델링됩니다. Marangoni 유동 효과를 비교하기 위해 이 연구는 표면 장력 구배가 다른 두 가지 사례 (양수 및 음수)를 조사했습니다. 수치 시뮬레이션과 실험 결과 모두 음의 표면 장력 구배가 비드 가장자리에 갇힌 슬래그를 형성하는 반면 양의 표면 장력 구배는 상단 표면의 중앙에 갇힌 슬래그를 형성하는 것으로 나타났습니다.

This study analyzed the behavior of molten slag, which is an oxide generated during spray mode gas metal arc welding, with computational fluid dynamics. The molten slag, composed mainly of silicate (SiO₂), is located on the molten pool surface. It is generally assumed that the molten slag is generated around the arc plasma boundary. Therefore, in the numerical simulation in this study the slag is modeled as a spherical particle, which has a specific density and size. To compare the Marangoni flow effect, this study investigated two different cases where the surface tension gradients were different (positive and negative). In both the numerical simulation and experimental results it was found that negative surface tension gradient formed trapped slag on the bead edge while the positive surface tension gradient formed trapped slag on the center of the top surface.

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Weld bead surface images showing the slag formation location for (a) wire 1 and (b) wire 2.

The effect of alloying elements of gas metal arc welding (GMAW) wire on weld pool flow and slag formation location in cold metal transfer (CMT)

가스 금속 아크 용접 (GMAW) 와이어의 합금 원소가 CMT (Cold Metal Transfer)에서 용접 풀 흐름 및 슬래그 형성 위치에 미치는 영향

Md. R. U. Ahsan1,3, Muralimohan. Cheepu2, Yeong-Do Park* 2,3
1Department of Mechanical Engineering, International University of Business, Agriculture and Technology,
Dhaka 1230, Bangladesh.
r.ahsan06me@gmail.com
2Department of Advanced Materials and Industrial Management Engineering, Dong-Eui University, Busan
47340, Republic of Korea.
muralicheepu@gmail.com
3Department of Advanced Materials Engineering, Dong-Eui University, B

Abstract

용접시 표면 장력 구동 흐름 또는 마랑고니 흐름은 용접 비드 모양을 제어하는데 중요한 역할을 하므로 용접 접합 품질에 영향을 미칩니다. 용해된 금속의 표면 장력은 보통 음의 온도 계수를 가지므로 용접 풀이 중심에서 토우 방향으로 흐르게 됩니다.

표면 장력의 이 온도 계수는 황(S), 산소(O), 셀레늄(Se) 및 텔루륨(Te)과 같은 표면 활성 요소가 있는 경우 양의 계수로 변경할 수 있습니다. 소모품에 존재하는 탈산화 원소의 양이 용접 금속에 존재하는 산소량을 결정합니다. 탈산화제 양이 적으면 용접 금속에 산소 농도가 높아집니다.

적절한 양의 산소가 있으면 용융지에 표면 장력 구배의 양의 온도 계수가 발생할 수 있습니다. 이 경우 용접 풀은 토우에서 중앙 방향으로 흐릅니다. 그 결과, 아크와 용융지에 있는 화농성 반응의 경우, 합금 요소의 다양한 산화물이 슬래그(slag)라고 합니다. 슬래그는 용융지 표면에 떠서 용융지 흐름 패턴에 따라 누적됩니다.

그 결과, 슬래그는 용융지 흐름 패턴에 따라 용접 비드 중심 또는 토우 중심을 따라 형성됩니다. 슬래그는 용접 비드의 외관과 도장 접착력을 저하시키므로 제거해야 합니다. 쉽게 분리할 수 있기 때문에 용접 비드 중심 부근에서 슬래그가 형성되는 것이 좋습니다.

용접 풀의 현장 고속 비디오 촬영, 용접 금속 화학 성분 분석, 소모품 합금 요소가 용접 풀 흐름 패턴 및 슬래그 형성 위치에 미치는 영향이 공개되어 CMT-GMAW의 생산성 향상을 위해 용접 소모품 선택을 용이하게 할 수 있습니다.

The surface tension driven flow or Marangoni flow in welding plays an important role in governing weld bead shape hence affecting the weld joint quality. The surface tension of molten metal usually has a negative temperature coefficient causing the weld pool to flow from the center towards the toe.

This temperature coefficient of the surface tension can be altered to be a positive one in the presence of surface-active elements like sulfur (S), oxygen (O), selenium (Se) and tellurium (Te). The amount of deoxidizing elements present in the consumables governs the amount of oxygen present in the weld metal. The presence of a lower amount of deoxidizers results in higher concentration of oxygen in the weld metal.

The presence of adequate amount of oxygen can result in a positive temperature coefficient of surface tension gradient in the weld pool. In such situation, the weld pool flows from the toe towards the direction of the center. As a result, of pyrometallurgical reactions in the arc and the weld pool various oxides of the alloying elements are former which are referred as slag.

The slags float on the weld pool surface and accumulate following the weld pool flow pattern. As a result, slags form either along the center of the weld bead or the toe depending on the weld pool flow pattern. The slags need to be removed as they degrade the weld bead appearance and paint adhesiveness.

Due to easy detachability, slag formation near the center of the weld bead is desired. From in-situ high-speed videography of weld pool, weld metal chemical composition analysis, the effect of consumables alloying elements on weld pool flow pattern and slag formation location are disclosed, which can facilitate the selection of the welding consumables for better productivity in CMT-GMAW.

Fig. 2: High-speed movie frames and schematic showing the weld pool flow pattern and the slag formation location for wire 1 and wire 2.

Fig. 3: Quantitative analysis data on slag formation for different wire.

References

[1] S. Lu, H. Fujii, and K. Nogi: “Marangoni convection and weld shape variations in He-CO2 shielded gas
tungsten arc welding on SUS304 stainless steel,” J. Mater. Sci., Vol. 43, No. 13 (2008), pp. 4583–4591.
[2] Y. Wang and H. L. Tsai: “Effects of surface active elements on weld pool fluid flow and weld penetration in
gas metal arc welding,” Metall. Mater. Trans. B, Vol. 32, No. 3 (2001), pp. 501–515.
[3] P. Sahoo, T. Debroy, and M. J. McNallan: “Surface tension of binary metal-surface active solute systems under
conditions relevant to welding metallurgy,” Metall. Trans. B, Vol. 19, No. 2 (1988), pp. 483–491.
[4] M. J. Mcnallan and T. Debroy: “Effect of Temperature and in Fe-Ni-Cr Alloys Containing Sulfur,”Metall.
Trans. B,Vol. 22, No. 4 (1991) pp. 557-560.
[5] S. Kou, C. Limmaneevichitr, and P. S. Wei: “Oscillatory Marangoni flow: A fundamental study by conductionmode laser spot welding,” Weld. J., Vol. 90, No. 12 (2011), pp. 229–240.
[6] M. Hasegawa, M. Watabe, and W. H. Young: “Theory of the surface tension of liquid metals,” J. Phys. F Met.
Phys., Vol. 11, No. 8 (2000), pp. 173–177.
[7] C. Heiple and J. Roper: “Effect of selenium on GTAW fusion zone geometry,” Weld. J., (1981), pp. 143–145.
[8] C. R. Heiple and J. R. Roper: “Mechanism for Minor Element Effect on {GTA} Fusion Zone Geometry,”
Weld. J., Vol. 61, (1982)pp. 97–102.
[9] C. Heiple, J. Roper, R. Stagner, and R. Aden: “Surface active element effects on the shape of GTA, laser and
electron beam welds,” Weld. J., (1983) pp. 72–77.
[10] C. R. Heiple and P. Burgardt: “Effects of SO2 Shielding Gas Additions on GTA Weld Shape,” Weld. J., (1985)
pp. 159–162.
[11] P. F. Mendez, and T. W. Eagar: “Penetration and Defect Formation in High-Current Arc Welding,” Weld. J.,
(2003) pp. 296–306.
[12] B. Ribic, S. Tsukamoto, R. Rai, and T. DebRoy: “Role of surface-active elements during keyhole-mode laser
welding,” J. Phys. D. Appl. Phys., Vol. 44, No. 48 (2011), pp. 485–203.
[13] C. Limmaneevichitr and S. Kou, “Experiments to simulate effect of Marangoni convection on weld pool shape,”
Weld. J., Vol. 79, (2000)pp. 231–237.
[14] C. Limmaneevichitr and S. Kou: “Visualization of Marangoni convection in simulated weld pools containing a
surface-active agent,” Weld. J., vol. 79, No. 11 (2000), pp. 324–330.
[15] Y. Wang and H. L. Tsai: “Impingement of filler droplets and weld pool dynamics during gas metal arc welding
process,” Int. J. Heat Mass Transf., Vol. 44, No. 11 (2001), pp. 2067–2080.
[16] S. Liu: “Pyrometallurgical Studies of Molten Metal Droplets for the Characterization of Gas Metal Arc
Welding,” Proc 9thTrends in Welding Research Conf., Chicago, Illinois, June 2012, pp. 353–361.
[17] Y. Umehara, R. Suzuki and T. Nakano: “Development of the innovative GMA wire improving the flow
direction of molten pool” Quart. J. Japan Weld. Soc., Vol. 27, NO. 2 (2009), pp. 163–168.

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Fig. 1 Fixed staff gauge for head measurement at the upstream side of the Yuanshanzi Flood Diversion Work in the Keelung River, Taiwan

Velocity distribution and discharge calculation at a sharp-crested weir

Shun-Chung Tsung • Jihn-Sung Lai •
Der-Liang Young

sharp-crested weir에서 속도 분포 및 배출 계산

개방 수로의 harp-crested 위어는 수두-방류 관계를 통해 방류를 계산하는데 유용한 장치입니다. 그러나 수위 측정 사이트와 배출 계수는 배출 계산 정확도에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 본 연구는 각각 16MHz MicroADV와 FLOW-3D를 사용하여 위어 부분의 속도 분포를 측정하고 시뮬레이션합니다. 감마 확률 밀도 함수를 사용하여 속도 분포를 특성화하기 위해 위어 섹션의 수심 및 표면 속도가 선택됩니다. 본 연구에서는 측정된 수심과 수면 속도에서 도출된 속도 분포를 기반으로 속도-면적 통합 방법으로 정확한 배출을 계산합니다. 이 연구의 주요 기여는 정확한 측정 사이트를 제공하고, 속도 분포와 방류를 연결하고, 방류 계수 영향을 피하고, 방류 계산 정확도를 향상시키는 것입니다.

A sharp-crested weir in open channel is a useful device to calculate discharge via head-discharge relationship. However, water stage measurement site and discharge coefficient significantly influence discharge calculation accuracy. Therefore, this study measures and simulates velocity distribution at the weir section using 16-MHz MicroADV and FLOW-3D, respectively. The water depth and surface velocity at the weir section are selected to characterize velocity distribution using gamma probability density function. In this study, accurate discharge is calculated by velocity–area integration method based on velocity distribution derived from measured water depth and surface velocity. The main contributions of this study are to give an exact measurement site, link velocity distribution and discharge, avoid discharge coefficient influence, and improve discharge calculation accuracy.

References

Ackers P, White WR, Perkins JA, Harrison AJM (1978) Weirs and flumes for flow measurement. Wiley, New York
Bagheri S, Heidarpour M (2010) Application of free vortex theory to estimating discharge coefficient for sharp-crested weirs. Biosyst Eng 105:423–427
Chanson H, Montes JS (1998) Overflow characteristics of circular weirs: effects of inflow conditions. J Irrig Drain Eng 124(3):152–162
Costa JE, Cheng RT, Haeni FP, Melcher N, Spicer KR, Hayes E, Plant W, Hayes K, Teague C, Barrick D (2006) Use of radars to monitor stream discharge by noncontact methods. Water Resour Res 42:1–14
Ferrari A (2010) SPH simulation of free surface flow over a sharpcrested weir. Adv Water Resour 33:270–276
Ghodsian M (2003) Supercritical flow over a rectangular side weir. Can J Civ Eng 30:596–600
Hirt CW, Nichols BD (1981) Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. J Comput Phys 39:201–225
Hirt CW, Sicilian JM (1985) A porosity technique for the definition of obstacles in rectangular cell meshes. In: Proc. 4th Int. Conf. Ship Hydrodynamics, National Academy of Science, Washington, DChttp://www.flow3d.com/. Accessed 20 Nov 2012
Kindsvater CE, Carter R (1957) Discharge characteristics of rectangular thin-plate weirs. J Hydraul Div 83(3):1–36
Lai JS, Tsorng SC, Tan YC, Hwang CY (2008) Measurements and analysis of flow field over sharp-crested weir. Taiwan Water Conservancy 56(1):49–59 (in Chinese)
Lin C, Huang WY, Suen HF, Hsieh SC (2002) Study on the characteristics of velocity field of free overfalls over a vertical drop. In: Proc. Hydraul Meas Exp Methods Conf, Estes Park, CO, USA
Muson BR, Young DF, Okiishi TH (1990) Fundamentals of fluid mechanics. Wiley, New York
Qu J, Ramamurthy AS, Tadayon R, Chen Z (2009) Numerical simulation of sharp-crested weir flows. Can J Civ Eng 36:1530–1534
Rajaratnam N, Muralidhar D (1971) Pressure and velocity distribution for sharp-crested weirs. J Hydraul Res 9(2):241–248
Ramamurthy AS, Tim US, Rao MV (1987) Flow over sharp-crested weirs. J Irrig Drain Eng 113(2):163–172
Rehbock T (1929) Discussion of ‘‘precise weir measurements’’ by Schoder EW and Turner KB Trans ASCE 93: 1143–1162
Rouse H (1936) Discharge characteristics of the free overfall. Civ Eng ASCE 6(4):257–260
Samani AK, Ansari A, Borghei SM (2010) Hydraulic behaviour of flow over an oblique weir. J Hydraul Res 48(5):669–673
Sargisonl JE, Percy A (2009) Hydraulics of broad-crested weirs with varying side slopes. J Irrig Drain Eng 135(1):115–118
Subramanya K (1986) Flow in open channels. Tata McGraw-Hill, New Delhi
Swamee PK (1988) Generalized rectangular weir equation. J Hydraul Eng 114(8):945–949
Tadayon R, Ramamurthy AS (2009) Turbulence modeling of flows over circular spillways. J Irrig Drain Eng 135(4):493–498
U.S. Bureau of Reclamation (1997) Water measurement manual. 3rd (ed.), U.S. Government Printing Office, Washington, DC
Versteeg HK, Malalasekera W (1995) An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method. Longman Scientific & Technical, UK
Zhang X, Yuan L, Peng R, Chen Z (2010) Hydraulic relations for clinging flow of sharp-crested weir. J Hydraul Eng 136(6): 385–390

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A Numerical Study on the Keyhole Formation During Laser Powder Bed Fusion Process

Keyhole에 대한 수치적 연구 : 레이저 분말 중 형성 베드 퓨전 공정

Subin Shrestha¹
J.B. Speed School of Engineering,University of Louisville,Louisville, KY 40292
e-mail: subin.shrestha@louisville.edu

Y. Kevin Chou
J.B. Speed School of Engineering,University of Louisville,Louisville, KY 40292
e-mail: kevin.chou@louisville.edu

LPBF (Laser Powder Bed fusion) 공정 중 용융 풀의 동적 현상은 복잡하고 공정 매개 변수에 민감합니다. 에너지 밀도 입력이 특정 임계 값을 초과하면 키홀이라고 하는 거대한 증기 함몰이 형성 될 수 있습니다.

이 연구는 수치 분석을 통해 LPBF 과정에서 키홀 거동 및 관련 기공 형성을 이해하는 데 중점을 둡니다. 이를 위해 이산 분말 입자가 있는 열 유동 모델이 개발되었습니다.

이산 요소 방법 (DEM)에서 얻은 분말 분포는 계산 영역에 통합되어 FLOW-3D를 사용하는 3D 프로세스 물리학 모델을 개발합니다.

전도 모드 중 용융 풀 형성과 용융의 키홀 모드가 식별되고 설명되었습니다. 높은 에너지 밀도는 증기 기둥의 형성으로 이어지고 결과적으로 레이저 스캔 트랙 아래에 구멍이 생깁니다.

또한 다양한 레이저 출력과 스캔 속도로 인한 Keyhole 모양을 조사합니다. 수치 결과는 동일한 에너지 밀도에서도 레이저 출력이 증가함에 따라 Keyhole크기가 증가 함을 나타냅니다. Keyhole은 더 높은 출력에서 안정되어 레이저 스캔 중 Keyhole 발생을 줄일 수 있습니다.

The dynamic phenomenon of a melt pool during the laser powder bed fusion (LPBF) process is complex and sensitive to process parameters. As the energy density input exceeds a certain threshold, a huge vapor depression may form, known as the keyhole. This study focuses on understanding the keyhole behavior and related pore formation during the LPBF process through numerical analysis. For this purpose, a thermo-fluid model with discrete powder particles is developed. The powder distribution, obtained from a discrete element method (DEM), is incorporated into the computational domain to develop a 3D process physics model using flow-3d. The melt pool formation during the conduction mode and the keyhole mode of melting has been discerned and explained. The high energy density leads to the formation of a vapor column and consequently pores under the laser scan track. Further, the keyhole shape resulted from different laser powers and scan speeds is investigated. The numerical results indicated that the keyhole size increases with the increase in the laser power even with the same energy density. The keyhole becomes stable at a higher power, which may reduce the occurrence of pores during laser scanning.

Keywords: additive manufacturing, keyhole, laser powder bed fusion, porosity

Fig. 1 (a) Powder added to the dispenser platform and (b) powder particles settled over build plate after the recoating process

Fig. 2 3D computational domain used for single-track simulation

Fig. 3 Temperature-dependent material properties of Ti-6Al-4V

Fig. 4 Powder and substrate melting during laser application

Fig. 5 Melt region formed after complete melting and solidification

Fig. 6 Melt pool boundary comparison between the experiment [25] and the simulation

Fig. 7 Equilibrium points during the formation of vapor column [27]

Fig. 8 Multiple reflection vectors from the keyhole wall

Fig. 9 (a) Velocity field, keyhole profile, and breakage of the keyhole to form bubble and (b) 2D temperature and velocity field along the longitudinal section

Fig. 10 Fluid flow in the transverse direction during keyhole melting

Fig. 11 Melt pool boundary compared with the experiment [21] for 195 W laser power and 400 mm/s scan speed

Fig. 12 Melt region formed after complete melting and solidification

Fig. 13 2D images of the pores formed at the beginning of the single track and their 3D-rendered morphology

Fig. 14 Pore number and volume from a different level of power with LED = 0.4 J/mm [29]

Fig. 15 Keyhole shape at different time steps from different parameters: (a) P = 100 W, v = 250 mm/s, (b) P = 200 W, v = 500 mm/s, (c) P = 300 W, v = 750 mm/s, and (d) P = 400 W, v = 1000 mm/s

Fig. 16 Intensity dependence in the relationship between vapor column and evaporation pressure [27]

Fig. 17 Temperature distribution when laser has moved 0.8 mm with P = 300 W, v = 750 mm/s and P = 400 W, v = 1000 mm/s

Fig. 18 Melt region with different level of power with LED of 0.4 J/mm

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References

[1] Bauereiß, A., Scharowsky, T., and Körner, C., 2014, “Defect Generation and
Propagation Mechanism During Additive Manufacturing by Selective Beam
Melting,” J. Mater. Process. Technol., 214(11), pp. 2522–2528.
[2] Gong, H., Rafi, K., Gu, H., Starr, T., and Stucker, B., 2014, “Analysis of Defect
Generation in Ti–6Al–4V Parts Made Using Powder Bed Fusion Additive
Manufacturing Processes,” Add. Manuf., 1(2014), pp. 87–98.
[3] Wang, Y., Kamath, C., Voisin, T., and Li, Z., 2018, “A Processing Diagram for
High-Density Ti-6Al-4V by Selective Laser Melting,” Rapid Prototyping J., 24
(9), pp. 1469–1478.
[4] Khairallah, S. A., and Anderson, A., 2014, “Mesoscopic Simulation Model of
Selective Laser Melting of Stainless Steel Powder,” J. Mater. Process. Technol.,
214(11), pp. 2627–2636.
[5] Yadroitsev, I., Gusarov, A., Yadroitsava, I., and Smurov, I., 2010, “Single Track
Formation in Selective Laser Melting of Metal Powders,” J. Mater. Process.
Technol., 210(12), pp. 1624–1631.
[6] Xia, M., Gu, D., Yu, G., Dai, D., Chen, H., and Shi, Q., 2016, “Influence of Hatch
Spacing on Heat and Mass Transfer, Thermodynamics and Laser Processability
During Additive Manufacturing of Inconel 718 Alloy,” Int. J. Mach. Tools
Manuf., 109(2016), pp. 147–157.
[7] Lee, Y., and Zhang, W., 2016, “Modeling of Heat Transfer, Fluid Flow and
Solidification Microstructure of Nickel-Base Superalloy Fabricated by Laser
Powder bed Fusion,” Add. Manuf., 12(2016), pp. 178–188.
[8] Wu, Y.-C., San, C.-H., Chang, C.-H., Lin, H.-J., Marwan, R., Baba, S., and
Hwang, W.-S., 2018, “Numerical Modeling of Melt-Pool Behavior in Selective
Laser Melting with Random Powder Distribution and Experimental
Validation,” J. Mater. Process. Technol., 254(2018), pp. 72–78.
[9] Khairallah, S. A., Anderson, A. T., Rubenchik, A., and King, W. E., 2016, “Laser
Powder-bed Fusion Additive Manufacturing: Physics of Complex Melt Flow and
Formation Mechanisms of Pores, Spatter, and Denudation Zones,” Acta
Materialia, 108(2016), pp. 36–45.
[10] Tan, J., Tang, C., and Wong, C., 2018, “A Computational Study on Porosity
Evolution in Parts Produced by Selective Laser Melting,” Metall. Mater. Trans.
A, 49A(8), pp. 3663–3673.
[11] Leitz, K.-H., Singer, P., Plankensteiner, A., Tabernig, B., Kestler, H., and Sigl,
L. J. M. P. R., 2017, “Multi-Physical Simulation of Selective Laser Melting,”
Metal Powder Report, 72(5), pp. 331–338.
[12] Zhao, C., Fezzaa, K., Cunningham, R. W., Wen, H., Carlo, F., Chen, L., Rollett,
A. D., and Sun, T., 2017, “Real-time Monitoring of Laser Powder Bed Fusion
Process Using High-Speed X-ray Imaging and Diffraction,” Sci. Rep., 7(1),
p. 3602.
[13] Parab, N. D., Zhao, C., Cunningham, R., Escano, L. I., Fezzaa, K., Everhart, W.,
Rollett, A. D., Chen, L., and Sun, T., 2018, “Ultrafast X-ray Imaging of Laser–
Metal Additive Manufacturing Processes,” J. Synchrotron Radiat., 25(5),
pp. 1467–1477.
[14] Cunningham, R., Zhao, C., Parab, N., Kantzos, C., Pauza, J., Fezzaa, K., Sun, T.,
and Rollett, A. D., 2019, “Keyhole Threshold and Morphology in Laser Melting
Revealed by Ultrahigh-Speed X-Ray Imaging,” Science, 363(6429), pp. 849–852.
[15] Shrestha, S., Starr, T., and Chou, K., 2019, “A Study of Keyhole Porosity in
Selective Laser Melting: Single Track Scanning With Micro-CT Analysis,”
ASME J. Manuf. Sci. Eng., 141(7), pp. 1–23.
[16] Ye, J., Rubenchik, A. M., Crumb, M. F., Guss, G., and Matthews, M. J., 2018,
“Laser Absorption and Scaling Behavior in Powder Bed Fusion Additive
Manufacturing of Metals,” Proceedings of the CLEO: Science and Innovations,
Optical Society of America, San Jose, CA, May 13–18, Optical Society of
America, p. JW2A.117.
[17] Mishra, B., and Rajamani, R. K., 1992, “The Discrete Element Method for the
Simulation of Ball Mills,” Appl. Math. Modell., 16(11), pp. 598–604.
[18] Yan, W., Qian, Y., Ge, W., Lin, S., Liu, W. K., Lin, F., and Wagner, G. J., 2018,
“Meso-Scale Modeling of Multiple-Layer Fabrication Process in Selective
Electron Beam Melting: Inter-Layer/Track Voids Formation,” Materials and
Design, 141(2018), pp. 210–219.
[19] Kloss, C., Goniva, C., Hager, A., Amberger, S., and Pirker, S., 2012, “Models,
Algorithms and Validation for Opensource DEM and CFD–DEM,” Prog.
Comput. Fluid Dynam. Int. J., 12(2–3), pp. 140–152.
[20] Escano, L. I., Parab, N. D., Xiong, L., Guo, Q., Zhao, C., Fezzaa, K., Everhart,
W., Sun, T., and Chen, L., 2018, “Revealing Particle-Scale Powder Spreading
Dynamics in Powder-Bed-Based Additive Manufacturing Process by
High-Speed X-Ray Imaging,” Sci. Rep., 8(1), p. 15079.
[21] Gong, H., Gu, H., Zeng, K., Dilip, J., Pal, D., Stucker, B., Christiansen, D., Beuth,
J., and Lewandowski, J. J., 2014, “Melt Pool Characterization for Selective Laser
Melting of Ti-6Al-4V Pre-Alloyed Powder,” Proceedings of the Solid Freeform
Fabrication Symposium, Austin, TX, Aug. 4–6, pp. 256–267.
[22] Mills, K. C., 2002, Recommended Values of Thermophysical Properties for
Selected Commercial Alloys, Woodhead Publishing, Cambridge, UK.
[23] Shrestha, S., and Chou, K., 2017, “A Build Surface Study of Powder-Bed
Electron Beam Additive Manufacturing by 3D Thermo-Fluid Simulation and
White-Light Interferometry,” Int. J. Mach. Tools Manuf., 121(2017), pp. 37–49.
[24] Cho, J.-H., and Na, S.-J., 2006, “Implementation of Real-Time Multiple
Reflection and Fresnel Absorption of Laser Beam in Keyhole,” J. Phys. D:
Appl. Phys., 39(24), p. 5372.
[25] Dilip, J., Zhang, S., Teng, C., Zeng, K., Robinson, C., Pal, D., and Stucker, B.,
2017, “Influence of Processing Parameters on the Evolution of Melt Pool,
Porosity, and Microstructures in Ti-6Al-4V Alloy Parts Fabricated by Selective
Laser Melting,” Prog. Add. Manuf., 2(3), pp. 157–167.
[26] Bertoli, U. S., Wolfer, A. J., Matthews, M. J., Delplanque, J.-P. R., and Schoenung,
J. M., 2017, “On the Limitations of Volumetric Energy Density as a Design
Parameter for Selective Laser Melting,” Mater. Des., 113(2017), pp. 331–340.
[27] Kroos, J., Gratzke, U., and Simon, G., 1993, “Towards a Self-Consistent Model of
the Keyhole in Penetration Laser Beam Welding,” J. Phys. D: Appl. Phys., 26(3),
p. 474.
[28] Martin, A., Calta, N., Hammons, J., Khairallah, S., Nielsen, M., Shuttlesworth, R.,
Sinclair, N., Matthews, M., Jeffries, J., and Willey, T., 2019, “Ultrafast Dynamics
of Laser-Metal Interactions in Additive Manufacturing Alloys Captured by In Situ
X-Ray Imaging,” Mater. Today Adv., 1(2019), p. 100002.
[29] Shrestha, S., Starr, T., and Chou, K., 2018, “Individual and coupled contributions
of laser power and scanning speed towards process-induced porosity in selective
laser melting,” Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium,
Austin, TX, Aug. 13–15, pp. 1400–1409.
[30] Hann, D., Iammi, J., and Folkes, J., 2011, “A Simple Methodology for Predicting
Laser-Weld Properties From Material and Laser Parameters,” J. Phys. D: Appl.
Phys., 44(44), p. 445401.
[31] Trapp, J., Rubenchik, A. M., Guss, G., and Matthews, M. J., 2017, “In Situ
Absorptivity Measurements of Metallic Powders During Laser Powder-bed
Fusion Additive Manufacturing,” Appl. Mat. Today, 9(2017), pp. 341–349.

Figure 2.12: (Top) The sequence in the DISAMATIC process (1)-(5). (Middle) The performed experiments placed on the Mohr circle (I)-(V). (Bottom) The five names of the mechanical behaviours.

Numerical simulation of flow and compression of green sand

Abstract

산업 박사 프로젝트의 초점은 주조 부품에 최종 기하학적 모양을 제공하는 모래 주형 (녹색 모래)의 생산에 집중되었습니다. 주조 부품의 고품질을 보장하기 위해서는 금형 자체의 제조 공정을 균일하고 안정적으로 제어하는 것이 중요합니다.

따라서 녹사(주물사)의 흐름과 퇴적을 특성화하고 모델링하는 방법에 대한 기본적인 이해를 얻는 것이 중요했기 때문에 모래 주형의 제조 공정 시뮬레이션에 사용할 수 있었습니다. 녹색 모래의 유동성은 모래 샷 중에 모래로 챔버를 채우는 호퍼를 통해 모래가 아래로 흐를 때 중요합니다.

녹색 모래의 유동성은 주로 물과 벤토나이트의 양에 의해 좌우되며 둘 다 감소 시킵니다. 따라서 유동성과 내부 힘은 리브 및 기타 기하학적 장애물로 인한 그림자가 있을 수 있는 복잡한 금형 형상을 얼마나 잘 채울 수 있는지 제어합니다.

흐름이 조기에 중단되면 금형이 완전히 채워지지 않거나 재료 밀도의 변동이 너무 높아 주조 부품의 최종 표면에 영향을 미칠 수 있습니다. 벤토나이트에 의해 생성된 습식 다리는 벤토나이트와 물이 녹색 모래를 매우 응집력 있게 만드는 모래 알갱이를 서로 달라붙게 하고 혼합물을 짜 냄으로써 주조 공정을 위한 강력한 금형을 얻기 위해 금형을 안정시키는 기계적 특성을 얻습니다.

따라서 생사 유동성은 챔버의 적절한 충진을 위해 샌드 샷 중에 중요하며, 후속적으로 압착 공정 동안의 견고한 기계적 특성은 금형의 최종 강도에 중요합니다. 이는 이러한 기계적 거동이 역 관계를 갖기 때문에 문제가 됩니다.

예를 들어 녹색 모래가 너무 건조하면 녹색 모래의 유동성이 매우 높고,특정 수분 함량 수준에 따라 곰팡이의 강도가 낮고 그 반대도 마찬가지입니다. 따라서 정확한 생사 상태를 확보하고 샌드 샷 중에 금형 충진을 개선하는 것이 매우 중요합니다.

이산 요소 방법 (DEM)은 방법의 이산적인 특성이 녹색 모래의 입상 구조를 잘 모의하기 때문에 수치 모델로 선택되었습니다. DEM 모델은 롤링 저항 모델을 사용하여 비 구형 석영 모래 입자의 롤링 저항을 에뮬레이션하고 응집성 모델을 사용하여 벤토나이트에서 석영 모래 입자의 결합을 에뮬레이트합니다.

그린 샌드는 항복 궤적이 발견된 링 전단 테스터로 특성화되었으며 유동성을 정의하는 새로운 방법이 제안 되었습니다. 링 전단 시험기는 DEM 모델의 정적 마찰 계수를 얻기 위해 사용되었습니다.

측정된 높이에서 녹색 모래의 단순한 기계적 거동을 조사하기 위해 모래 더미 실험이 사용되었습니다. 이 높이에서 DEM 모델은 구름 저항 값을 얻고 응집 모델에서 매개 변수를 얻는 것과 관련하여 보정 되었습니다.

이 프로젝트는 DISAMATIC 공정에서 샌드 샷을 사용하여 모래 주형을 생산하는 동안 모래 입자의 흐름과 모래 퇴적을 처리했습니다. 챔버의 녹색 모래 퇴적은 캐비티 내부에 통풍구가 배치된 특수 캐비티 설계로 조사되었습니다.

에어 벤트는 샌드 샷 중에 공기 흐름과 함께 녹색 모래를 운반하는 데 사용됩니다. 챔버와 캐비티의 에어 벤트 설정을 변경함으로써 캐비티 설계에서 좁은 통로의 충진을 개선하여 최종 샌드 몰드도 개선 할 수 있었습니다.

캐비티 디자인을 사용한 샌드 샷은 챔버의 공기 흐름과 통풍구를 통한 공기 흐름을 모델링하기 위해 고전적인 전산 유체 역학 (CFD)과 결합 된 녹색 모래의 흐름을 모델링하는 이산 요소 방법 (DEM)으로 시뮬레이션되었습니다.

이러한 실험과 시뮬레이션은 DISAMATIC 프로세스와이를 개선하는 방법에 대한 유익한 통찰력을 제공했습니다. 또한 유동층을 사용하여 생사의 유동화 특성을 조사하고 새로 개발 된 Anton Paar Powder Cell을 사용하여 유동 점도를 얻었습니다.

상업적 측면 특수 설계된 캐비티 지오메트리에서 그린 샌드로 몰드 챔버를 채우는 것에 대한 지식을 얻었습니다. 에어 탱크에 초기에 적용된 공기 압력과 함께 에어 벤트의 설정은 캐비티의 충진을 개선하여 최종 금형을 개선하는 데 유용한 아이디어를 제공했습니다.

또한, 결합 된CFD-DEM 모델을 사용하여 STAR-CCM +의 상용 소프트웨어를 적용하여 형상의 3D 슬라이스 표현으로 프로세스를 성공적으로 시뮬레이션 할 수있었습니다. 따라서 향후 DISAMATIC 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 독립형 코드를 개발하는 것이 더 가능해집니다. DISAMATIC 프로세스의 샌드 샷은 링 전단 테스터가 다음의 견고한 기계적 거동을 나타낼 수 있는 연속체 모델로 모델링 될 수도 있습니다.

Figure 1.1: The DISAMATIC process: 1. The sand shot. 2. Squeezing the mold. 3. Moving the mold to the chamber front and stripping off the swing plate (SP). 4. Mold close-up where the pressure plate (PP) pushes the mold out of the molding chamber. 5. Stripping off the PP where the PP is stripped from the mold and returns to its starting position in the molding chamber. 6. Closing the molding chamber and repeating a new cycle. The edited figure and text are from [8]

Figure 2.1: The green sand mixture. The figure is from [8]

Figure 2.2: The size distribution of the green sand applied in the project. The figure is from [9]

Figure 2.3: The wet bridges created in the bentonite from the water make the bentonite
cohesive and thereby the sand grains will stick together. The pictures are from the slides
in [10](http://www.sut.ac.th/engineering/Metal/ru/GREEN20%SAND.pdf). — Figure 2.3: The wet bridges created in the bentonite from the water make the bentonite cohesive and thereby the sand grains will stick together

Figure 2.11: The density as a function of compactability with respect to the number of rammings 1-10. The first ramming starts from the left indicated by the number. The cross placed in the middle shows the average value of the batches with an individual color. The dotted lines are the standard deviations of compactability % as a horizontal line and the standard deviations of density [ kg m3 ] as a vertical line.

Figure 2.13: The high load flow in the DISAMATIC process and the ring shear test placed on the Mohr circle

Figure 2.27: (Left side) The low load flow in the DISAMATIC process. (Right side) The performed experiments placed on the Mohr circle.

Conclusion

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이 논문에서는 시멘트와 충전제의 비 중복 입자 분포를 사용하여 유변학에 대한 분쇄 모래 충전제의 형상 효과를 분리했습니다. 실험 결과는 필러의 종횡비가 증가함에 따라 매트릭스의 유동성이 감소하고 두 종류의 필러에 따라 최대 부피 분율 임계 값이 다양 함을 보여주었습니다. DEM 모델을 사용하여 슬럼프 흐름 테스트를 시뮬레이션하고 실험 결과의 10 % 이내 인 수치 예측을 얻었습니다. 불일치로 인해 모델에 의해 부피 분율 임계 값이 약간 검증되었습니다. 그럼에도 불구하고 수치 결과는 유망 해 보이며 우리는 이산화를 개선하고 다른 상호 작용 모델을 탐색하여 DEM 모델을 추가로 개발할 계획입니다.

Numerical Modeling on Internal Solitary Wave propagation over an obstacle using Flow-3D

Keyword: Internal solitary waves, Numerical, Flow-3D, Computational Fluid Dynamics

연구자 : Yu-Ren Chen
지도교수 : Dr John R C Hsu
June 2012

기술과 수치 알고리즘의 발전으로 파도가 해양이나 항만 구조물에 미치는 영향에 대한 많은 연구가 개발되었으며,보다 정확한 결과를 얻기 위해 고효율 수치 계산 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. 현재 내부 파 생성, 전송, 파동의 물리적 메커니즘은 국내외 해양 분야에서 중요한 연구 주제 중 하나입니다.

이 연구는 FLOW-3D 전산 유체 역학 (Computational Fluid Dynamics, CFD) 소프트웨어를 사용하여 상층의 담수와 하층의 담수를 시뮬레이션합니다. 바닷물의 밀도 계층화 유체는 중력 혼합 붕괴 방식을 사용하여 내부 파도를 생성하고 긴 경사와 같은 일반적인 장애물을 통해 파형 진화 및 유동장 분포를 탐구합니다.

짧은 플랫폼 사다리꼴 경사와 이등변 삼각형. 이 기사에서는 또한 소프트웨어 작동 설정과 FLOW-3D를 내부 파 실험에 적용하는 방법을 소개하고, 이전 실험 조건과 결과를 참조하여 내부 파 전송 과정을 시뮬레이션합니다. 시뮬레이션 결과는 실험 데이터를 확인하고 첫 번째 분석을 시뮬레이션합니다.

중력 붕괴 방식의 게이트의 개방 속도가 내부 파의 전송 시간 및 진폭에 미치는 영향; 시뮬레이션 결과는 게이트 개방 속도가 빠르고 내부 파의 진폭이 크고 전송 속도가 빠릅니다. ; 반대로 게이트 개방 속도가 느리면 내부 파의 진폭이 작고 전송 속도가 느리지 만 둘 다 비선형 비례 관계.

이 연구는 또한 다양한 장애물 (긴 기울기, 사다리꼴 기울기가있는 짧은 플랫폼, 이등변 삼각형)을 통한 내부 고독 파의 전송 과정을 시뮬레이션하고 단일 장애물을 통과하는 내부 파도의 파형 진화, 와류 및 유동장 변화를 논의합니다.

연구를 통해 우리가 매우 미세한 그리드를 사용하고 수치 시뮬레이션의 그래픽 출력을 열심히 분석 할 수 있다면 실험실 실험 관찰보다 내부 고독 파의 전송 특성을 더 잘 이해할 수 있다고 믿습니다.

요약

서로 다른 특성을 가진 두 유체의 계면에있는 파동을 계면 파라고합니다. 바다에서는 표층의 기압 변화에 의해 형성된 바람 장이 공기와 바다의 경계 파인 해면에 불어 올 때 변동을 일으킨다. 기체 또는 유체의 밀도 층화가 발생할 때 외부 힘 (예 : 바람, 압력, 파도 및 조류, 중력 등)에 의해 교란되면 내부 파도라고하는 경계면에서 변동이 발생할 수 있으므로 내부 파도가 발생할 수 있습니다. 웨이브는 밀도가 다른 층화 된 유체의 웨이브 현상입니다.

대기의 내부 파도와 같이 일상 생활에서 볼 수있는 내부 파도는 특히 오후 또는 비가 내리기 전에 깊고 얕은 altocumulus 구름 층으로 하늘에 자주 나타납니다. 대기 중의 내부 파의 움직임은 공기의 흐름에 영향을 주어 기류를 상승시키고 공기 중의 수증기가 물방울로 응축되어 구름이되도록합니다.

반대로 기류가 가라 앉으면 수증기가 응결이 쉽지 않습니다. 구름이 있어도 내부의 파도가 응결하기 어렵습니다. 소산되어 루버와 같은 altocumulus 구름을 형성합니다. 안정된 밀도와 층화 상태의 자연 수체는 외부 세계에 의해 교란 될 때 내부 파동 운동을 겪게됩니다.

예를 들어, 밀도가 안정되고 층화가 분명한 호수에서 바람 장은 수면에 파도에서 파생 된 내부 파동을 일으켜 물의 질량이 전달되고 호수 가장자리로 물이 축적되어 수위가 높아집니다. 위치 에너지를 형성하는 축적 영역; 수역이 가라 앉기 시작하면 위치 에너지를 운동 에너지로 변환하고 남미 콜롬비아의 Babine Lake의 내부 파동 거동과 같은 내부 파동 운동을 생성 할 수도 있습니다 (Farmer, 1978). ). 염분, 밀도 또는 온도가 안정된 바다에서는 조수와 지형의 영향으로 수역이 행성의 중력에 따라 움직입니다.

격렬한 기복이있는 지형을 통과 할 때 내부 파동이 발생합니다. ; 중국 해에서 발견되는 남쪽 내부 파도에서와 같이 (Hsu et al., 2000). 파동은 심해에서 얕은 물로 전달되며, 얕아 짐, 깨짐, 혼합, 소용돌이, 굴절, 회절 및 반사가있을 것입니다. 내부 파 전달은 일종의 파동이기 때문에 위에서 언급 한 파동 특성도 갖습니다.

해양 내부 파도는 길이가 수백 미터에서 수십 킬로미터에 이르는 광범위한 파장을 가지고 있으며,주기는 몇 분 정도 빠르며 수십 시간 정도 느리며 진폭은 몇 미터에서 수백 미터. 해양 내부 파도가 움직일 때 층화 위와 아래의 물 흐름 방향이 반대가되어 현재 전단 작용으로 인해 층화 경계면에서 큰 비틀림 힘이 발생합니다.

바다에 기초 말뚝과 같은 구조물이있는 경우 석유 시추 플랫폼의 고정 케이블은 큰 비틀림을 견딜 수 없어 파손될 가능성이 매우 높습니다 (Bole et al. 1994). 빽빽한 클라인 경계 근처에서 항해하는 잠수함이 해양 내부 파도 활동을 만나게되면 내부 파도에 의한 상승 전류로 인해 잠수함이 해저에 수면에 닿거나 충돌하여 잠수함이 손상 될 수 있습니다.

그러나 바다의 내부 파는 바람직하지 않으며 매우 중요한 역할을합니다. 예를 들어, 내부 파가 심해 지역에서 근해 대륙붕으로 전달되면 상하수 체가 교환됩니다. 해저에 영양분을 운반합니다. 선반 가장자리까지 생물학적 성장을 촉진하고 해당 지역의 생태 환경을 조절하며 (Osborne and Bruch et al., 1980; Sandstorm and Elliot et al., 1984) 어업 자원을 풍부하게합니다.

위에서 언급 한 항목 외에도 해저에 대한 케이블 및 파이프 라인, 수중 음파 탐지기, 해양 생물 환경, 군사 활동 등이 해양 내부 파도의 영향에 포함되므로 해양 내부 파도에 대한 연구가 매우 중요합니다.

최근 내부 파를 연구하는 방법에는 분석 이론 도출, 현장 조사 및 관찰, 실험실 실험 분석이 포함됩니다. 그러나 과학 기술의 급속한 발전, 발전과 발전, 컴퓨터의 대중화, 수치 계산 방법의 진화로 해양 공학과 관련된 많은 파동 효과는 일반적으로 수치 시뮬레이션 방법으로 해결됩니다.

또한 수치 연산 방법의 비용이 현장 조사 관측 및 실험실 실험 해석보다 저렴하고 시뮬레이션 결과를 더 빨리 얻을 수 있기 때문에 본 논문에서는 전산 유체 역학 (전산 유체 역학, 참조)의 FLOW-를 선정 하였다. 3D 소프트웨어는 내부 파 생성, 전송, 장애물 통과, 점차 소멸하는 움직임 과정을 시뮬레이션하고, 내부 파의 변화 과정을 분석하고 비교하기 위해 이전 실험실 모델 실험을 참조합니다.

圖3. 3 實驗室下沉型內孤立波經過13°斜坡梯形障礙物的連續組圖（鄭明宏，2011）

圖3. 3 (a) 實驗室下沉型內孤立波（鄭明宏，2011；θ=13°，T = t0 = 42 s）

圖3. 5 比較實驗室（上圖）內孤立波（圖3. 3 (a)）與FLOW-3D模擬（下圖）的傳遞波形（θ=13°，t = 42 s）

圖4. 53 內波在三角形前坡反轉為順時針渦流，後坡面上形成逆時針渦流（t = 63 s）

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Reference

Apel, J.R., Holbrook, J.R, Tsai, J. and Liu, A.K. (1985). The Sulu Sea internal soliton experiment. J. Phys. Oceanography, 15(12): 1625-1651. Ariyaratnam, J. (1998). Investigation of slope stability under internal wave action. B.Eng. (Hons.) thesis, Dept. of Environmental Eng., University of Western Australia, Australia. Baines, P.G. (1983). Tidal motion in submarine canyons – a laboratory experiment. J. Physical Oceanography, 13: 310-328. Benjamin, T.B. (1966). Internal waves of finite amplitude and permanent form. J. Fluid Mech., 25: 241-270. Bole, J.B., Ebbesmeyer, J.J. and Romea, R.D. (1994). Soliton currents in South China Sea: measurements and theoretical modelling. Proc. 26th Annual Offshore Tech. Conf., Houston, Texas. 367-375. Burnside, W. (1889). On the small wave-motions of a heterogeneous fluid under gravity. Proc. Lond., Math. Soc., (1) xx, 392-397. Chen C.Y., J.R-C. Hsu, H.H. Chen, C.F. Kuo and Cheng M.H (2007). Laboratory observations on internal solitary wave evolution on steep and inverse uniform slopes. Ocean Engineering, 34: 157-170. Cheng M.H., J.R-C. Hsu, C.Y. Chen (2005). Numerical model for internal solitary wave evolution on impermeable variable seabad, Proc.27th Ocean Eng, pp.355-359. Choi, W. and Camassa, R. (1996). Weakly nonlinear internal waves in a two-fluid system. J. Fluid Mech., 313: 83-103. Ebbesmeyer, C.C., and Romea, R.D. (1992). Final design parameters for solitons at selected locations in South China Sea. Final and supplementary reports prepared for Amoco Production Company, 209pp. plus appendices. Ekman, V. M., (1904). “On dead-water, Norwegian North Polar Expedition”, 1893-1896. Scientific Results, 5(15)：1-150. Farmer, D.M. (1978). Observation of long nonlinear internal waves in a lake. J. Phys. Oceanography, 8(1): 63-73. Garret, C. and Munk, W. (1972). Space-time scales of internal waves. Geophys. Fluid Dyn., 3: 225-264. Gill, A.E. (1982). Atmosphere-Ocean Dynamics. International Geophysical Series, Vol. 30, San Diego, CA: Academic Press. Harleman, D.R.F. (1961). Stratified flow. Ch. 26 in Handbook of Fluid Dynamics (ed., V. Streeter), NY: McGraw-Hill, (26): 1-21. Helfrich, K.R. (1992). Internal solitary wave breaking and run-up on a uniform slope. J. Fluid Mech., 243: 133-154.

Helfrich, K.R. and Melville, W.K. (1986). On long nonlinear internal waves over slope-shelf topography. J. Fluid Mech., 167: 285-308. Honji, H., Matsunaga, N., Sugihara, Y. and Sakai, K. (1995). Experimental observation of interanl symmetric solitary waves in a two-layer fluid. Fluid Dynamics Research, 15 (2): 89-102. Hsu, M.K., Liu, A.K., and Liu, C. (2000). A study of internal waves in the China Sea and Yellow Sea using SAR. Continental Shelf Research, 20: 389-410. Johns, K. (1999). Interaction of an internal wave with a submerged sill in a two-layer fluid. B.Eng. (Hons.) thesis, Dept. of Environmental Eng., University of Western Australia, Australia Kao, T.W., Pan, F.S. and Renouard, D. (1985). Internal solitions on the pycnocline: generation, propagation, shoaling and breaking over a slope. J. Fluid Mech. 159: 19-53. Koop, C.G. and Butler, G. (1981). An investigation of internal solitary waves in a two-fluid system. J. Fluid Mech., 112: 225-251. Lin, T.W. (2001). A study on internal waves characteristics in north of South China Sea, Master Thesis, Institute of Oceanography, National Taiwan Univ., Taiwan. (In Chinese). Lynett, P., Wu, T.-R. and Liu, P. L.-F. (2002), Modeling wave runup with depth-integrated equations, Coastal Engineering, Vol. 46, pp. 89-107. Ming-Hung Cheng,John R.-C. Hsu, Chen-Yuan Chen and Cheng-Wu Chen (2009). Modelling the propagation of an internal solitary wave across double ridges and a shelf-slope.Environ Fluid Mech,9:321–340. Ming-Hung Cheng and John R.C. Hsu (2011). Effect of frontal slope on waveform evolution of a depression interfacial solitary wave across a trapezoidal obstacle. Ocean Engineering. Matsuno, Y. (1993). A unified theory of nonlinear wave propagation in two-layer fluid systems. J. Phys. Soc. Japan, 62: 1902-1916. Michallet, H. and Barthelemy, E. (1998). Experimental study of interfacial solitary waves. J. Fluid Mech., 366: 159-177. Muller, P. and X. Liu (2000). Scattering of internal waves at finite topography in two dimensions. Part I: Theory and case studies, J. Phys. Oceanogr., 30: 532-549 Nagashima, H. (1971). Reflection and breaking of internal waves on a sloping beach. J. Oceanographical Soc. Japan, 27(1): 1-6. Nansen, F. (1902). The oceanography of the north polar basin. Sci. Results, Norwegian North Polar Expedition 1893-1896, 3: 9. Osborne, A.R. and Burch, T.L. (1980). Internal solitons in the Andaman Sea. Science, 208 (43): 451-460

82 Russell, J.S. (1844). On waves. Report of the 14th Meeting of the British Association for the Advancement of Science, York, 311-390. Sandstrom, H. and Elliot J. A. (1984). Internal tide and solitons on the Scotian Shelf: a nutrient pump at work. Journal of Geophysical Research, 89 (C4): 6415-6428. Stokes G.G. (1847). On the Theory of Oscillatory Waves. Transactions of the Cambridge Philosophical Society, 8: 441–455. Strutt, J. W., Lord Rayleigh. (1883). Investigation of the character of the equilibrium of an incompressible heavy fluid of variable density.Proceedings of the London mathematical society, 8: pp. 170-177. Sveen, J.K., Guo, Y., Davies, P.A. and Grue, J. (2002). On the breaking of internal solitary waves at a ridge. J. Fluid Mech., 469 (25): 161-188. Vlasenko, V., and Hutter, K. (2002). Numerical experiments on the breaking of solitary internal waves over a slope-shelf topography. J. of Physical Oceanography, 32(6), pp.1779-1793. Wessels F. and Hutter K. (1996). Interaction of internal waves with a topographic sill in a two-layered fluid. J. Phys. Oceanogr , 26: 5-20

CFD Stirs Up Mixing 일반

CFD (전산 유체 역학) 전문가가 필요하고 때로는 실행하는데 몇 주가 걸리는 믹싱 시뮬레이션의 시대는 오래 전입니다. 컴퓨팅 및 관련 기술의 엄청난 도약에 힘 입어 Ansys, Comsol 및 Flow Science와 같은 회사는 엔지니어의 데스크톱에 사용하기 쉬운 믹싱 시뮬레이션을 제공하고 있습니다.

“병렬화 및 고성능 컴퓨팅의 발전과 템플릿화는 비전문 화학 엔지니어에게 정확한 CFD 시뮬레이션을 제공했습니다.”라고 펜실베이니아 주 피츠버그에있는 Ansys Inc.의 수석 제품 마케팅 관리자인 Bill Kulp는 말합니다 .

흐름 개선을위한 실용적인 지침이 필요하십니까? 다운로드 화학 처리의 eHandbook을 지금 흐름 도전 싸우는 방법!

예를 들어, 회사는 휴스턴에있는 Nalco Champion과 함께 프로젝트를 시작했습니다. 이 프로젝트는 시뮬레이션 전문가가 아닌 화학 엔지니어에게 Ansys Fluent 및 ACT (분석 제어 기술) 템플릿 기반 시뮬레이션 앱에 대한 액세스 권한을 부여합니다. 새로운 화학 물질을위한 프로세스를 빠르고 효율적으로 확장합니다.

Giving Mixing Its Due

“화학 산업은 CFD와 같은 계산 도구를 사용하여 많은 것을 얻을 수 있지만 혼합 프로세스는 단순하다고 가정하기 때문에 간과되는 경우가 있습니다. 그러나 최신 수치 기법을 사용하여 우수한 성능을 달성하는 흥미로운 방법이 많이 있습니다.”라고 Flow Science Inc. , Santa Fe, NM의 CFD 엔지니어인 Ioannis Karampelas는 말합니다 .

이러한 많은 기술이 회사의 Flow-3D Multiphysics 모델링 소프트웨어 패키지와 전용 포스트 프로세서 시각화 도구 인 FlowSight에 포함되어 있습니다.

“모든 상업용 CFD 패키지는 어떤 형태의 시각화 도구와 번들로 제공되지만 FlowSight는 매우 강력하고 사용하기 쉽고 이해하기 쉽게 설계되었습니다. 예를 들어, 프로세스를 재 설계하려는 엔지니어는 다양한 설계 변경의 효과를 평가하기 위해 매우 직관적인 시각화 도구가 필요합니다.”라고 그는 설명합니다.

이 접근 방식은 실험 측정을 얻기 어려운 공정 (예 : 쉽게 측정 할 수없는 매개 변수 및 독성 물질의 존재로 인해 본질적으로 위험한 공정)을 더 잘 이해하고 최적화하는데 특히 효과적입니다.

동일한 접근 방식은 또한 믹서 관련 장비 공급 업체가 고객 요구에 맞게 제품을보다 정확하게 개발하고 맞춤화하는 데 도움이되었습니다. “이는 불필요한 프로토 타이핑 비용이나 잠재적 인 과도한 엔지니어링을 방지합니다. 두 가지 모두 일부 공급 업체의 문제였습니다.”라고 Karampelas는 말합니다.

CFD 기술 자체는 계속해서 발전하고 있습니다. 예를 들어, 수치 알고리즘의 관점에서 볼 때 구형 입자의 상호 작용이 열 전달을 적절하게 모델링하는 데 중요한 다양한 문제에 대해 이산 요소 모델링을 쉽게 적용 할 수있는 반면, LES 난류 모델은 난류 흐름 패턴을 정확하게 시뮬레이션하는 데 이상적입니다.

컴퓨팅 리소스에 대한 비용과 수요에도 불구하고 Karampelas는 난류 모델의 전체 제품군을 제공 할 수있는 것이 중요하다고 생각합니다. 특히 LES는 이미 대부분의 학계와 일부 산업 (예 : 전력 공학)에서 선택하는 방법이기 때문입니다. .

그럼에도 불구하고 CFD의 사용이 제한적이거나 비실용적 일 수있는 경우는 확실히 있습니다. 여기에는 나노 입자에서 벌크 유체 증발을 모델링하는 것과 같이 관심의 규모가 다른 규모에 따라 달라질 수있는 문제와 중요한 물리적 현상이 아직 알려지지 않았거나 제대로 이해되지 않았거나 아마도 매우 복잡한 문제 (예 : 모델링)가 포함됩니다. 음 펨바 효과”라고 Karampelas는 경고합니다.

반면에 더욱 강력한 하드웨어와 업데이트 된 수치 알고리즘의 출현은 CFD 소프트웨어를 사용하여 과다한 설계 및 최적화 문제를 해결하기위한 최적의 접근 방식이 될 것이라고 그는 믿습니다.

“복잡한 열교환 시스템 및 새로운 혼합 기술과 같이 점점 더 복잡한 공정을 모델링 할 수있는 능력은 가까운 장래에 가능할 수있는 일을 간단히 보여줍니다. 수치적 방법 사용의 주요 이점은 설계자가 상상력에 의해서만 제한되어 소규모 믹서에서 대규모 반응기 및 증류 컬럼에 이르기까지 다양한 화학 플랜트 공정을 최적화 할 수있는 길을 열어 준다는 것입니다. 실험적 또는 경험적 접근 방식은 항상 관련성이 있지만 CFD가 미래의 엔지니어를위한 선택 도구가 될 것이라고 확신합니다.”라고 그는 결론을 내립니다.

Seán Ottewell은 Chemical Processing의 편집장입니다. sottewell@putman.net으로 이메일을 보낼 수 있습니다 .

기사 원문 : https://www.chemicalprocessing.com/articles/2017/cfd-stirs-up-mixing/

Simulation of EPS foam decomposition in the lost foam casting process

X.J. Liu a,∗, S.H. Bhavnani b,1, R.A. Overfelt c,2
a United States Steel Corporation, Great Lakes Works, #1 Quality Drive, Ecorse, MI 48229, United States b 213 Ross Hall, Department of Mechanical Engineering, Auburn University, Auburn, AL 36849-5341, United States c 202 Ross Hall, Department of Mechanical Engineering, Materials Engineering Program, Auburn University, Auburn, AL 36849-5341, United States
Received 17 April 2006; received in revised form 14 July 2006; accepted 21 August 2006

Keywords: Lost foam casting; Heat transfer coefficient; Gas pressure; VOF-FAVOR

LFC (Loss Foam Casting) 공정에서 부드러운 몰드 충진의 중요성은 오랫동안 인식되어 왔습니다. 충진 공정이 균일할수록 생산되는 주조 제품의 품질이 향상됩니다. 성공적인 컴퓨터 시뮬레이션은 금형 충전 공정에서 복잡한 메커니즘과 다양한 공정 매개 변수의 상호 작용을 더 잘 이해함으로써 새로운 주조 제품 설계의 시도 횟수를 줄이고 리드 타임을 줄이는데 도움이 될 수 있습니다.

이 연구에서는 용융 알루미늄의 유체 흐름과 금속과 발포 폴리스티렌 (EPS) 폼 패턴 사이의 계면 갭에 관련된 열 전달을 시뮬레이션하기 위해 전산 유체 역학 (CFD) 모델이 개발되었습니다.

상업용 코드 FLOW-3D는 VOF (Volume of Fluid) 방법으로 용융 금속의 전면을 추적 할 수 있고 FAVOR (Fractional Area / Volume Ratios) 방법으로 복잡한 부품을 모델링 할 수 있기 때문에 사용되었습니다. 이 코드는 폼 열화 및 코팅 투과성과 관련된 기체 갭 압력을 기반으로 다양한 계면 열 전달 계수 (VHTC)의 효과를 포함하도록 수정되었습니다.

수정은 실험 연구에 대해 검증되었으며 비교는 FLOW-3D의 기본 상수 열 전달 (CHTC) 모델보다 더 나은 일치를 보여주었습니다. 금속 전면 온도는 VHTC 모델에 의해 실험적 불확실성 내에서 예측되었습니다. 몰드 충전 패턴과 1-4 초의 충전 시간 차이는 여러 형상에 대해 CHTC 모델보다 VHTC 모델에 의해 더 정확하게 포착되었습니다. 이 연구는 전통적으로 매우 경험적인 분야에서 중요한 프로세스 및 설계 변수의 효과에 대한 추가 통찰력을 제공했습니다.

지난 20 년 동안 LFC (Loss Foam Casting) 공정은 코어가 필요없는 복잡한 부품을 제조하기 위해 널리 채택되었습니다. 이는 자동차 제조업체가 현재 LFC 기술을 사용하여 광범위한 엔진 블록과 실린더 헤드를 생산하기 때문에 알루미늄 주조 산업에서 특히 그렇습니다.

기본 절차, 적용 및 장점은 [1]에서 찾을 수 있습니다. LFC 프로세스는 주로 숙련 된 실무자의 경험적 지식을 기반으로 개발되었습니다. 발포 폴리스티렌 (EPS) 발포 분해의 수치 모델링은 최근에야 설계 및 공정 변수를 최적화하는 데 유용한 통찰력을 제공 할 수있는 지점에 도달했습니다. LFC 공정에서 원하는 모양의 발포 폴리스티렌 폼 패턴을 적절한 게이팅 시스템이있는 모래 주형에 배치합니다.

폼 패턴은 용융 금속 전면이 패턴으로 진행될 때 붕괴, 용융, 기화 및 열화를 겪습니다. 전진하는 금속 전면과 후퇴하는 폼 패턴 사이의 간격 인 운동 영역은 Warner et al. [2] LFC 프로세스를 모델링합니다. 금형 충진 과정에서 분해 산물은 운동 영역에서 코팅층을 통해 모래로 빠져 나갑니다.

용융 금속과 폼 패턴 사이의 복잡한 반응은 LFC 공정의 시뮬레이션을 극도로 어렵게 만듭니다. SOLA-VOF (SOLution AlgorithmVolume of Fluid) 방법이 Hirt와 Nichols [3]에 의해 처음 공식화 되었기 때문에 빈 금형을 사용한 전통적인 모래 주조 시뮬레이션은 광범위하게 연구되었습니다.

Lost foam 주조 공정은 기존의 모래 주조와 많은 특성을 공유하기 때문에이 새로운 공정을 모델링하는 데 적용된 이론과 기술은 대부분 기존의 모래 주조를 위해 개발 된 시뮬레이션 방법에서 비롯되었습니다. 패턴 분해 속도가 금속성 헤드와 금속 전면 온도의 선형 함수라고 가정함으로써 Wang et al. [4]는 기존의 모래 주조의 기존 컴퓨터 프로그램을 기반으로 복잡한 3D 형상에서 Lost foam 주조 공정을 시뮬레이션했습니다.

Liu et al. [5]는 금속 앞쪽 속도를 예측하기 위한 간단한 1D 수학적 모델과 함께 운동 영역의 배압을 포함했습니다. Mirbagheri et al. [6]은 SOLA-VOF 기술을 기반으로 금속 전면의 자유 표면에 대한 압력 보정 방식을 사용하는 Foam 열화 모델을 개발했습니다.

Kuo et al.에 의해 유사한 배압 방식이 채택되었습니다. [7] 운동량 방정식에서이 힘의 값은 실험 결과에 따라 패턴의 충전 순서를 연구하기 위해 조정되었습니다.

이러한 시뮬레이션의 대부분은 LFC 공정의 충전 속도가 기존의 모래 주조 공정보다 훨씬 느린 것으로 성공적으로 예측합니다. 그러나 Foam 분해의 역할은 대부분 모델의 일부가 아니며 시뮬레이션을 수행하려면 실험 데이터 또는 경험적 함수가 필요합니다.

현재 연구는 일정한 열전달 계수 (CHTC)를 사용하는 상용 코드 FLOW-3D의 기본 LFC 모델을 수정하여 Foam 열화와 관련된 기체 갭 압력에 따라 다양한 열전달 계수 (VHTC)의 영향을 포함합니다. 코팅 투과성. 수정은 여러 공정 변수에 대한 실험 연구에 대해 검증되었습니다.

또한, 손실 된 폼 주조에서 가장 중요한 문제인 결함 형성은 문헌에서 인용 된 수치 작업에서 모델링되지 않았습니다. 접힘, 내부 기공 및 표면 기포와 같은 열분해 결함은 LFC 작업에서 많은 양의 스크랩을 설명합니다. FLOW-3D의 결함 예측 기능은 프로세스를 이해하고 최적화하는데 매우 중요합니다.

Fig. 7. Comparison of mold filling times for a plate pattern with three ingates: (a) measured values by thermometric technique [18]; (b) predicted filling times based on basic CHTC model with gravity effect; and (c) predicted filing times based on the VHTC model with heat transfer coefficient changing with gas pressure; (d) mold filling time at the right-and wall of the mold for the plate pattern with three ingates.

Fig. 10. Defects formation predicted by (a) basic CHTC model with gravity effect; (b) VHTC model with heat transfer coefficient based on both gas pressure and coating thickness; and (c) improved model for two ingates. Color represents probability for defects (blue is the lowest and red highest).

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References

[1] S. Shivkumar, L. Wang, D. Apelian, The lost-foam casting of aluminum alloy components, JOM 42 (11) (1990) 38–44.
[2] M.H. Warner, B.A. Miller, H.E. Littleton, Pattern pyrolysis defect reduction in lost foam castings, AFS Trans. 106 (1998) 777–785.
[3] C.W. Hirt, B.D. Nichols, Volume of Fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries, J. Comp. Phys. 39 (1) (1981) 201–225.
[4] C. Wang, A.J. Paul, W.W. Fincher, O.J. Huey, Computational analysis of fluid flow and heat transfer during the EPC process, AFS Trans. 101 (1993) 897–904.
[5] Y. Liu, S.I. Bakhtiyarov, R.A. Overfelt, Numerical modeling and experimental verification of mold filling and evolved gas pressure in lost foam casting process, J. Mater. Sci. 37 (14) (2002) 2997–3003.
[6] S.M.H. Mirbagheri, H. Esmaeileian, S. Serajzadeh, N. Varahram, P. Davami, Simulation of melt flow in coated mould cavity in the lost foam casting process, J. Mater. Process. Technol. 142 (2003) 493–507.
[7] J.-H. Kuo, J.-C. Chen, Y.-N. Pan, W.-S. Hwang, Mold filling analysis in lost foam casting process for aluminum alloys and its experimental validation, Mater. Trans. 44 (10) (2003) 2169–2174.
[8] C.W. Hirt, Flow-3D User’s Manual, Flow Science Inc., 2005.
[9] E.S. Duff, Fluid flow aspects of solidification modeling: simulation of low pressure die casting, The University of Queensland, Ph.D. Thesis, 1999.
[10] X.J. Liu, S.H. Bhavnani, R.A. Overfelt, The effects of foam density and metal velocity on the heat and mass transfer in the lost foam casting process, in: Proceedings of the ASME Summer Heat Transfer Conference, 2003,
pp. 317–323.
[11] W. Sun, P. Scarber Jr., H. Littleton, Validation and improvement of computer modeling of the lost foam casting process via real time X-ray technology, in: Multiphase Phenomena and CFD Modeling and Simulation in
Materials Processes, Minerals, Metals and Materials Society, 2004, pp. 245–251.
[12] T.V. Molibog, Modeling of metal/pattern replacement in the lost foam casting process, Materials Engineering, University of Alabama, Birmingham, Ph.D. Thesis, 2002.
[13] X.J. Liu, S.H. Bhavnani, R.A. Overfelt, Measurement of kinetic zone temperature and heat transfer coefficient in the lost foam casting process, ASME Int. Mech. Eng. Congr. (2004) 411–418.
[14] X. Yao, An experimental analysis of casting formation in the expendable
pattern casting (EPC) process, Department of Materials Science and Engineering, Worcester Polytechnic Institute, M.S. Thesis, 1994.
[15] M.R. Barkhudarov, C.W. Hirt, Tracking defects, Die Casting Engineer 43 (1) (1999) 44–52.
[16] C.W. Hirt, Modeling the Lost Foam Process with Defect PredictionsProgress Report: Lost-Foam Model Extensions, Wicking, Flow Science Inc., 1999.
[17] D. Wang, Thermophysical Properties, Solidification Design Center, Auburn University, 2001.
[18] S. Shivkumar, B. Gallois, Physico-chemical aspects of the full mold casting of aluminum alloys, part II: metal flow in simple patterns, AFS Trans. 95 (1987) 801–812.

Figure 1.2: Left panel: 3D CAD drawing of a printhead prototype showing (a) the melting unit, (b) the filter units, (c) the reservoir, (d) the static pressure hose, (e) the central part, and (f) the electronic driving supply. Image retrieved from [8]. Right panel: A schematic showing a single nozzle uint in the central part (e) of the printhead shown in the left panel.

Lattice Boltzmann method for contact line dynamics

접촉선 역학을 위한 Lattice Boltzmann 방법

ter verkrijging van de graad van doctor aan de
Technische Universiteit Eindhoven, op gezag van de
rector magnificus prof.dr.ir. C.J. van Duijn, voor een
commissie aangewezen door het College voor
Promoties, in het openbaar te verdedigen
op woensdag 7 mei 2014 om 16:00 uur

Introduction

움직이는 접촉선은 본질적으로 어디에나 존재하며, 표면에 미끄러지는 물방울은 우리가 일상에서 만나는 일반적인 예입니다. 유체 역학의 접촉선은 일반적으로 액체, 고체 및 주변 공기/증기 사이의 공통 경계라고합니다.

최근 미세 유체 공학의 발전으로 인해 접촉 라인의 역학을 제어하는 힘과 흐름 조건에 대한 근본적인 이해와 기술에 대한 많은 요구가 제기되었습니다. 이 논문은 접촉선의 물리학, 분석 및 수치 모델링 및 고무적인 산업 기하학과 관련된 측면을 포함합니다.

동기를 부여하는 산업 응용 분야는 이머전 리소그래피 (ASML)와 잉크젯 노즐 (Océ)의 프린트 헤드입니다. 이 두 가지 문제는 몇 가지 특징적인 길이 및 시간 척도, 고도로 구부러진 유체 인터페이스, 다상 흐름 및 복잡한 경계 조건을 포함하므로 분석 및 수치 연구가 어렵습니다.

포토 리소그래피는 서브 마이크론 정확도로 마스크에서 실리콘 웨이퍼로 패턴을 전송할 수 있는 복잡한 절차입니다 [1]. 포토 리소그래피 공정의 핵심 단계 중 하나는 고해상도 광학 시스템을 사용하여 실리콘 웨이퍼에 코팅 된 포토 레지스트를 DUV (심 자외선) 빛으로 노출시키는 것입니다. 광학 시스템을 사용하여 웨이퍼에 마스킹 할 수 있는 가장 작은 특징 또는 임계 치수 CD는 Rayleigh 기준으로 결정됩니다.

여기서 NA는 광학 시스템의 개구 수를 나타내고, λ는 사용 된 빛의 파장이고 k는 공정 종속 상수입니다. 광학 분야에서 광학 시스템의 개구 수 NA = n sin α는 시스템이 빛을 받아들이거나 방출 할 수 있는 각도 범위를 특성화하는 무차원 숫자입니다.

여기서 α는 렌즈의 수용 각도입니다 (0 < α <π / 2) 및 n은 렌즈와 포토 레지스트 사이의 매질의 굴절률입니다. CD의 가치가 감소하면 전자 장치가 더 작고 빨라집니다. 식에 의해 주어진 레일리 기준에 따르면. (1.1), 더 작은 CD 값은 k 또는 λ를 줄이거 나 NA를 늘림으로써 얻을 수 있습니다. 현재 KrF 및 ArF 엑시머 레이저의 경우 빛의 파장은 각각 최대 280nm 및 193nm까지 감소 될 수 있습니다 [1]. k는 분해능 향상 기술을 사용하여 0.4까지 감소 된 공정 의존 상수입니다 [2 ]. 개구 수는 sin α 또는 n을 증가시켜 증가시킬 수 있습니다.

sin α에 대한 실제 한계는 0.93으로, 이론적 한계 | sin α |에 매우 가깝습니다. ≤ 1. n을 늘리는 것이 이머전 리소그래피 사용의 기본 아이디어입니다. Immersion lithography는 렌즈와 포토 레지스트 사이의 에어 갭이 물로 대체되는 포토 리소그래피 기법입니다 (그림 1.1 (왼쪽 패널) 참조). 침지 리소그래피에 사용되는 물은 193nm 파장에 대해 1.44의 굴절률을 가진 고도로 정제 된 탈 이온수입니다 [3]. 이 굴절률 값은 분해 가능한 피처 크기의 해상도를 약 30 % 정도 증가시킵니다 [3].

이 방법은 훨씬 더 비싼 리소그래피 기술 [4]로 큰 변화를 가져 오지 않아도 된다는 장점을 가지고 더 작은 피처 크기를 달성하는 저렴한 방법입니다. 물이 웨이퍼의 포토 레지스트와 직접 접촉하기 때문에 이머전 리소그래피 기술은 주로 렌즈와 포토 레지스트의 오염 가능성과 관련된 몇 가지 문제를 야기합니다.

특히 웨이퍼 플레이트가 렌즈에 비해 Up 속도로 움직일 때 액체-공기-고체 접촉 라인도 움직입니다 (그림 1.1 (오른쪽 패널) 참조). 특정 최소 속도를 넘어 서면 전진 및 후퇴 접촉 선 (그림 1.1, 오른쪽 패널 참조)이 불안정 해지고 각각 공기를 동반하거나 액체 필름을 웨이퍼로 끌 수 있습니다 [5].

공기와 액체 필름은 결국 기포 나 액체 방울로 부서져서 리소그래피 공정에 부정적인 영향을 미칩니다. 이 논문에서 우리는 플레이트의 속도, 웨이퍼의 습윤 특성 및 주변 공기의 점도에 따라 전진 및 후퇴하는 접촉 라인의 안정성 연구에 기여했습니다.

1.1.2 Drop-on-demand inkjet printer

최신 잉크젯 인쇄 기술은 CIJ (연속 잉크젯) 및 DOD (주문형 드롭) 잉크젯의 두 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다. CIJ 프린터에서 미세 노즐에서 나오는 액체 분사는 RP (Rayleigh-Plateau) 불안정성으로 인해 물방울로 분해됩니다. 이 RP 불안정성은 액체의 흐름을 정확하게 제어 할 수있는 음향 변동을 생성하는 압전 결정에 의해 유발되어 일정한 간격으로 물방울로 분해됩니다 [7].

DOD 잉크젯 프린터는 작동 원리에 따라 두 가지 범주로 더 나눌 수 있습니다 [8]. 여기서는 압전 잉크젯 (PIJ) 프린터에만 중점을 둡니다. PIJ 프린터에서 낙하 형성은 압전 소자에 의해 생성 된 압력 파에 의해 발생합니다. PIJ 프린터의 프린트 헤드 개략도가 그림 1.2에 나와 있습니다.

PIJ 프린터는 CIJ 프린터에 비해 상대적으로 느리지 만 인쇄 품질이 훨씬 더 높습니다 [7]. 프린터의 품질은 일반적으로 평방 인치당 도트 수 (dpi)로 측정되며 최신 응용 프로그램에는 더 작은 물방울 (높은 dpi)과 더 나은 정확도가 필요합니다. 방울의 정확도와 크기에 영향을 미치는 여러 요인 중에서 노즐, 노즐 플레이트의 젖음성 및 방울 형성 빈도 fDOD가 중요한 역할을합니다 [8].

좋은 방울 형성을 위해 접촉 라인의 위치는 노즐 내에서 정밀하게 제어되어야 합니다. 이 논문에서는 PIJ 프린터에서 드롭 형성의 일부 측면에만 중점을 둡니다. 우리의 연구는 노즐 습윤성과 DOD 주파수가 방울 형성 과정에 미치는 영향을 연구 할 수 있는 수치 도구의 개발을 목표로 합니다.

Figure 2.2: The liquid-vapor interface at the microscopic length scale obtained from a molecular dynamics (MD) simulation using Lennard-Jones potential. The vertical axis is in units of the molecular diameter σ and the stress shown in panel (c) is measured in /σ3 . Here, is the energy scale corresponding to the intermolecular forces. (a) Snapshot of the liquid-vapor interface in the MD simulation. The red dotted line divides the system in two parts: Left and right. (b) Time-averaged normalized density profile ρ ∗ (z) across the interface. (c) Tangential force per unit area exerted by the left part on the right part of the system. The plot shows the difference between the normal and the tangential components of stress tensor: Π(z) = σ n − σ t . Images reproduced from [16].

Figure 2.3: Left panel: Water drops on a glass substrate (Image source: http: // way2science. com/ molecular-theory-of-surface-tension).The red dotted line in the figure shows the position of the contact line. The shape of the big drops is affected by the force due to gravity. Right panel: Schematics of a liquid drop on a smooth non-deformable solid surface. The figure shows the contact angle, θe, in thermodynamic equilibrium.

Figure 6.1: Left panel: schematic of a single nozzle unit in the printhead. Right panel: schematic of the channel-nozzle section of the printhead. The axisymmetric channel-nozzle section (right panel) is the simulation domain for our LB simulation (R = Rc).

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High-Rate Nanoscale Offset Printing Process Using Directed Assembly and Transfer of Nanomaterials

지난 10 년 동안 나노 크기의 재료와 공정을 제품에 통합하는 데 제한적인 성공을 거두면서 나노 기술에 상당한 투자와 발전이 있었습니다.

잉크젯, 그라비아, 스크린 프린팅과 같은 접근 방식은 나노 물질을 사용하여 구조와 장치를 만드는 데 사용됩니다. [1–7] 그러나 상당히 느리고 µm 스케일 분해능 만 제공 할 수 있습니다. 다양한 모양과 크기의 100nm 미만의 특징을 달성하기 위해 딥펜 리소그래피 (DPN) [8-11] 및 소프트 리소그래피 [12-16]와 같은 다양한 기술이 개발되고 광범위하게 연구되었습니다.

DPN은 직접 쓰기 기술로, atomic force microscopy 현미경 팁을 사용하여 다양한 기판에 여러 패턴을 생성합니다. DPN을 사용한 확장 성을 해결하기 위해 단일 AFM 팁 대신 2D 형식으로 배포 된 AFM (Atomic Force Microscopy) 팁 [17,18]이 사용되었습니다. 소프트 리소그래피에서는 나노 물질을 포함하는 잉크로 적셔진 원하는 릴리프 패턴을 가진 경화된 엘라스토머가 기판과 컨 포멀 접촉하게 되며, 여기서 패턴 화 된 나노 물질이 전달되어 기판에서 원하는 특징을 달성합니다.

이 논문에서는 작거나 큰 영역에서 몇 분 만에 나노, 마이크로 또는 거시적 구조를 인쇄 할 수 있는 다중 스케일 오프셋 인쇄 접근 방식을 제시합니다. 이 프로세스는 나노 입자 (NP), 탄소 나노 튜브 (CNT) 또는 용해 된 폴리머를 포함하는 서스펜션 (잉크)에서 나노 물질의 전기 영동 방향 조립을 사용하여 특별히 제작 된 재사용 가능한 Damascene 템플릿에 패턴을 “inking” 하는 것으로 시작됩니다. 이 잉크 프로세스는 실온과 압력에서 수행됩니다.

두 번째 단계는 템플릿에 조립된 나노 물질이 다른 기판으로 전송되는 “printing”로 구성됩니다. 전송 프로세스가 끝나면 템플릿은 다음 조립 및 전송주기에서 즉시 재사용 할 수 있습니다. 이 오프셋 인쇄 프로세스를 통해 NP (폴리스티렌 라텍스 (PSL), 실리카,은) 및 CNT (다중 벽 및 단일 벽)를 100μm에서 500nm까지의 크기 범위를 가진 패턴에 조립하고 유동성 기판에 성공적으로 옮깁니다.

다양한 나노 물질을 다양한 아키텍처로 조립하기 위해 템플릿 유도 유동, 대류, 유전 영동 (DEP) 및 전기 영동 조립과 같은 몇 가지 직접 조립 프로세스가 조사되었습니다. 모세관력이 지배적인 조립 메커니즘인 유체 조립 공정은 다양한 나노 물질에 적용 할 수 있습니다.

대류 조립 공정은 현탁 메니 스커 스와 증발을 활용하여 단일 나노 입자 분해능으로 정밀 조립을 가능하게 합니다. 이러한 조립 공정 중 많은 부분이 트렌치와 같은 마이크로 및 나노 스케일 기능으로 고해상도의 직접 조립을 보여 주었지만, 확장성 부족, 느린 공정 속도 및 반복성과 같은 많은 단점이 있습니다.

DEP 어셈블리는 NP와 전극 사이에 고배향 탄소 나노 튜브 어셈블리를 사용하여 나노 와이어 및 구조를 만드는 데 사용되었습니다. 조립 효율은 전기장과 전기장 구배에 상당한 영향을 미치는 전극의 기하학적 구조와 간격에 크게 좌우됩니다. 전기 영동 기반 조립 공정은 유체 조립에 비해 훨씬 짧은 시간에 전도성 표면에 표면 전하를 가진 나노 물질을 조립하는 것을 포함합니다. [34–37]

그러나 전기 영동 조립은 조립이 전도성 표면에 발생해야 하므로 다양한 장치를 만드는 데 실용적이지 않습니다. 한 가지 해결책은 원하는 나노 스케일 구조를 기반으로 전도성 패턴이 있는 템플릿을 만들고, 전기 영동 공정을 사용하여 패턴 위에 나노 물질을 조립 한 다음 조립 된 구조를 수용 기판에 옮기는 것입니다.

그림 1a와 같이 절연 필름에 전도성 와이어와 같은 패턴 구조가있는 기존 템플릿을 사용하면 나노 스케일 와이어의 잠재적 인 큰 강하로 인해 어셈블리가 불균일 해지며 대부분의 입자는 그림 1에 표시된 마이크로 와이어 b. 또한 NP는 3D 와이어의 측벽에도 조립되므로 바람직하지 않습니다. 또한 나노 스케일 와이어와 템플릿 사이의 작은 접촉 면적으로 인해 나노 스케일 와이어는 이송 과정에서 쉽게 벗겨집니다.

Figure 2. Offset printing: a) A schematic of the nanoscale offset printing approach. The insulating (SiO 2 ) surface of the Damascene template is selectively coated with a hydrophobic SAM (OTS). Using electrophoresis, nanomaterials are assembled on the conductive patterns of the Damascene template (“inking”), which are then transferred to a recipient substrate (“printing”). After the transfer, the template is ready for the next assembly and transfer cycle. b) SEM image of 50 nm PSL particles assembly with high density on 1 µm wide electrodes. c) Silica particles (20 nm) assembly on crossbar 2D patterns demonstrating the versatility of the Damascene template. Inset fi gure is a high-resolution image of assembled silica particles. d) SEM image of assembled SWNTs on micrometer scale patterns. e) MWNTs assembled on 100 µm features. f) Cellulose assembled on 2 µm electrodes. g) SWNTs assembled in cross bar architecture patterns. h) Flexible devices with array of transferred SWNTs and metal electrodes (printed on PEN). Inset is the microscopy image of two electropads and transferred SWNTs on PEN fi lm.

Figure 3. Analysis of nanomaterial assembly on electrodes

이것은 또한 그림 3b에 표시된대로 유한 체적 모델링 (Flow 3D)을 사용하는 전기장 윤곽 시뮬레이션 결과에 의해 확인됩니다. 전기장 강도의 윤곽은 전도성 패턴의 가장자리에있는 전기장이 중앙에있는 것보다 더 강하다는 것을 나타냅니다. 그러나 적용된 전위가 2.5V로 증가하면 그림 3c에 표시된대로 100nm 실리카 입자가 Damascene 템플릿을 가로 질러 전도성 패턴의 표면에 완전히 조립되어 조립을위한 임계 전기장 강도에 도달했음을 나타냅니다. 정렬 된 SWNT는 여과 전달 경로를 피하고 나노 튜브 사이의 접합 저항을 최소화하여 소자 성능의 최소 변화를 가져 오기 때문에 많은 응용 분야에서 고도로 조직화 된 SWNT가 필요합니다.

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References

[1] M.Abulikemu, E.H.Da’as, H.Haverinen, D.Cha, M.A.Malik, G.E.Jabbour, Angew.Chem.Int.Ed.2014, 53, 599.
[2] a) Z.Lu, M.Layani, X.Zhao, L.P.Tan, T.Sun, S.Fan, Q.Yan, S.Magdassi, H.H.Hng, Small 2014, 10, 3551; b) H.Ko, J.Lee, Y.Kim, B.Lee, C.H.Jung, J.H.Choi, O.S.Kwon, K.Shin, Adv.Mater.2014, 26, 2286.
[3] C.J.Hansen, R.Saksena, D.B.Kolesky, J.J.Vericella, S.J.Kranz, G.P.Muldowney, K.T.Christensen, J.A.Lewis, Adv.Mater.2013, 25, 2.
[4] F.C.Krebs, N.Espinosa, M.Hösel, R.R.Søndergaard, M.Jørgensen, Adv.Mater.2014, 26, 29.
[5] W.Honda, S.Harada, T.Arie, S.Akita, K.Takei, Adv.Funct.Mater. 2014, 24, 3298.
[6] R.Guo, Y.Yu, Z.Xie, X.Liu, X.Zhou, Y.Gao, Z.Liu, F.Zhou, Y.Yang, Z.Zheng, Adv.Mater.2013, 25, 3343.
[7] A.Dzwilewski, T.Wågberg, L.Edman, J.Am.Chem.Soc.2009, 131, 4006.
[8] R.D.Piner, J.Zhu, F.Xu, S.Hong, C.A.Mirkin, Science 1999, 283, 661.
[9] J.-H.Lim, C.A.Mirkin, Adv.Mater.2002, 14, 1474.
[10] X.Liu, L.Fu, S.Hong, V.P.Dravid, C.A.Mirkin, Adv.Mater.2002,14, 231.
[11] D.A.Weinberger, S.Hong, C.A.Mirkin, B.W.Wessels, T.B.Higgins, Adv.Mater.2000, 12, 1600.
[12] J.P.Rolland, E.C.Hagberg, G.M.Denison, K.R.Carter, J.M.DeSimone, Angew.Chem.2004, 116, 5920.
[13] T.Granlund, T.Nyberg, L.S.Roman, M.Svensson, O.Inganäs, Adv.Mater.2000, 12, 269.
[14] Y.Xia, G.M.Whitesides, Annu.Rev.Mater.Sci.1998, 28, 153.
[15] W.S.Beh, I.T.Kim, D.Qin, Y.Xia, G.M.Whitesides.Adv.Mater. 1999, 11, 1038.
[16] Y.Yin, B.Gates, Y.Xia.Adv.Mater.2000, 12, 1426.
[17] K.Salaita, Y.Wang, J.Fragala, R.A.Vega, C.Liu, C.A.Mirkin,Angew.Chem.2006, 118, 7378.
[18] D.Bullen, S.-W.Chung, X.Wang, J.Zou, C.A.Mirkin, C.Liu, Appl.Phys.Lett.2004, 84, 789.
[19] Y.L.Kim, H.Y.Jung, S.Park, B.Li, F.Liu, J.Hao, Y.-K.Kwon, Y.J.Jung, S.Kar, Nat.Photonics 2014, 8, 239.
[20] X.Xiong, L.Jaberansari, M.G.Hahm, A.Busnaina, Y.J.Jung, Small 2007, 3, 2006.
[21] A.B.Marciel, M.Tanyeri, B.D.Wall, J.D.Tovar, C.M.Schroeder, W.L.Wilson, Adv.Mater.2013, 25, 6398.
[22] J.T.Wang, J.Wang, J.J.Han, Small 2011, 7, 1728.
[23] S.Y.Lee, S.H.Kim, H.Hwang, J.Y.Sim, S.M.Yang, Adv.Mater. 2014, 26, 2391.
[24] J.Y.Oh, J.T.Park, H.J.Jang, W.J.Cho, M.S.Islam, Adv.Mater. 2014, 26, 1929.
[25] K.W.Song, R.Costi, V.Bulovi, Adv.Mater.2013, 25, 1420.
[26] P.Maury, M.Escalante, D.N.Reinhoudt, J.Huskens, Adv.Mater. 2005, 17, 2718.
[27] Y.Xia, Y.Yin, Y.Lu, J.McLellan, Adv.Funct.Mater.2003, 13, 907.
[28] L.Jaber-Ansari, M.G.Hahm, S.Somu, Y.E.Sanz, A.Busnaina, Y.J.Jung, J.Am.Chem.Soc.2008, 131, 804.
[29] T.Kraus, L.Malaquin, H.Schmid, W.Riess, N.D.Spencer, H.Wolf,Nat.Nanotechnol.2007, 2, 570.
[30] K.D.Hermanson, S.O.Lumsdon, J.P.Williams, E.W.Kaler, O.D.Velev, Science 2001, 294, 1082.
[31] H.-W.Seo, C.-S.Han, D.-G.Choi, K.-S.Kim, Y.-H.Lee, Microelectron.Eng.2005, 81, 83.
[32] E.M.Freer, O.Grachev, X.Duan, S.Martin, D.P.Stumbo, Nat.Nanotechnol.2010, 5, 525.
[33] D.Xu, A.Subramanian, L.Dong, B.J.Nelson, IEEE Trans.Nanotechnol.2009, 8, 449.
[34] X.Xiong, P.Makaram, A.Busnaina, K.Bakhtari, S.Somu, N.McGruer, J.Park, Appl.Phys.Lett.2006, 89, 193108.
[35] R.C.Bailey, K.J.Stevenson, J.T.Hupp, Adv.Mater.2000, 12, 1930.
[36] Q.Zhang, T.Xu, D.Butterfi eld, M.J.Misner, D.Y.Ryu, T.Emrick, T.P.Russell, Nano Lett.2005, 5, 357.
[37] E.Kumacheva, R.K.Golding, M.Allard, E.H.Sargent, Adv.Mater. 2002, 14, 221.
[38] M.Wei, Z.Tao, X.Xiong, M.Kim, J.Lee, S.Somu, S.Sengupta, A.Busnaina, C.Barry, J.Mead, Macromol.Rapid Commun.2006, 27, 1826.
[39] a) D.Schwartz, S.Steinberg, J.Israelachvili, J.Zasadzinski, Phys.Rev.Lett.1992, 69, 3354; b) W.Yang, P.Thordarson, J.J.Gooding, S.P.Ringer, F.Braet, Nanotechnology 2007, 18, 412001.
[40] S.Siavoshi, C.Yilmaz, S.Somu, T.Musacchio, J.R.Upponi, V.P.Torchilin, A.Busnaina, Langmuir 2011, 27, 7301.
[41] E.Artukovic, M.Kaempgen, D.Hecht, S.Roth, G.Grüner, NanoLett.2005, 5, 757.
[42] L.Hu, D.Hecht, G.Grüner, Nano Lett.2004, 4, 2513.
[43] M.Fuhrer, J.Nygård, L.Shih, M.Forero, Y.G.Yoon, H.J.Choi, J.Ihm, S.G.Louie, A.Zettl, P.L.McEuen, Science 2000, 288,
494.
[44] J.J.Gooding, A.Chou, J.Liu, D.Losic, J.G.Shapter, D.B.Hibbert,Electrochem.Commun.2007, 9, 1677.
[45] A.Chou, T.Böcking, N.K.Singh, J.J.Gooding, Chem.Commun. 2005, 7, 842.
[46] D.Hines, V.Ballarotto, E.Williams, Y.Shao, S.Solin, J.Appl.Phys. 2007, 101, 024503.
[47] H.Park, A.Afzali, S.-J.Han, G.S.Tulevski, A.D.Franklin, J.Tersoff, J.B.Hannon, W.Haensch, Nat.Nanotechnol.2012, 7, 787.
[48] S.Somu, H.Wang, Y.Kim, L.Jaberansari, M.G.Hahm, B.Li, T.Kim, X.Xiong, Y.J.Jung, M.Upmanyu, A.Busnaina, ACS Nano 2010, 4, 4142.
[49] L.Jaber-Ansari, M.G.Hahm, T.H.Kim, S.Somu, A.Busnaina, Y.J.Jung, Appl.Phys.A 2009, 96, 373.
[50] B.Li, M.G.Hahm, Y.L.Kim, H.Y.Jung, S.Kar, Y.J.Jung, ACS Nano 2011, 5, 4826.
[51] B.Li, H.Y.Jung, H.Wang, Y.L.Kim, T.Kim, M.G.Hahm, A.Busnaina, M.Upmanyu, Y.J.Jung, Adv.Funct.Mater.2011, 21, 1810.
[52] M.A.Meitl, Z.T.Zhu, V.Kumar, K.J.Lee, X.Feng, Y.Y.Huang, I.Adesida, R.G.Nuzzo, J.A.Rogers, Nat.Mater.2005, 5, 33.
[53] F.N.Ishikawa, H.Chang, K.Ryu, P.Chen, A.Badmaev, L.GomezDe Arco, G.Shen, C.Zhou, ACS Nano 2008, 3, 73.
[54] N.Inagaki, Plasma Surface Modifi cation and Plasma Polymerization, CRC, Boca Raton, FL, USA 1996.
[55] E.Liston, L.Martinu, M.Wertheimer, J.Adhes.Sci.Technol.1993, 7, 1091.
[56] T.Tsai, C.Lee, N.Tai, W.Tuan, Appl.Phys.Lett.2009, 95, 013107.
[57] J.G.Bai, Z.Z.Zhang, J.N.Calata, G.-Q.Lu, IEEE Trans.Compon.Packag.Technol.2006, 29, 589.
[58] J.G.Toffaletti, Crit.Rev.Clin.Lab.Sci.1991, 28, 253.
[59] J.-L.Vincent, P.Dufaye, J.Berré, M.Leeman, J.-P.Degaute, R.J.Kahn, Crit.Care Med.1983, 11, 449.
[60] R.Henning, M.Weil, F.Weiner, Circ.Shock 1982, 9, 307.

Figure 11: Computational 3D snapshots of droplet impact on a sphere; W e = 26.14, Re = 42.48, density ratio=328, contact angle=76◦, Bo = 0.0908.

Application of a high density ratio lattice-Boltzmann model for the droplet impingement on flat and spherical surfaces

평면 및 구형 표면의 액적 충돌을위한 고밀도 비율 격자-볼츠만 모델 적용

Duo Zhang1,2, K. Papadikis1∗, Sai Gu1
1Xi’an Jiaotong-Liverpool University, No. 111 Ren’ai Road, Suzhou Dushu Lake Higher Education
Town, Suzhou, China 215123.
2The University of Liverpool, Brownlow Hill, Liverpool, L69 7ZX, United Kingdom.
Tel: 0086-512-88161752
Email: Konstantinos.Papadikis@xjtlu.edu.cn
∗Corresponding author

현재 연구에서는 고밀도 비율을 견딜 수있는 3 차원 격자 Boltzmann 모델을 사용하여 액체 방울이 평면 및 구형 타겟에 충돌하는 것을 시뮬레이션합니다. Weber 및 Reynolds 수의 범위에 대해 운동 학적, 확산, 이완 및 평형 단계와 같이 평평한 표면에 대한 액적 충돌의 4 단계를 얻었습니다. 예측 된 최대 확산 계수는 문헌에 발표 된 실험 데이터와 잘 일치합니다. 액체 방울이 구형 타겟에 미치는 영향에 대해 타겟 표면에서 필름 두께의 시간적 변화를 조사합니다. 필름 역학의 세 가지 다른 시간적 위상, 즉 초기 낙하 변형 위상, 관성 지배 위상 및 점도 지배 위상이 재현되고 연구됩니다. 액적 레이놀즈 수와 목표 대 드롭 크기 비율이 필름 흐름 역학에 미치는 영향을 조사합니다.

고체 표면의 물방울 충돌은 땅에 떨어지는 빗방울, 잉크젯 인쇄, 뜨거운 표면의 스프레이 냉각, 스프레이 페인팅 및 코팅, 플라즈마 스프레이, 연소실의 연료 스프레이, 고정식 촉매 처리와 같은 일반적인 현상입니다. 베드 반응기 및 최근에는 미세 가공 및 미세 채널 [1]. 따라서 고체 표면에 영향을 미치는 물방울에 대한 연구는 연구원들의 큰 관심을 끌고 있습니다. Rein [2]은이 현상에 대한 포괄적 인 리뷰를 발표했습니다. Rioboo 등 [3]에 의해 체계적인 연구가 수행되었으며, 여기서 건식 벽에 대한 낙하 충격의 6 가지 가능한 결과, 즉 퇴적, 신속한 스플래시, 코로나 스플래시, 후퇴 이탈, 부분 반동 및 완전 반동이 밝혀졌습니다.

Keywords: Multiphase flow, Lattice Boltzmann, high-density-ratio, droplet impact, spread
factor, film thickness

Figure 2: Computational snapshots of the droplet impact on a flat surface; W e = 52, Re = 41, density ratio=240, contact angle=96◦ .

Figure 6: Time evolution of the spread factor for Oh = 0.177.

Table 2: Summary of the simulation parameters for the cases of droplet impact onto a sphere.

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References

References
[1] A.L.Yarin, Drop impact dynamics: Splashing, spreading, receding, bouncing. . . , Annu. Rev. Fluid Mech. 38(2006) 159-192.
[2] M.Rein, Phenomena of liquid drop impact on solid and liquid surface, Fluid. Dyn.
Res. 12(1993) 61-93.
[3] R.Rioboo, M.Marengo, C.Tropea, Time evolution of liquid drop impact onto solid,
dry surfaces, Exp. Fluids. 33(2002) 112-124.
[4] A.Asai, M.Shioya, S.Hirasawa, T.Okazaki, Impact of an ink drop on paper, J Imaging
Sci Techn. 37(1993) 205-207.
[5] B.L.Scheller, D.W.Bousfield, Newtonian drop impact with a solid surface, AIChE J.
41(1995) 1357-1367.
[6] S. Chandra and C. T. Avedesian, On the collision of a droplet with a solid surface,
Proc. R. Soc. London, Ser. A 432(1991) 13.
[7] M.Pasandideh-Fard, Y.M.Qiao, S.Chandra, J.Mostaghimi, Capillary effects during
droplet impact on a solid surface, Phys Fluids. 8(1996) 650-660.
[8] T.Mao, D.C.S.Kuhn, H.Tran, Spread and rebound of liquid droplets upon impact on
flat surfaces, AIChE J. 43(1997) 2169-2179.
[9] I.V.Roisman, R.Rioboo, C.Tropea, Normal impact of a liquid drop on a dry surface:
Model for spreading and receding, Proc. R. Soc. London, Ser. A 458(2002) 1411-1430.
[10] H.Dong, W.W.Carr, D.G.Bucknall, J.F.Morris, Temporally-resolved inkjet drop impaction on surfaces, AIChE J. 53(2007), 2606-2617.
[11] L.S.Hung, S.C.Yao, Experimental investigation of the impaction of water droplets
on cylindrical objects, Int. J. Multiphase Flow 25(1999) 1545-1559.

[12] Y.Hardalupas, A.M.K.P.Taylor, J.H.Wilkins, Experimental investigation of submillimeter droplet impingement onto spherical surfaces, Int. J. Heat Fluid Flow 20 (1999)
477-485.
[13] S.Bakshi, L.V.Roisman, C.Tropea, Investigations on the impact of a drop onto a
small spherical target, Phys Fluids. 19(2007) 032102.
[14] S.Mukherjee, Numerical simulation of wall impinging drops, Ph.D.thesis, School of
Mechanical Engineering, Purdue University 2006.
[15] G.Trapaga, J.Szekely, Mathematical Modeling of the Isothermal Impingement of
Liquid Droplets in Spraying Processes, Metall. Trans. B. 22(1991) 901-914.
[16] M.Bussmann, S.Afkhami, Drop impact simulation with a velocity-dependent contact
angle, Chem. Eng. Sci. 62(2007) 7214-7224.
[17] A.Gupta, R.Kumar, Droplet impingement and breakup on a dry surface, Comput.
Fluids. 39(2010) 1696-1703.
[18] A.Gupta, R.Kumar, Two-dimensional lattice Boltzmann model for droplet impingement and breakup in ow density ratio liquids, Comm. Comp. Phys. 10(2011) 767-784.
[19] Y.Y.Yan, Y.Q.Zu, A lattice Boltzmann method for incompressible two-phase flows
on partial wetting surface with large density ratio, J. Comput. Phys. 227(2007) 763-
775.
[20] T.Inamuro, T.Ogata, S.Tajima, N.Konishi, A lattice Boltzmann method for incompressible two-phase flows with large density differences, J. Comput. Phys. 198(2004)
628-644.
[21] A.J.Briant, P.Papatzacos, J.M.Yeomans, Lattice Boltzmann simulations of contact
line motion in a liquid-gas system, Philos. Trans. Roy. Soc. Lond. A. 360(2002) 485-
495.

[22] A.Fakhari, M.H.Rahimian, Phase-field modeling by the method of lattice Boltzmann
equations, Phys. Rev. E. 81(2010) 036707.
[23] M.R.Swift, E.Orlandini, W.R.Osborn, J.M.Yeomans, Lattice Boltzmann simulations
of liquid-gas and binary fluid systems, Phys. Rev. E. 54(1996) 5041-5052.
[24] S.Q.Shen, F.F.Bi, Y.L.Guo, Simulation of droplets impact on curved surfaces with
lattice Boltzmann method, Int. J. Heat Mass Tranf. 55(2012) 6938-6943.
[25] X.Shan, H.Chen, Simulation of nonideal gases and liquid-gas phase transitions by
the lattice Boltzmann equation, Phys. Rev. E. 49(1994) 2941-2948.
[26] P.Yuan, L.Schaefer, Equations of state in a lattice Boltzmann model, Phys Fluids.
18(2006) 042101.
[27] D.H.Rothman, J.M.Keller, Immiscible cellular-automation fluids, J. Statist. Phys.
52(1988) 1119-1129.
[28] X.He, S.Chen, R.Zhang, A lattice Boltzmann scheme for incompressible multiphase
flow and its application in simulation of Rayleigh-Taylor instability, J. Comput. Phys.
152(1999) 642-663.
[29] T.Reis, T.N.Phillips, Lattice Boltzmann model for simulating immiscible two-phase
flows, J. Phys. A: Math. Theor. 40(2007) 4033-4053.
[30] S.Leclaire, M.Reggio, J.-Y.Trepanier, Numerical evaluation of two recoloring operators for an immiscible two-phase flow lattice Boltzmann model. 36(2012) 2237-2252.
[31] S.Leclaire, P.Nicolas, M.Reggio, J.-Y.Trepanier, Enhanced equilibrium distribution
functions for simulationg immiscible multiphase flows with variable density ratios in
a class of lattice Boltzmann models. 57(2013) 159-168.
[32] H.B.Huang, H.W.Zheng, X.Y.Lu, C.Shu, An evaluation of a 3D free-energy-based
lattice Boltzmann model for multiphase flows with large density ratio, Int. J. Numer.
Meth. Fluids. 63(2009) 1193-1207.

[33] T.Lee, C.L.Lin, A stable discretization of the lattice Boltzmann equation for simulation of incompressible two-phase flows at high density ratio, J. Comput. Phys.
206(2005) 16-47.
[34] H.W.Zheng, C.Shu, Y.T.Chew, A lattice Boltzmann model for multiphase flows with
large density ratio, J. Comput. Phys. 218(2006) 353-371.
[35] D.A.Perumal, A.K.Dass,Application of lattice Boltzmann method for incompressibe
viscous flows, Applied Mathematical Modelling. 37(2013) 4075-4092.

자유 표면 모델링 방법

본 자료는 국내 사용자들의 편의를 위해 원문 번역을 해서 제공하기 때문에 일부 오역이 있을 수 있어서 원문과 함께 수록합니다. 자료를 이용하실 때 참고하시기 바랍니다.

Free Surface Modeling Methods

An interface between a gas and liquid is often referred to as a free surface. The reason for the “free” designation arises from the large difference in the densities of the gas and liquid (e.g., the ratio of density for water to air is 1000). A low gas density means that its inertia can generally be ignored compared to that of the liquid. In this sense the liquid moves independently, or freely, with respect to the gas. The only influence of the gas is the pressure it exerts on the liquid surface. In other words, the gas-liquid surface is not constrained, but free.

자유 표면 모델링 방법

기체와 액체 사이의 계면은 종종 자유 표면이라고합니다. ‘자유’라는 호칭이 된 것은 기체와 액체의 밀도가 크게 다르기 때문입니다 (예를 들어, 물 공기에 대한 밀도 비는 1000입니다). 기체의 밀도가 낮다는 것은 액체의 관성에 비해 기체의 관성은 일반적으로 무시할 수 있다는 것을 의미합니다. 이러한 의미에서, 액체는 기체에 대해 독립적으로, 즉 자유롭게 움직입니다. 기체의 유일한 효과는 액체의 표면에 대한 압력입니다. 즉, 기체와 액체의 표면은 제약되어있는 것이 아니라 자유롭다는 것입니다.

In heat-transfer texts the term ‘Stephen Problem’ is often used to describe free boundary problems. In this case, however, the boundaries are phase boundaries, e.g., the boundary between ice and water that changes in response to the heat supplied from convective fluid currents.

열전달에 관한 문서는 자유 경계 문제를 묘사할 때 “Stephen Problem’”라는 용어가 자주 사용됩니다. 그러나 여기에서 경계는 상(phase) 경계, 즉 대류적인 유체의 흐름에 의해 공급된 열에 반응하여 변화하는 얼음과 물 사이의 경계 등을 말합니다.

Whatever the name, it should be obvious that the presence of a free or moving boundary introduces serious complications for any type of analysis. For all but the simplest of problems, it is necessary to resort to numerical solutions. Even then, free surfaces require the introduction of special methods to define their location, their movement, and their influence on a flow.

이름이 무엇이든, 자유 또는 이동 경계가 존재한다는 것은 어떤 유형의 분석에도 복잡한 문제를 야기한다는 것은 분명합니다. 가장 간단한 문제를 제외한 모든 문제에 대해서는 수치 해석에 의존할 필요가 있습니다. 그 경우에도 자유 표면은 위치, 이동 및 흐름에 미치는 영향을 정의하기 위한 특별한 방법이 필요합니다.

In the following discussion we will briefly review the types of numerical approaches that have been used to model free surfaces, indicating the advantages and disadvantages of each method. Regardless of the method employed, there are three essential features needed to properly model free surfaces:

A scheme is needed to describe the shape and location of a surface,
An algorithm is required to evolve the shape and location with time, and
Free-surface boundary conditions must be applied at the surface.

다음 설명에서는 자유 표면 모델링에 사용되어 온 다양한 유형의 수치적 접근에 대해 간략하게 검토하고 각 방법의 장단점을 설명합니다. 어떤 방법을 사용하는지에 관계없이 자유롭게 표면을 적절히 모델화하는 다음의 3 가지 기능이 필요합니다.

표면의 형상과 위치를 설명하는 방식
시간에 따라 모양과 위치를 업데이트 하는 알고리즘
표면에 적용할 자유 표면 경계 조건

Lagrangian Grid Methods

Conceptually, the simplest means of defining and tracking a free surface is to construct a Lagrangian grid that is imbedded in and moves with the fluid. Many finite-element methods use this approach. Because the grid and fluid move together, the grid automatically tracks free surfaces.

라그랑주 격자 법

개념적으로 자유 표면을 정의하고 추적하는 가장 간단한 방법은 유체와 함께 이동하는 라그랑주 격자를 구성하는 것입니다. 많은 유한 요소 방법이 이 접근 방식을 사용합니다. 격자와 유체가 함께 움직이기 때문에 격자는 자동으로 자유 표면을 추적합니다.

At a surface it is necessary to modify the approximating equations to include the proper boundary conditions and to account for the fact that fluid exists only on one side of the boundary. If this is not done, asymmetries develop that eventually destroy the accuracy of a simulation.

표면에서 적절한 경계 조건을 포함하고 유체가 경계의 한면에만 존재한다는 사실을 설명하기 위해 근사 방정식을 수정해야합니다. 이것이 수행되지 않으면 결국 시뮬레이션의 정확도를 훼손하는 비대칭이 발생합니다.

The principal limitation of Lagrangian methods is that they cannot track surfaces that break apart or intersect. Even large amplitude surface motions can be difficult to track without introducing regridding techniques such as the Arbitrary-Lagrangian-Eulerian (ALE) method. References 1970 and 1974 may be consulted for early examples of these approaches.

라그랑지안 방법의 주요 제한은 분리되거나 교차하는 표면을 추적 할 수 없다는 것입니다. ALE (Arbitrary-Lagrangian-Eulerian) 방법과 같은 격자 재생성 기법을 도입하지 않으면 진폭이 큰 표면 움직임도 추적하기 어려울 수 있습니다. 이러한 접근법의 초기 예를 보려면 참고 문헌 1970 및 1974를 참조하십시오.

The remaining free-surface methods discussed here use a fixed, Eulerian grid as the basis for computations so that more complicated surface motions may be treated.

여기에서 논의된 나머지 자유 표면 방법은 보다 복잡한 표면 움직임을 처리할 수 있도록 고정된 오일러 그리드를 계산의 기준으로 사용합니다.

Surface Height Method

Low amplitude sloshing, shallow water waves, and other free-surface motions in which the surface does not deviate too far from horizontal, can be described by the height, H, of the surface relative to some reference elevation. Time evolution of the height is governed by the kinematic equation, where (u,v,w) are fluid velocities in the (x,y,z) directions. This equation is a mathematical expression of the fact that the surface must move with the fluid:

표면 높이 법

낮은 진폭의 슬로 싱, 얕은 물결 및 표면이 수평에서 너무 멀리 벗어나지 않는 기타 자유 표면 운동은 일부 기준 고도에 대한 표면의 높이 H로 설명 할 수 있습니다. 높이의 시간 진화는 운동학 방정식에 의해 제어되며, 여기서 (u, v, w)는 (x, y, z) 방향의 유체 속도입니다. 이 방정식은 표면이 유체와 함께 움직여야한다는 사실을 수학적으로 표현한 것입니다.

Finite-difference approximations to this equation are easy to implement. Further, only the height values at a set of horizontal locations must be recorded so the memory requirements for a three-dimensional numerical solution are extremely small. Finally, the application of free-surface boundary conditions is also simplified by the condition on the surface that it remains nearly horizontal. Examples of this technique can be found in References 1971 and 1975.

이 방정식의 유한 차분 근사를 쉽게 실행할 수 있습니다. 또한 3 차원 수치 해법의 메모리 요구 사항이 극도로 작아지도록 같은 높이의 위치 값만을 기록해야합니다. 마지막으로 자유 표면 경계 조건의 적용도 거의 수평을 유지하는 표면의 조건에 의해 간소화됩니다. 이 방법의 예는 참고 문헌의 1971 및 1975을 참조하십시오.

Marker-and-Cell (MAC) Method

The earliest numerical method devised for time-dependent, free-surface, flow problems was the Marker-and-Cell (MAC) method (see Ref. 1965). This scheme is based on a fixed, Eulerian grid of control volumes. The location of fluid within the grid is determined by a set of marker particles that move with the fluid, but otherwise have no volume, mass or other properties.

MAC 방법

시간 의존성을 가지는 자유 표면 흐름의 문제에 대해 처음 고안된 수치 법이 MAC (Marker-and-Cell) 법입니다 (참고 문헌 1965 참조). 이 구조는 컨트롤 볼륨 고정 오일러 격자를 기반으로합니다. 격자 내의 유체의 위치는 유체와 함께 움직이고, 그 이외는 부피, 질량, 기타 특성을 갖지 않는 일련의 마커 입자에 의해 결정됩니다.

Grid cells containing markers are considered occupied by fluid, while those without markers are empty (or void). A free surface is defined to exist in any grid cell that contains particles and that also has at least one neighboring grid cell that is void. The location and orientation of the surface within the cell was not part of the original MAC method.

마커를 포함한 격자 셀은 유체로 채워져있는 것으로 간주되며 마커가 없는 격자 셀은 빈(무효)것입니다. 입자를 포함하고, 적어도 하나의 인접 격자 셀이 무효인 격자의 자유 표면은 존재하는 것으로 정의됩니다. 셀 표면의 위치와 방향은 원래의 MAC 법에 포함되지 않았습니다.

Evolution of surfaces was computed by moving the markers with locally interpolated fluid velocities. Some special treatments were required to define the fluid properties in newly filled grid cells and to cancel values in cells that are emptied.

표면의 발전(개선)은 국소적으로 보간된 유체 속도로 마커를 이동하여 계산되었습니다. 새롭게 충전된 격자 셀의 유체 특성을 정의하거나 비어있는 셀의 값을 취소하거나 하려면 특별한 처리가 필요했습니다.

The application of free-surface boundary conditions consisted of assigning the gas pressure to all surface cells. Also, velocity components were assigned to all locations on or immediately outside the surface in such a way as to approximate conditions of incompressibility and zero-surface shear stress.

자유 표면 경계 조건의 적용은 모든 표면 셀에 가스 압력을 할당하는 것으로 구성되었습니다. 또한 속도 성분은 비압축성 및 제로 표면 전단 응력의 조건을 근사화하는 방식으로 표면 위 또는 외부의 모든 위치에 할당되었습니다.

The extraordinary success of the MAC method in solving a wide range of complicated free-surface flow problems is well documented in numerous publications. One reason for this success is that the markers do not track surfaces directly, but instead track fluid volumes. Surfaces are simply the boundaries of the volumes, and in this sense surfaces may appear, merge or disappear as volumes break apart or coalesce.

폭넓게 복잡한 자유 표면 흐름 문제 해결에 MAC 법이 놀라운 성공을 거두고 있는 것은 수많은 문헌에서 충분히 입증되고 있습니다. 이 성공 이유 중 하나는 마커가 표면을 직접 추적하는 것이 아니라 유체의 체적을 추적하는 것입니다. 표면은 체적의 경계에 불과하며, 그러한 의미에서 표면은 분할 또는 합체된 부피로 출현(appear), 병합, 소멸 할 가능성이 있습니다.

A variety of improvements have contributed to an increase in the accuracy and applicability of the original MAC method. For example, applying gas pressures at interpolated surface locations within cells improves the accuracy in problems driven by hydrostatic forces, while the inclusion of surface tension forces extends the method to a wider class of problems (see Refs. 1969, 1975).

다양한 개선으로 인해 원래 MAC 방법의 정확성과 적용 가능성이 증가했습니다. 예를 들어, 셀 내 보간 된 표면 위치에 가스 압력을 적용하면 정 수력으로 인한 문제의 정확도가 향상되는 반면 표면 장력의 포함은 방법을 더 광범위한 문제로 확장합니다 (참조 문헌. 1969, 1975).

In spite of its successes, the MAC method has been used primarily for two-dimensional simulations because it requires considerable memory and CPU time to accommodate the necessary number of marker particles. Typically, an average of about 16 markers in each grid cell is needed to ensure an accurate tracking of surfaces undergoing large deformations.

수많은 성공에도 불구하고 MAC 방법은 필요한 수의 마커 입자를 수용하기 위해 상당한 메모리와 CPU 시간이 필요하기 때문에 주로 2 차원 시뮬레이션에 사용되었습니다. 일반적으로 큰 변형을 겪는 표면의 정확한 추적을 보장하려면 각 그리드 셀에 평균 약 16 개의 마커가 필요합니다.

Another limitation of marker particles is that they don’t do a very good job of following flow processes in regions involving converging/diverging flows. Markers are usually interpreted as tracking the centroids of small fluid elements. However, when those fluid elements get pulled into long convoluted strands, the markers may no longer be good indicators of the fluid configuration. This can be seen, for example, at flow stagnation points where markers pile up in one direction, but are drawn apart in a perpendicular direction. If they are pulled apart enough (i.e., further than one grid cell width) unphysical voids may develop in the flow.

마커 입자의 또 다른 한계는 수렴 / 발산 흐름이 포함된 영역에서 흐름 프로세스를 따라가는 작업을 잘 수행하지 못한다는 것입니다. 마커는 일반적으로 작은 유체 요소의 중심을 추적하는 것으로 해석됩니다. 그러나 이러한 유체 요소가 길고 복잡한 가닥으로 당겨지면 마커가 더 이상 유체 구성의 좋은 지표가 될 수 없습니다. 예를 들어 마커가 한 방향으로 쌓여 있지만 수직 방향으로 떨어져 있는 흐름 정체 지점에서 볼 수 있습니다. 충분히 분리되면 (즉, 하나의 그리드 셀 너비 이상) 비 물리적 공극이 흐름에서 발생할 수 있습니다.

Surface Marker Method

One way to limit the memory and CPU time consumption of markers is to keep marker particles only on surfaces and not in the interior of fluid regions. Of course, this removes the volume tracking property of the MAC method and requires additional logic to determine when and how surfaces break apart or coalesce.

표면 마커 법

마커의 메모리 및 CPU 시간의 소비를 제한하는 방법 중 하나는 마커 입자를 유체 영역의 내부가 아니라 표면에만 보존하는 것입니다. 물론 이는 MAC 법의 체적 추적 특성이 배제되기 때문에 표면이 분할 또는 합체하는 방식과 시기를 특정하기위한 논리를 추가해야합니다.

In two dimensions the marker particles on a surface can be arranged in a linear order along the surface. This arrangement introduces several advantages, such as being able to maintain a uniform particle spacing and simplifying the computation of intersections between different surfaces. Surface markers also provide a convenient way to locate the surface within a grid cell for the application of boundary conditions.

2 차원의 경우 표면 마커 입자는 표면을 따라 선형으로 배치 할 수 있습니다. 이 배열은 입자의 간격을 균일하게 유지할 수있는 별도의 표면이 교차하는 부분의 계산이 쉽다는 등 몇 가지 장점이 있습니다. 또한 표면 마커를 사용하여 경계 조건을 적용하면 격자 셀의 표면을 간단한 방법으로 찾을 수 있습니다.

Unfortunately, in three-dimensions there is no simple way to order particles on surfaces, and this leads to a major failing of the surface marker technique. Regions may exist where surfaces are expanding and no markers fill the space. Without markers the configuration of the surface is unknown, consequently there is no way to add markers. Reference 1975 contains examples that show the advantages and limitations of this method.

불행히도 3 차원에서는 표면에 입자를 정렬하는 간단한 방법이 없으며 이로 인해 표면 마커 기술이 크게 실패합니다. 표면이 확장되고 마커가 공간을 채우지 않는 영역이 존재할 수 있습니다. 마커가 없으면 표면의 구성을 알 수 없으므로 마커를 추가 할 방법이 없습니다.
참고 문헌 1975이 방법의 장점과 한계를 보여주는 예제가 포함되어 있습니다.

Volume-of-Fluid (VOF) Method

The last method to be discussed is based on the concept of a fluid volume fraction. The idea for this approach originated as a way to have the powerful volume-tracking feature of the MAC method without its large memory and CPU costs.

VOF (Volume-of-Fluid) 법

마지막으로 설명하는 방법은 유체 부피 분율의 개념을 기반으로합니다. 이 접근 방식에 대한 아이디어는 대용량 메모리 및 CPU 비용없이 MAC 방식의 강력한 볼륨 추적 기능을 갖는 방법에서 시작되었습니다.

Within each grid cell (control volume) it is customary to retain only one value for each flow quantity (e.g., pressure, velocity, temperature, etc.) For this reason it makes little sense to retain more information for locating a free surface. Following this reasoning, the use of a single quantity, the fluid volume fraction in each grid cell, is consistent with the resolution of the other flow quantities.

각 격자 셀 (제어 체적) 내에서 각 유량 (예 : 압력, 속도, 온도 등)에 대해 하나의 값만 유지하는 것이 일반적입니다. 이러한 이유로 자유 표면을 찾기 위해 더 많은 정보를 유지하는 것은 거의 의미가 없습니다. 이러한 추론에 따라 각 격자 셀의 유체 부피 분율인 단일 수량의 사용은 다른 유량의 해상도와 일치합니다.

If we know the amount of fluid in each cell it is possible to locate surfaces, as well as determine surface slopes and surface curvatures. Surfaces are easy to locate because they lie in cells partially filled with fluid or between cells full of fluid and cells that have no fluid.

각 셀 내의 유체의 양을 알고 있는 경우, 표면의 위치 뿐만 아니라 표면 경사와 표면 곡률을 결정하는 것이 가능합니다. 표면은 유체 가 부분 충전 된 셀 또는 유체가 전체에 충전 된 셀과 유체가 전혀없는 셀 사이에 존재하기 때문에 쉽게 찾을 수 있습니다.

Slopes and curvatures are computed by using the fluid volume fractions in neighboring cells. It is essential to remember that the volume fraction should be a step function, i.e., having a value of either one or zero. Knowing this, the volume fractions in neighboring cells can then be used to locate the position of fluid (and its slope and curvature) within a particular cell.

경사와 곡률은 인접 셀의 유체 체적 점유율을 사용하여 계산됩니다. 체적 점유율은 계단 함수(step function)이어야 합니다, 즉, 값이 1 또는 0 인 것을 기억하는 것이 중요합니다. 이 것을 안다면, 인접 셀의 부피 점유율을 사용하여 특정 셀 내의 유체의 위치 (및 그 경사와 곡률)을 찾을 수 있습니다.

Free-surface boundary conditions must be applied as in the MAC method, i.e., assigning the proper gas pressure (plus equivalent surface tension pressure) as well as determining what velocity components outside the surface should be used to satisfy a zero shear-stress condition at the surface. In practice, it is sometimes simpler to assign velocity gradients instead of velocity components at surfaces.

자유 표면 경계 조건을 MAC 법과 동일하게 적용해야 합니다. 즉, 적절한 기체 압력 (및 대응하는 표면 장력)을 할당하고, 또한 표면에서 제로 전단 응력을 충족 시키려면 표면 외부의 어떤 속도 성분을 사용할 필요가 있는지를 확인합니다. 사실, 표면에서의 속도 성분 대신 속도 구배를 지정하는 것이보다 쉬울 수 있습니다.

Finally, to compute the time evolution of surfaces, a technique is needed to move volume fractions through a grid in such a way that the step-function nature of the distribution is retained. The basic kinematic equation for fluid fractions is similar to that for the height-function method, where F is the fraction of fluid function:

마지막으로, 표면의 시간 변화를 계산하려면 분포의 계단 함수의 성질이 유지되는 방법으로 격자를 통과하고 부피 점유율을 이동하는 방법이 필요합니다. 유체 점유율의 기본적인 운동학방정식은 높이 함수(height-function) 법과 유사합니다. F는 유체 점유율 함수입니다.

A straightforward numerical approximation cannot be used to model this equation because numerical diffusion and dispersion errors destroy the sharp, step-function nature of the F distribution.

이 방정식을 모델링 할 때 간단한 수치 근사는 사용할 수 없습니다. 수치의 확산과 분산 오류는 F 분포의 명확한 계단 함수(step-function)의 성질이 손상되기 때문입니다.

It is easy to accurately model the solution to this equation in one dimension such that the F distribution retains its zero or one values. Imagine fluid is filling a column of cells from bottom to top. At some instant the fluid interface is in the middle region of a cell whose neighbor below is filled and whose neighbor above is empty. The fluid orientation in the neighboring cells means the interface must be located above the bottom of the cell by an amount equal to the fluid fraction in the cell. Then the computation of how much fluid to move into the empty cell above can be modified to first allow the empty region of the surface-containing cell to fill before transmitting fluid on to the next cell.

F 분포가 0 또는 1의 값을 유지하는 같은 1 차원에서이 방정식의 해를 정확하게 모델링하는 것은 간단합니다. 1 열의 셀에 위에서 아래까지 유체가 충전되는 경우를 상상해보십시오. 어느 순간에 액체 계면은 셀의 중간 영역에 있고, 그 아래쪽의 인접 셀은 충전되어 있고, 상단 인접 셀은 비어 있습니다. 인접 셀 내의 유체의 방향은 계면과 셀의 하단과의 거리가 셀 내의 유체 점유율과 같아야 한다는 것을 의미합니다. 그 다음 먼저 표면을 포함하는 셀의 빈 공간을 충전 한 후 다음 셀로 유체를 보내도록 위쪽의 빈 셀에 이동하는 유체의 양의 계산을 변경할 수 있습니다.

In two or three dimensions a similar procedure of using information from neighboring cells can be used, but it is not possible to be as accurate as in the one-dimensional case. The problem with more than one dimension is that an exact determination of the shape and location of the surface cannot be made. Nevertheless, this technique can be made to work well as evidenced by the large number of successful applications that have been completed using the VOF method. References 1975, 1980, and 1981 should be consulted for the original work on this technique.

2 차원과 3 차원에서 인접 셀의 정보를 사용하는 유사한 절차를 사용할 수 있지만, 1 차원의 경우만큼 정확하게 하는 것은 불가능합니다. 2 차원 이상의 경우의 문제는 표면의 모양과 위치를 정확히 알 수없는 것입니다. 그래도 VOF 법을 사용하여 달성 된 다수의 성공 사례에서 알 수 있듯이 이 방법을 잘 작동시킬 수 있습니다. 이 기법에 관한 초기의 연구 내용은 참고 문헌 1975,1980,1981를 참조하십시오.

The VOF method has lived up to its goal of providing a method that is as powerful as the MAC method without the overhead of that method. Its use of volume tracking as opposed to surface-tracking function means that it is robust enough to handle the breakup and coalescence of fluid masses. Further, because it uses a continuous function it does not suffer from the lack of divisibility that discrete particles exhibit.

VOF 법은 MAC 법만큼 강력한 기술을 오버 헤드없이 제공한다는 목표를 달성 해 왔습니다. 표면 추적이 아닌 부피 추적 기능을 사용하는 것은 유체 질량의 분할과 합체를 처리하는 데 충분한 내구성을 가지고 있다는 것을 의미합니다. 또한 연속 함수를 사용하기 때문에 이산된 입자에서 발생하는 숫자를 나눌 수 없는 문제를 겪지 않게 됩니다.

Variable-Density Approximation to the VOF Method

One feature of the VOF method that requires special treatment is the application of boundary conditions. As a surface moves through a grid, the cells containing fluid continually change, which means that the solution region is also changing. At the free boundaries of this changing region the proper free surface stress conditions must also be applied.

VOF 법의 가변 밀도 근사

VOF 법의 특수 처리가 필요한 기능 중 하나는 경계 조건의 적용입니다. 표면이 격자를 통과하여 이동할 때 유체를 포함하는 셀은 끊임없이 변화합니다. 즉, 계산 영역도 변화하고 있다는 것입니다. 이 변화하고있는 영역의 자유 경계에는 적절한 자유 표면 응력 조건도 적용해야합니다.

Updating the flow region and applying boundary conditions is not a trivial task. For this reason some approximations to the VOF method have been used in which flow is computed in both liquid and gas regions. Typically, this is done by treating the flow as a single fluid having a variable density. The F function is used to define the density. An argument is then made that because the flow equations are solved in both liquid and gas regions there is no need to set interfacial boundary conditions.

유체 영역의 업데이트 및 경계 조건의 적용은 중요한 작업입니다. 따라서 액체와 기체의 두 영역에서 흐름이 계산되는 VOF 법에 약간의 근사가 사용되어 왔습니다. 일반적으로 가변 밀도를 가진 단일 유체로 흐름을 처리함으로써 이루어집니다. 밀도를 정의하려면 F 함수를 사용합니다. 그리고, 흐름 방정식은 액체와 기체의 두 영역에서 계산되기 때문에 계면의 경계 조건을 설정할 필요가 없다는 논증이 이루어집니다.

Unfortunately, this approach does not work very well in practice for two reasons. First, the sensitivity of a gas region to pressure changes is generally much greater than that in liquid regions. This makes it difficult to achieve convergence in the coupled pressure-velocity solution. Sometimes very large CPU times are required with this technique.

공교롭게도 이 방법은 두 가지 이유로 인해 실제로는 그다지 잘 작동하지 않습니다. 하나는 압력의 변화에 대한 기체 영역의 감도가 일반적으로 액체 영역보다 훨씬 큰 것입니다. 따라서 압력 – 속도 결합 해법 수렴을 달성하는 것은 어렵습니다. 이 기술은 필요한 CPU 시간이 매우 커질 수 있습니다.

The second, and more significant, reason is associated with the possibility of a tangential velocity discontinuity at interfaces. Because of their different responses to pressure, gas and liquid velocities at an interface are usually quite different. In the Variable-Density model interfaces are moved with an average velocity, but this often leads to unrealistic movement of the interfaces.

두 번째 더 중요한 이유는 계면에서 접선 속도가 불연속이되는 가능성에 관련이 있습니다. 압력에 대한 반응이 다르기 때문에 계면에서 기체와 액체의 속도는 일반적으로 크게 다릅니다. 가변 밀도 모델은 계면은 평균 속도로 동작하지만, 이는 계면의 움직임이 비현실적으로 되는 경우가 많습니다.

Even though the Variable-Density method is sometimes referred to as a VOF method, because is uses a fraction-of-fluid function, this designation is incorrect. For accurately tracking sharp liquid-gas interfaces it is necessary to actually treat the interface as a discontinuity. This means it is necessary to have a technique to define an interface discontinuity, as well as a way to impose the proper boundary conditions at that interface. It is also necessary to use a special numerical method to track interface motions though a grid without destroying its character as a discontinuity.

가변 밀도 방법은 유체 분율 함수를 사용하기 때문에 VOF 방법이라고도하지만 이것은 올바르지 않습니다. 날카로운 액체-가스 인터페이스를 정확하게 추적하려면 인터페이스를 실제로 불연속으로 처리해야합니다. 즉, 인터페이스 불연속성을 정의하는 기술과 해당 인터페이스에서 적절한 경계 조건을 적용하는 방법이 필요합니다. 또한 불연속성으로 특성을 훼손하지 않고 격자를 통해 인터페이스 동작을 추적하기 위해 특수한 수치 방법을 사용해야합니다.

Summary

A brief discussion of the various techniques used to numerically model free surfaces has been given here with some comments about their relative advantages and disadvantages. Readers should not be surprised to learn that there have been numerous variations of these basic techniques proposed over the years. Probably the most successful of the methods is the VOF technique because of its simplicity and robustness. It is this method, with some refinement, that is used in the FLOW-3D program.

여기에서는 자유 표면을 수치적으로 모델링 할 때 사용하는 다양한 방법에 대해 상대적인 장점과 단점에 대한 설명을 포함하여 쉽게 설명하였습니다. 오랜 세월에 걸쳐 이러한 기본적인 방법이 많이 제안되어 온 것을 알고도 독자 여러분은 놀라지 않을 것입니다. 아마도 가장 성과를 거둔 방법은 간결하고 강력한 VOF 법 입니다. 이 방법에 일부 개량을 더한 것이 현재 FLOW-3D 프로그램에서 사용되고 있습니다.

Attempts to improve the VOF method have centered on better, more accurate, ways to move fluid fractions through a grid. Other developments have attempted to apply the method in connection with body-fitted grids and to employ more than one fluid fraction function in order to model more than one fluid component. A discussion of these developments is beyond the scope of this introduction.

VOF 법의 개선은 더 나은, 더 정확한 방법으로 유체 점유율을 격자를 통과하여 이동하는 것에 중점을 두어 왔습니다. 기타 개발은 물체 적합 격자(body-fitted grids) 관련 기법을 적용하거나 여러 유체 성분을 모델링하기 위해 여러 유체 점유율 함수를 채용하기도 했습니다. 이러한 개발에 대한 논의는 여기에서의 설명 범위를 벗어납니다.

References

1965 Harlow, F.H. and Welch, J.E., Numerical Calculation of Time-Dependent Viscous Incompressible Flow, Phys. Fluids 8, 2182.

1969 Daly, B.J., Numerical Study of the Effect of Surface Tension on Interface Instability, Phys. Fluids 12, 1340.

1970 Hirt, C.W., Cook, J.L. and Butler, T.D., A Lagrangian Method for Calculating the Dynamics of an Incompressible Fluid with Free Surface, J. Comp. Phys. 5, 103.

1971 Nichols, B.D. and Hirt, C.W.,Calculating Three-Dimensional Free Surface Flows in the Vicinity of Submerged and Exposed Structures, J. Comp. Phys. 12, 234.

1974 Hirt, C.W., Amsden, A.A., and Cook, J.L.,An Arbitrary Lagrangian-Eulerian Computing Method for all Flow Speeds, J. Comp. Phys., 14, 227.

1975 Nichols, B.D. and Hirt, C.W., Methods for Calculating Multidimensional, Transient Free Surface Flows Past Bodies, Proc. of the First International Conf. On Num. Ship Hydrodynamics, Gaithersburg, ML, Oct. 20-23.

1980 Nichols, B.D. and Hirt, C.W., Numerical Simulation of BWR Vent-Clearing Hydrodynamics, Nucl. Sci. Eng. 73, 196.

1981 Hirt, C.W. and Nichols, B.D., Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries, J. Comp. Phys. 39, 201.

FLOW-3D 튜토리얼 V12

빠른 시작

이 튜토리얼 매뉴얼은 FLOW-3D 를 처음 사용하는 사용자에게 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)의 주요 구성 요소를 쉽게 익히도록 하고, 다양한 시뮬레이션의 설정 및 실행 방법을 안내하기 위한 것입니다.

이 매뉴얼에 있는 실습과정은 FLOW-3D의 기본 사항을 다루기 위한 것입니다. 이 매뉴얼에서 제시하는 문제는 다양한 주제를 설명하고, 발생할 수 있는 많은 질문을 해결하기 위해 선정되었습니다. 이 매뉴얼의 실습과정은 FLOW-3D를 실행하는 컴퓨터에 앉아 사용하는 것이 가장 좋습니다.

CFD 사용 철학에 대한 간단한 섹션 다음에는 중요 파일과 시뮬레이션 파일을 실행하는 방법이 소개되어 있습니다. 이 소개 섹션 다음에는 모델 설정, 시뮬레이션 실행 및 포스트 프로세스, Simulation Manager 탐색 방법에 대한 설명이 있습니다. 이러한 각 단계에 대한 자세한 내용은 모델 설정, 컴퓨팅 결과 및 후처리 장에서 확인할 수 있습니다.

1.CFD 사용에 대한 철학

CFD (Computational Fluid Dynamics)는 유체 흐름(질량, 운동량 및 에너지 보존)에 대한 지배 방정식의 컴퓨터 솔루션입니다. 지정된 지배방정식은 이론 장에 설명된 Numerical방법을 사용하여 이산화되고 계산됩니다.

CFD 소프트웨어를 사용하는 것은 여러 면에서 실험을 설정하는 것과 유사합니다. 실제 상황을 시뮬레이션하기 위해 실험을 올바르게 설정하지 않으면, 그 결과는 실제 상황을 반영하지 않습니다. 같은 방법으로 수치 모델이 실제 상황을 정확하게 나타내지 않으면, 그 결과는 실제 상황을 반영하지 않습니다. 사용자는 어떤 것이 중요한지, 어떻게 표현해야 하는지를 결정해야 합니다. 시작하기 전에 다음과 같은 질문을 하는 것이 중요합니다.

CFD 계산에서 무엇을 알고 싶습니까?
중요한 현상을 포착하기 위해 규모와 Mesh는 어떻게 설계되어야 하는가?
실제 물리적 상황을 가장 잘 나타내는 경계 조건은 무엇입니까?
어떤 종류의 유체를 사용해야합니까?
이 문제에 어떤 유체 특성이 중요합니까?
다른 어떤 물리적 현상이 중요합니까?
초기 유체 상태는 어떻게 됩니까?
어떤 단위 시스템을 사용해야합니까?

모델링 되는 문제가 실제 상황을 가능한 한 유사하게 나타내는지 확인하는 것이 중요합니다. 사용자는 복잡한 시뮬레이션 작업을 해결 가능한 부분으로 나누는 것이 좋습니다.

복잡한 물리 효과를 추가하기 전에, 간단하고 쉽게 이해할 수 있는 근사값으로 점차적으로 시작하여 프로세스 진행하십시오. 간단한 손 계산(베르누이 방정식, 에너지 균형, 파동
전파, 경계층 성장 등)은 물리 및 매개 변수를 선택하는데 도움이 되고, 결과와 비교할 수 있는 점검항목을 제공합니다.

CFD의 장단점을 이해하면 분석을 진행하는데 도움이 될 수 있습니다. CFD는 다음과 같은 경우 탁월한 분석 옵션입니다.

기하 구조, 물리학 또는 필요한 상세 수준으로 인해 표준 엔지니어링 계산이 유용하지 않은 경우가 많습니다.
실제 실험은 비용이 많이 소요됩니다.
실험에서 수집할 수 있는 것보다 유체흐름에 대한 자세한 정보가 필요한 경우 유용합니다.
위험하거나 적대적인 조건, 확장이 잘되지 않는 프로세스 등으로 인해 정확한 실험 측정을 하기가 어려운 경우
복잡한 흐름 정보에 대한 커뮤니케이션

CFD는 다음과 같은 경우에 덜 효과적입니다.

솔루션이 계산 리소스가 매우 많이 소요되거나, 도메인 크기를 줄이기 위한 가정 또는 해결되지 않은 물리적 현상을 설명하기 위한 반 임계 모델이 필요한 경우
CFD 시뮬레이션에 대한 입력이 되는 중요한 물리적 현상이 알려지지 않은 경우
물리적 현상이 잘 이해되지 않거나 매우 복잡한 경우

CFD를 사용할 때 명심해야 할 몇 가지 중요한 참고 사항이 있습니다.

CFD는 규정된 초기 및 경계 조건에 따라 지정된 지배 방정식의 수치해석 솔루션입니다. 따라서 모델 설정, 즉 어떤 방정식을 풀어야 하는지, 재료 특성, 초기 조건 및 경계 조건이, 가능한 한 물리적 상황과 최대한 일치해야 합니다.
방정식의 수치 해는 일반적으로 어떤 종류의 근사치를 필요로 합니다. 물리적 모델에 대한 가정과 해결방법을 검토한 후 사용하는 것이 좋습니다.
디지털 컴퓨터는 숫자가 유한 정밀도로 이진수로 표시되는 방식으로 인해 반올림 오류가 발생합니다. 이는 문제를 악화시키기 때문에 매우 근소한 숫자의 차이를 계산해야 하는 상황을 피하십시오. 이러한 상황의 예는 시뮬레이션 도메인이 원점에서 멀리 떨어져 있을 때입니다.

2.중요한 파일

FLOW-3D 시뮬레이션과 관련된 많은 파일이 있습니다. 가장 중요한 것들이 아래에 설명되어 있습니다. 모든 prepin.* 파일의 명칭에서 prepin는 파일 형식을 의미하며, 별표시* 위치는 시뮬레이션 이름을 의미합니다. (예 : prepin.example_simulation.)

·prepin.*: 시뮬레이션용 입력 파일입니다. 시뮬레이션 설정을 설명하는 모든 입력 변수가 포함되어 있습니다.
·prpgrf.*: 이것은 전 처리기 출력 파일입니다. 여기에는 계산된 초기 조건이 포함되며 시뮬레이션을 실행하기 전에 설정을 확인하는 데 사용될 수 있습니다.
·flsgrf.*: 솔버 출력 파일입니다. 시뮬레이션의 최종 결과가 포함됩니다.
·prperr.*, report.*, prpout.*: 이 파일들은 Preprocessor Diagnostic Files.
·hd3err.*, hd3msg.*, hd3out.*: 이 파일들은 Solver Diagnostic Files.

모든 시뮬레이션 파일은 단일 폴더에 함께 유지하므로, 설명이 될 수 있는 시뮬레이션 이름을 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 매우 긴 파일 이름은 운영 체제에 따라 문제가 될 수 있습니다.

노트

시뮬레이션 이름이 inp(즉, 입력 파일이 있다면 prepin.inp) 출력 및 진단 파일은 모두 .dat이름을 갖습니다. 예: flsgrf.dat.
모든 입력 파일은 네트워크 위치의 컴퓨터 대신 로컬 디렉토리에 저장하는 것이 좋습니다. 이것은 솔버가 더 빠르게 실행되고 GUI의 응답 속도가 빨라지며 실행중인 시뮬레이션을 방해하는 네트워크 문제 가능성을 제거합니다.

3.시뮬레이션 관리자

FLOW-3D 시뮬레이션 관리자의 탭은 주로 시뮬레이션을 실행할 수 있도록 시뮬레이션 환경을 구성하고 실행 시뮬레이션에 대한 상태 정보를 표시하는데 사용됩니다.

작업 공간 (Workspaces)

작업 공간(Workspaces)은 Simulation Manager의 필수 부분이며 파일을 FLOW-3D에서 처리하는 방식입니다. 기본적으로 시뮬레이션을 포함하고 구성하는 폴더입니다. 몇 가지 예를 들면 시뮬레이션과 또 다른 작업 공간인 검증 사례를 포함하도록 할 수 있습니다:

새로운 작업 공간 만들기

이 튜토리얼에서는 작성하려는 시뮬레이션을 포함할 작업 공간(Workspaces)을 작성하십시오.

1.File -> New workspace로 이동

2.작업 공간 이름으로 Tutorial를 입력하십시오.

3.기본 위치는 현재 사용자의 홈 디렉토리에 있습니다. 다른 곳에서 찾을 수 있지만 기본 위치가 우리의 목적에 적합합니다.

4.하위 디렉토리를 사용하여 작업 공간 이름 만들기 확인란을 선택합니다. 이렇게 하면 파일 시스템에서 작업 공간에 대한 새로운 하위 디렉토리가 만들어져 시뮬레이션 파일을 훨씬 쉽게 구성할 수 있습니다.

5.확인을 눌러 새 작업 공간을 작성하십시오. 이제 포트폴리오에 표시됩니다.

작업 공간 닫기

포트폴리오를 정리하고 탐색하기 쉽도록 필요 없는 작업공간을 닫는 것이 편리합니다. 작업 공간을 닫으면 포트폴리오에서 해당 작업 공간만 제거됩니다. 그러나, 컴퓨터에서 작업 공간을 삭제하지는 않습니다.

작업 공간을 닫으려면

1.기존 작업 공간을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 작업 Close Workspace를 선택하십시오. 또는 포트폴리오에서 작업 공간을 선택 (왼쪽 클릭) 하고 Delete 키를 누를 수 있습니다.

2.작업 공간을 닫을 것인지 묻는 메세지가 표시됩니다. 예를 선택하십시오.

3.포트폴리오는 더 이상 닫힌 작업 공간을 포함하지 않습니다.

기존 작업 공간 열기

오래된 작업 공간을 열어야 할 때가 있을 것입니다. 예를 들어, 새 프로젝트에 유사한 시뮬레이션을 작성하기 전에 기존 시뮬레이션의 설정을 검토할 수 있습니다. 기존 작업 공간을 열려면

1.File -> Open Workspace…를 선택하십시오

2.작업 공간 파일이 있는 디렉토리를 찾으십시오. Tutorial.FLOW-3D_Workspace.

3.작업 공간을 로드 하려면 OK을 누르십시오.

작업 공간에서 시뮬레이션 작업

작업 공간을 사용하는 방법을 알았으니, 여기에 시뮬레이션을 추가해 봅시다.

Example를 추가하십시오

작업 공간에 작업 시뮬레이션을 추가하는 가장 간단한 방법은 포함된 예제 시뮬레이션 중 하나를 추가하는 것입니다. FLOW-3D의 다양한 기능을 사용하는
방법을 보여주기 위해 설계된 간단하고 빠른 시뮬레이션입니다. 기존 작업 공간에 예제를 추가하려면 다음을 수행하십시오.

1.포트폴리오에서 원하는 작업 공간을 강조 표시하십시오

2.File -> Add example…을 선택하십시오. 또는 작업공간을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 예제 추가…를 선택할 수 있습니다.

3.예제 대화 상자에서 예제를 선택하고 열기를 누르십시오. 자연 대류(Natural Convection) 예제를 선택했습니다.

4.새 시뮬레이션 대화 상자가 열립니다.

5.디렉토리가 작업 공간 위치에 있는지 확인하는 것이 좋으므로 기본 시뮬레이션 이름과 위치를 잘 확인하는 것이 좋습니다. FLOW-3D는 모든 시뮬레이션 파일을 이 작업 공간 디렉토리의 별도 하위 디렉토리에 배치하여 파일 구성을 쉽게 만들어 줍니다.

6.시뮬레이션을 위한 단위 시스템을 선택하십시오. 표준 단위 시스템이 권장되지만 각 단위를 독립적으로 선택하기 위해 사용자 지정 단위 시스템을 선택할 수 있습니다.

7.확인을 눌러 새 시뮬레이션을 작업 공간에 추가하십시오.

작업 공간에서 시뮬레이션 제거

작업 공간에서 시뮬레이션을 제거해야 하는 경우가 있습니다 (이는 작업 공간에서 시뮬레이션을 제거만 하며, 컴퓨터에서 시뮬레이션을 삭제하지는 않습니다). 작업 공간에서 시뮬레이션을 제거하려면 다음을 수행하십시오.

1.작업 공간에서 기존 시뮬레이션을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 (이 경우 이전 섹션에서 추가 한 예제 사용) 시뮬레이션 제거를 선택하십시오. 또는 작업 공간에서 시뮬레이션을 선택 (왼쪽 클릭)하고 Delete 키를 누를 수 있습니다.

2.작업 공간에는 더 이상 시뮬레이션이 포함되지 않습니다.

모든 작업 공간 및 디스크에서 시뮬레이션 삭제

작업 공간에서 시뮬레이션을 제거하는 것 외에도 디스크에서 모든 시뮬레이션 파일을 삭제해야 할 수도 있습니다. 작업 공간에서 시뮬레이션을 제거하고 디스크에서 시뮬레이션
파일을 삭제하려면 다음을 수행하십시오.

1.작업 공간에서 기존 시뮬레이션을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 (이 경우 이전 섹션에서 추가 한 예제 사용) 모든 작업 공간 및 디스크에서 시뮬레이션
삭제를 선택하십시오.

2.시뮬레이션 디렉토리에서 삭제할 파일을 선택할 수 있는 창이 나타납니다. 삭제할 파일을 선택한 다음 확인을 눌러 해당 파일을 삭제하거나 취소를 눌러 작업을 중단하십시오.

3.OK를 선택한 경우 선택한 작업 공간은 더 이상 시뮬레이션을 포함하지 않습니다. 선택한 작업 공간의 모든 시뮬레이션 파일은 디렉토리에서 삭제됩니다.

경고

이 작업은 취소할 수 없으므로 계속하기 확인 후 파일을 삭제해야 합니다.

작업 공간에 기존 시뮬레이션 추가

기존 시뮬레이션을 작업 공간에 추가하려면 다음을 수행하십시오.

1.열린 작업 공간을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 기존 시뮬레이션 추가…를 선택합니다. 작업 공간을 선택한 다음 File->Add Existing Simulation… 을 선택할 수도 있습니다.

2.prepin.*파일 위치로 이동하여 열기를 선택하십시오.

3.시뮬레이션이 이제 작업 공간에 나타납니다.

작업 공간에 새로운 시뮬레이션 추가

대부분의 경우 기존 시뮬레이션을 사용하는 대신 새 시뮬레이션을 작성하게 됩니다. 작업 공간에 새로운 시뮬레이션을 추가하려면:

1.기존 작업 공간을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 새 시뮬레이션 추가…를 선택하십시오.

2.시뮬레이션 이름을 입력하라는 message가 표시됩니다. 이 예제에서는 heat transfer example 불러오십시오.

3.그런 다음 드롭다운 목록을 사용하여 시뮬레이션을 위한 단위 시스템을 결정합니다. 사용 가능한 옵션은 질량, 길이, 시간, 전기요금
각각 g, cm, s, coul기준의 Kg, m, s, CGS입니다. 또한 엔지니어링 단위도 사용할 수 있으며, slug, ft, s의 기초 단위가 있지만, 전기
충전을 위한 단위는 없습니다. 이러한 옵션 중 어느 것도 해당되지 않는 경우, 질량, 길이, 시간 및 전기요금에 대한 기준 등을 사용자 정의하여 사용자 지정 단위 시스템을 사용할 수 있습니다.

4.온도 단위는 드롭다운 목록을 사용하여 지정해야 합니다. 사용 가능한 옵션은 SI 및 CGS 단위의 경우 Celsius 및
Kelvin, 엔지니어링 단위의 경우 Fahrenheit 및 Rankine입니다. Custom units(사용자 정의 단위) 옵션을 선택한 경우, 사용 가능한 온도 단위는 질량
및 길이에 대해 선택한 기본 단위에 따라 변경됩니다.

노트

새 시뮬레이션의 시뮬레이션 단위는 신중하게 선택하십시오. 일단 설정하면 단위를 변경할 수 없습니다.

5.이 시뮬레이션에 사용된 템플릿이 기본 템플릿이 됩니다. 템플릿은 포함된 설정을 새 시뮬레이션에 적용하는 저장된 값 세트입니다. 다른 템플릿을 사용해야하는 경우
찾아보기 아이콘 ( )을 클릭하여 사용 가능한 템플릿 목록에서 선택하십시오.

6.기본 시뮬레이션 이름과 위치는 디렉토리가 작업 공간 위치에 있는지 확인하는 것이 좋습니다. FLOW-3D는 모든 시뮬레이션 파일을 이 작업 공간 디렉토리의 별도 하위 디렉토리에 배치하여 파일 구성을 훨씬 쉽게 만듭니다. 시뮬레이션을 다른 위치에 저장하려면 찾아보기 아이콘 ( )을 사용하여 원하는 위치로 이동하십시오.

7.확인을 클릭하여 작업 공간에 새 시뮬레이션을 추가하십시오.

heat transfer example

다른 옵션

우리는 지금 이러한 옵션을 사용하지 않는 동안, 이 시뮬레이션을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하여 추가 옵션에 대한 액세스를 제공합니다.

일반적으로 사용되는 Add Simulation Copy… 그리고 Add Restart Simulation…을 추가합니다. 첫 번째 옵션은 기존 시뮬레이션의 사본을
작성하고, 두 번째 옵션은 기존 시뮬레이션을 복사하고 원래 시뮬레이션의 결과를 다시 시작 시뮬레이션의 초기 조건으로 사용하도록 다시 시작 옵션을 구성합니다.

추가 정보

재시작 시뮬레이션에 대한 자세한 내용은 도움말에서 모델 설정 장의 재시작 섹션을 참조하십시오.

전처리 및 시뮬레이션 실행

시뮬레이션 전처리

시뮬레이션 전처리는 초기 조건을 계산하고 입력 파일에서 일부 진단 테스트를 실행합니다. 문제가 올바르게 구성되었는지 확인하거나 전 처리기의 진단 정보가 필요한 경우에
유용합니다. 시뮬레이션을 실행하기 전에 전처리할 필요가 없습니다. 시뮬레이션을 전처리 하려면

1.작업 공간에서 시뮬레이션을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 Preprocess Simulation->Local을 선택합니다. 이 경우 입력 파일 heat transfer example이 아직 완전히 정의되지 않았으므로 작업 공간에서 예제 문제를 선택하십시오.

2.전처리 프로세스가 시작되고 Simulation Manager 하단의 텍스트 창에 일부 정보가 인쇄된 후 성공적으로 완료됩니다. 포트폴리오에서 시뮬레이션 이름 옆의 아이콘도 시뮬레이션이 성공적으로 처리되었음을 나타내도록 변경됩니다.

추가 정보

자세한 내용은 도움말의 컴퓨팅 결과 장의 전처리 섹션을 참조하십시오.

시뮬레이션 실행

시뮬레이션을 실행하면 입력 파일에 정의된 문제에 대한 지배 방정식(물리적 모델, 형상, 초기 조건, 경계 조건 등)이 해석됩니다. 시뮬레이션을 실행하려면

1.작업 공간에서 시뮬레이션을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 Run Simulation->Local을 선택하십시오. 이 경우 입력 파일 heat transfer example이 아직 완전히
정의되지 않았으므로 작업 공간에서 예제 문제를 선택하십시오.

2.솔버가 시작되고 시뮬레이션 관리자 하단의 텍스트 창에 일부 정보가 인쇄되고 플롯이 업데이트 된 후 성공적으로 완료됩니다. 포트폴리오에서 시뮬레이션 이름 옆의
아이콘도 시뮬레이션이 성공적으로 실행되었음을 나타내도록 변경됩니다. 또한 솔버가 실행되는 동안 큐에 시뮬레이션이 나타나는 것을 볼 수 있으며, 완료되면 사라집니다.

추가 정보

시뮬레이션 실행 및 진단 읽기에 대한 자세한 내용은 도움말의 컴퓨팅 결과 장에서 솔버 실행 섹션을 참조하십시오.

작업 공간에서 모든 시뮬레이션 실행

작업 공간을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 Simulate Workspace->Local을 선택하여 작업 공간에서 모든 시뮬레이션을 실행할 수도 있습니다.

추가 정보

자세한 내용은 컴퓨팅 결과 장에서 솔버 실행 섹션을 참조하십시오.

대기열

사전 처리 또는 실행에 작업이 제출되면 큐의 맨 아래에 시뮬레이션이 자동으로 추가됩니다. 그런 다음 솔버에 사용 가능한 라이센스 및 계산 리소스가 있으면 시뮬레이션이 사전 처리되거나 실행됩니다. 대기열에 있지만 아직 전처리 또는 실행되지 않은 시뮬레이션은 대기열 맨 아래의 컨트롤을 사용하여 대기열에서 다시 정렬하거나 대기열에서 제거할 수 있습니다.

추가 정보

자세한 내용은 컴퓨팅 결과 장을 참조하십시오.

파일 시스템에서 파일 찾기

어떤 이유로 구조물 파일에 액세스해야 하는 경우 (아마 *.STL 폴더에 파일을 배치해야 함) 표시된 파일 경로를 시뮬레이션 입력 파일로 클릭하여 파일 시스템의 해당 위치로 이동할 수 있습니다.

4.모델 설정

Model Setup(모델 설정) 탭은 시뮬레이션 관리자에서 현재 선택한 시뮬레이션에 대한 입력 매개 변수를 정의하는 곳입니다. 여기에는 전역설정, 물리학 모델, 유체,
기하학, 메싱, 구성요소 특성, 초기 조건, 경계 조건, 출력 옵션 및 숫자가 포함된다.

이 섹션은 물에 잠긴 모래(위; 파랑)의 바닥에서 가열된 구리 블록(위; 빨간색)에 의해 발생하는 열 기둥(아래)을 보여주는 간단한 시뮬레이션 설정 방법을 안내합니다.

이 튜토리얼은 방법이나 모델이 어떻게 작동하는지, 옵션을 선택한 이유 등에 대한 포괄적인 논의를 의도한 것이 아니며, 이 특정 시뮬레이션을 설정하기 위해 수행해야 할 사항에
대한 간략한 개요일 뿐입니다. 여기서 행해지는 것에 대한 방법/모델과 추론의 세부사항은 사용 설명서의 다른 장에서 확인할 수 있습니다.

시작하려면 새 작업 공간을 작성하고 새 시뮬레이션을 추가하십시오. 이를 수행하는 방법에 대한 지침은 새 작업 공간 작성 및 작업 공간에 새 시뮬레이션 추가를 참조하십시오.

탐색

모델 설정은 주로 빨간색으로 표시된 처음 9 개의 아이콘의 탐색을 통해 수행됩니다. 각 아이콘은 시뮬레이션의 특정 측면을 구성하기 위한 위젯을 엽니다. Global에서 시작하여 Numerics로 끝나는 다음 섹션은 각 위젯의 목적을 보여줍니다.

통제 수단

다음은 FLOW-3D 사용자 인터페이스의 그래픽 디스플레이 영역에서 사용되는 마우스 컨트롤입니다.

행동	버튼/키	동작	기술
회전	왼쪽	길게 클릭	마우스 왼쪽 버튼을 클릭 한 채로 Meshing & Geometry 창에서 마우스를 움직입니다. 그에 따라 모델이 회전합니다.
줌	중간 버튼/스크롤 휠	스크롤/클릭 한 상태	마우스를 앞뒤로 움직여 확대/축소하려면 가운데 휠을 굴리거나 마우스 가운데 버튼을 클릭 한 상태로 유지하십시오.
팬	우측	길게 클릭	마우스 오른쪽 버튼을 클릭 한 채로 창에서 마우스를 움직입니다. 모델이 마우스와 함께 움직입니다.
객체에 초점 설정	해당 없음	객체 위에 커서를 놓기	커서를 개체 위로 가져 가면 마우스 오른쪽 버튼 클릭 메뉴를 통해 추가 조작을 위해 개체가 활성화됩니다. 개체가 활성화되면 강조 표시됩니다. Meshing & Geometry 탭에서 Tools->Mouse Hover Selection 환경 설정 이 활성화된 경우에만 수행됩니다.
선택	왼쪽	더블 클릭	객체를 두 번 클릭하면 마우스 오른쪽 버튼 메뉴를 통해 추가 조작을 위해 객체를 선택하고 활성화합니다. Meshing & Geometry 탭에서 Tools->Mouse Hover Selection 환경 설정 이 비활성화 된 경우에만 활성화됩니다.
액세스 객체 속성	우측	딸깍 하는 소리	강조 표시된 객체를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하면 객체 식별, 표시/숨기기, 활성화/비활성화, 투명도 조정 등의 옵션 목록이 표시됩니다.
커서 좌표 반환 (프로브)	왼쪽	Shift + 클릭	Shift 키를 누르면 커서가 대상으로 바뀝니다. Shift 키를 누른 상태에서 클릭하면 화면의 왼쪽 하단에 표시된 표면의 좌표가 표시됩니다.
피벗 점 배치	왼쪽	cntrl + 클릭	Ctrl 키를 누르고 있으면 커서가 피벗 아이콘으로 바뀝니다. Ctrl 키를 누른 상태에서 클릭하여 피벗 점을 설정하십시오. 뷰가 피벗 점을 중심으로 회전합니다. 토글 사용자 정의 피벗 피벗 점을 끕니다. 보기 창 위의 버튼을 누릅니다.

도움이
되는 툴바 옵션도 있습니다. 옵션의 목적을 찾으려면 아이콘 위로 마우스를 가져갑니다.

글로벌

이 매뉴얼에 대한 시뮬레이션을 만들려면 원하는 작업 공간을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 새 시뮬레이션 추가…를 선택하십시오. 매뉴얼 섹션의 새 시뮬레이션 추가 작업 공간에 설명된 대로 이름을 ‘heat transfer example’로 지정하고 작업 공간에 추가하십시오. SI와 Kelvin을 각각 단위 시스템과 온도로 선택합니다. 일단 설정되면
시뮬레이션을 위한 단위는 변경할 수 없다는 점을 기억하십시오.

글로벌 아이콘 f3d_global_icon 을 클릭하여 글로벌 위젯을 여십시오. 여기에서 정의된 단위가 표시되고 시뮬레이션 완료 시간이 설정됩니다. 이 시뮬레이션의 경우 완료 시간을 200 초로 설정하십시오. 시뮬레이션에 대한 중요한 세부 정보는 여기 노트 필드에도 추가할 수 있습니다.

추가 정보

자세한 내용은 모델 설정 장의 전역 섹션을 참조하십시오.

물리

물리 f3d_models_icon 아이콘을 클릭하여 물리 위젯을 엽니다.

이 문제의 경우, 하나의 유체, 자유 표면, 경계 및 비압축/제한 압축의 기본 설정이 모두 정확합니다.

관련 물리 메커니즘(즉, 추가 지배 방정식 또는 지배 방정식 용어)은 물리 위젯에서 정의됩니다. 모델을 활성화하려면 해당 모델의 아이콘을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하고 ‘활성화‘를 선택하십시오. 이 시뮬레이션을 위해서는 다음 모델을 활성화해야 합니다.

·Density evaluation(밀도 평가): 이 모델은 열 기둥을 생성하는 밀도 변화를 설명합니다. 다른 양(예: 온도 또는 스칼라)의 함수로 평가된 밀도를 선택하고 Include volumetric thermal expansion 상자를 선택하십시오.

·Gravity and non-inertial reference frame(중력 및 비 관성 기준 프레임): 중력을 나타내는 힘이 추가되므로 Z 중력 성분에 -9.81을 입력하십시오.

·
Heat transfer(열 전달): 이 모델은 유체와 고체 물체 사이의 열 전달을 설명합니다. 이 시뮬레이션의 경우 First order for the Fluid internal Energy advection를 선택하고 Fluid to solid heat transfer를 활성화하려면 확인란을 선택하십시오. 나머지 옵션은 기본값으로 두어야합니다.

·
Viscosity and turbulence(점성 및 난류): 이 모델은 유체의 점성 응력을 설명합니다. Viscous flow 옵션을 선택하고 나머지 옵션은 기본값으로 두십시오.

추가 정보

자세한 내용은 모델 설정 장의 물리 섹션을 참조하십시오.

유체

유체의 속성은 모델 설정 탭의 유체 위젯에 정의되어 있습니다. 유체 위젯은 수직 도구 모음에서 Fluids f3d_fluids_icon 아이콘을 클릭하여 액세스할 수 있습니다. 먼저 유체 옵션 1 이 속성 옵션으로 선택되어 있는지 확인하십시오. 유체 1의 속성은 수동으로 입력할 수 있지만 일반적인 유체의 속성을 설정하는 빠른 방법은 재료 속성로드 버튼을 클릭하여 재료 데이터베이스에서 유체를 로드하는 것입니다. 다음으로, 원하는 재료를 탐색하십시오. 이 경우 Fluids->Liquids->Water_at_20_C를 선택하고 Load를 클릭하십시오.

이 시뮬레이션에는 데이터베이스에 없는 특성인 체적 열 팽창 계수가 필요합니다. 밀도 하위 탭에서 을 입력하십시오. 최종 속성 세트는 다음과 같아야 합니다.

추가 정보

자세한 내용은 모델 설정 장의 유체 섹션을 참조하십시오.

Geometry(기하)

기하형상 아이콘을 클릭하여 물리 위젯을 엽니다.

이 시뮬레이션을 위해 생성해야 하는 두 가지 형상은 구리 블록과 모래층이 있습니다. 둘 다 프리미티브를 사용하여 작성합니다. 보다 현실적인 시뮬레이션은 Primitives, Stereolithography(STL) Geometry File (s)/또는 Raster File (s)을 사용하여 지오메트리를 정의할 수 있습니다.

구리 블록을 만들려면 먼저 지정된 형상 아이콘을 클릭하여 작성합니다. 구리 블록을 x 및 y 방향 원점에서 +/- 2cm 연장하고 z 방향으로 0-4cm 연장합니다. 나머지 옵션은 그대로 두고 블럭을 솔리드로 만들고 새 구성 요소에 추가합니다.

하위 구성 요소 정의를 마치고 구성 요소 정의로 이동하려면 확인을 선택하십시오. 자동으로 열린 구성요소 추가 대화상자에서 Type as General(솔리드)을 그대로 두고 Name(이름) 필드에 Copper block을 입력한 다음 OK(확인)를 선택하여 구성요소 정의를 완료하십시오.

아이콘을 다시 클릭하여 베드 하위 구성 요소를 작성하십시오. 아래 표시된 범위를 사용하고 컴포넌트에 추가 선택 사항을 새 컴포넌트(2)로 설정하십시오.

하위 구성 요소 정의를 마치고 구성 요소 정의로 이동하려면 확인을 선택하십시오. 대화 형으로 이름 필드에서Bed를 입력한 후 구성요소 정의를 마칩니다. 최종 형상은 다음과 같이 표시됩니다.

새 구성 요소를 추가하면 가로 및 세로 방향으로 그래픽 표시 창에 길이 스케일이 자동으로 생성됩니다. 이 눈금자 도구를 사용하여 생성된 기하학적 객체의 범위를 빠르게 측정할 수 있습니다.

노트

표시 영역에는 지오메트리 모양 정의만 표시되므로 객체가 솔리드인지 구멍인지에 대한 정보는 표시되지 않습니다. 옵션을 사용하여 Mesh 후에 나중에 수행할 수 있습니다.

추가 정보

자세한 내용은 도움말 모델 설정 장의 형상 섹션을 참조하십시오.

구성 요소 속성

열전달 모델은 고체 구성 요소의 전도 방정식을 해결하기 위해 재료 특성이 필요합니다. 이러한 속성은 이 아이콘을 클릭하여 구성 요소 속성 위젯에서 설정합니다.

각 구성 요소에는 솔리드 특성 및 표면 특성이 정의 되어 있어야합니다. 구리 블록에 대해 이를 설정하려면 먼저 형상 위젯에서 구성 요소 1: copper block 요소를 선택하십시오. 그런 다음 컴포넌트 특성 위젯에서 솔리드 특성을 선택하고 다음과 같이 특성을 정의하십시오.

여기에서 두 번째 구성 요소(베드)에 대해 설명된 구성 요소 특성 정의를 위한 대체 방법을 사용할 수 있습니다. 이 방법에서는 구성 요소 2: 베드 구성 요소를 클릭하고 재료 필드 옆에 있는 재료 특성로드 아이콘을 선택하여 시작합니다. 다음으로 재료를 탐색합니다. 이 경우 Solids->Sands->Sand_Quartz 를 선택하고 Load를 선택하십시오.

추가 정보

l 자세한 내용은 모델 설정 장의 유체 섹션을 참조하십시오.

l 주어진 물리적 모델에 필요한 속성에 대한 자세한 내용은 모델 참조 장을 참조하십시오.

Meshing(메싱)

Mesh는 Mesh 위젯에서 생성 및 정의되며, 위젯을 통해 액세스 할 수 있습니다. 이 아이콘을 눌러 새 Mesh를 추가합니다. Mesh의 범위를 형상에 빠르게 적용하려면 형상에 맞추기 라디오 버튼을 선택하고 오프셋 라디오 버튼을 백분율로 유지합니다. 블록 속성에서 셀 크기를 0.004로 설정하십시오.

Mesh 상단은 z 방향으로 위쪽으로 확장해야 합니다. Z-Direciton 탭을 선택하고 Mesh Plane 2에 0.2를 입력합니다.

이 시뮬레이션은 2D가 될 것입니다. 동일한 프로세스에 따라 Y 방향 범위를 -0.005 및 0.005 로 설정하십시오. 그리고 합계 셀을 1로 설정하십시오.

최종 Mesh는 그래픽 디스플레이 창 바로 위의 Mesh->Flow Mesh->View 모드 드롭 다운 메뉴에서 옵션을 변경하여 다른 방식으로 볼 수 있습니다. 그리드 라인 마다 그리드 선을 표시합니다 옵션은 Mesh Plane의 옵션만 표시됩니다 Plane Mesh 및 개요 옵션은 Mesh의 범위를 보여줍니다.

또한 솔버가 Mesh의 최종 지오메트리를 인식하는 방법은 FAVOR TM 알고리즘을 사용하여 형상 정의를 면적 분수 및 부피 분수로 변환합니다. 이렇게 하려면 아이콘을 클릭한 다음 생성을 선택하십시오.

잠시 후 회색 영역이 고체 물질을 나타내는 아래와 같은 형상을 표시해야 합니다.

추가 정보

l Mesh에 대한 자세한 내용은 모델 설정 장의 Mesh 섹션을 참조하십시오.

l FAVOR^TM 및 FAVORize
옵션에 대한 자세한 내용은 모델 설정 장의 Reviewing the FAVORized Geometry and Mesh 섹션을 참조하십시오.

경계 조건

FLOW-3D는 구성 요소 유형 및 활성 물리적 모델에 기초한 구성 요소에 적절한 경계 조건을 자동으로 적용합니다. 그러나 경계 조건 위젯에서 Mesh 블록면의 경계 조건은 각 Mesh 블록에 대해 수동으로 설정해야 합니다( ).

이 매뉴얼의 경우 경계 조건 중 3 가지가 경계조건( X Min , X Max, Z Max 경계)을 기본 대칭 조건조건부터 변경해야 합니다.

·X Min :

o경계 조건 위젯의 경계 섹션 아래에 있는 X Min 목록을 클릭하십시오. Type에서 경계 유형을 Velocity로 설정하고 X 속도에 대해 0.001을 입력하십시오.

·다음으로, 유체 분율 사용에서 유체 표고 사용으로 드롭다운 상자를 변경하고 유체 높이를 0.15로 설정하십시오.

·마지막으로 온도를 298K로 설정하십시오.

·
X Max :

o경계 조건 위젯의 경계 섹션 아래에 있는 X 최대 목록을 클릭하십시오. 경계 유형을 압력으로 설정하고 압력에 대해 0을 입력하십시오.

o다음으로, 유체 분율 사용에서 유체 높이 사용으로 드롭다운 상자를 변경하고 유체 높이를 0.15로 설정하십시오.

o마지막으로 온도를 298K로 맞춥니다.

o XMAX 경계 조건

·
Z 최대 :

o경계 조건 위젯의 경계 섹션 아래에 있는 Z 최대 목록을 클릭하십시오. 경계 유형을 압력으로 설정하고 압력에 대해 0을 입력하십시오.

o다음으로 유체 분율을 0.0으로 설정하십시오.

o마지막으로 온도를 298K로 맞춘다.

추가 정보

자세한 내용은 모델 설정 장의 Mesh 경계 조건 섹션을 참조하십시오.

초기 조건

도메인 내부의 솔리드 객체(구성 요소)와 유체 모두에 대해 초기 조건을 설정해야 합니다.

·
구성 요소 :이 시뮬레이션에서 솔리드 객체에 필요한 유일한 초기 조건은 초기 온도입니다. 이것은 각 구성 요소에 대한 위젯에 설정되어 있는 구성 요소 속성에 대해 수행한 것과 유사한 방식으로 구성 요소를 등록합니다. 구성 요소 속성을 설정할 때 이전과 동일한 방법으로 구성 요소 1의 초기 온도를 350K로 설정하고 구성 요소 2의 초기 온도를 298K로 설정하십시오.

유체: 유체의 초기 조건을 설정하기 위해 조금 더 설정해야 합니다. 이 경우 유체 구성, 온도, 속도 및 압력 분포를 모두 설정해야 합니다. 유체 초기 조건은 초기 위젯을 설정하고 초기 f3d_initial_icon를 클릭하면 열립니다.

아이콘을 선택한 후 유체 목록에서 압력을 선택하고 온도를 298K로 설정합니다. x, y, z 속도를 0.0으로 설정하십시오.

다음으로, 높이/볼륨 목록과 유체 높이 사용 드롭다운 버튼을 선택합니다. 유체 높이를 0.15로 설정하십시오.

추가 정보

자세한 내용은 모델 설정 장의 초기 조건 섹션을 참조하십시오.

출력

FLOW-3D 옵션에는 결과 파일에 기록될 데이터와 출력 위젯에서 발견된 빈도를 제어하는 7가지 데이터 유형이 있습니다. 출력 아이콘을 클릭합니다.

다른 데이터 유형은 다음과 같습니다.

·Restart: 모든 흐름 변수. 기본 출력 주기는 시뮬레이션 시간의 1/10입니다.

·Selected: 사용자가 선택한 흐름 변수 만. 기본 출력 주기는 시뮬레이션 시간의 1/100입니다.

·History: 하나의 변수와 시간의 변화를 보여주는 데이터. 예는 시간 단계 크기, 평균 운동 에너지, 배플에서의 유속 등을 포함합니다. 기본 출력 주기 = 시뮬레이션 시간의 1/100.

·Short print: hd3msg.*파일에 텍스트 진단 데이터가 기록 됩니다. 기본 출력 주기는 시뮬레이션 시간의 1/100입니다.

·Long print : hd3out.*파일에 텍스트 진단 데이터가 기록 됩니다. 기본 출력 주기는 시뮬레이션 시간의 1/10입니다.

·Solidification: 응고 모델이 활성화 된 경우에만 사용 가능합니다.

·FSI TSE: 변형 가능한 솔리드에 대한 추가 출력 옵션.

일반적으로 이 시뮬레이션에는 기본 출력 속도가 적합합니다. 그러나 Selected Data의 일부 추가 구성은 유용합니다. Selected data interval을 0.5로 설정한 다음 Fluid 온도, Fluid velocity, Macroscopic density 및 Wall 온도 옆에 있는 상자를 선택합니다. 그러면 이러한 값이 0.5초마다 출력됩니다.

추가 정보

자세한 내용은 모델 설정 장의 출력 섹션을 참조하십시오.

Numerics

기본 Numerics 옵션은 대부분의 시뮬레이션에서 잘 작동하므로 기본 옵션에서 벗어나야 하는 충분한 이유가 없는 경우에는 현재 그대로 두는 것이 가장 좋습니다.

이것으로 모델 설정 섹션에서 시작된 예제 문제의 설정을 마칩니다. 이제 실행할 준비가 되었으므로 전처리 및 시뮬레이션 실행의 단계에 따라 시뮬레이션을 실행하십시오.

추가 정보

자세한 내용은 모델 설정 장의 Numerics 옵션 섹션을 참조하십시오.

일반 시뮬레이션 설정 점검 목록

시뮬레이션을 설정하는 데 필요한 단계에 대한 개략적인 개요가 아래에 나와 있습니다. 이 목록은 포괄적인 목록이 아닙니다. 일반적인 단계, 고려해야 할 몇 가지 중요한 사항 및 권장되는 설정 순서를 간단히 설명하는 안내서일 뿐입니다.

시작하기 전에

1.물리적 문제의 다이어그램을 그리기 및 주석 달기 : 이 다이어그램에는 기하학적 치수, 유체의 위치, 관련 힘, 움직이는 물체의 속도, 관련 열 전달 메커니즘 등이 포함되어야 합니다. 완성된 다이어그램은 문제에 대한 모든 관련 엔지니어링 정보로 인한 물리적 문제에 대한 이미지여야 합니다.

2.모델링 접근법 결정: 주석이 달린 다이어그램을 가이드로 사용하여 문제점에 접근하는 방법을 결정 : 문제가 되는 유체의 수, 혼화 가능한 경우, 하나 이상의 유체에서 방정식을 풀어야하는 경우 및 압축성이 중요한지 파악하여 시작하십시오. 그런 다음 어떤 물리적 메커니즘이 중요한지 결정하십시오. 이러한 각 옵션 (예: 유체 유형, 열 전달 메커니즘 등)에 대한 관련 엔지니어링 정보를 다이어그램에 추가하십시오. 물리적 메커니즘이 포함되거나 무시된 이유를 정당화하려고 합니다. 이를 통해 시뮬레이션 프로세스 초기에 오류를 수정하는 데 시간이 거의 걸리지 않는 초기에 실수를 잡을 수 있습니다.

3.다이어그램에 계산 영역을 그리고, 계산 영역의 가장자리에 있는 물리적 상황 설명 : 경계의 물리적 상황을 가장 잘 나타내는 경계 조건 유형을 기록합니다. 사용 가능한 경계 조건 유형이 경계의 물리적 상황에 대한 합리적인 근사치가 아닌 경우 이 경계를 다른 곳으로 이동해야 합니다.

모델 설정 : 일반

1.문제, 시뮬레이션의 목적, 사례 번호 등을 설명하는 메모를 추가하십시오. 메모는 향후 사용자 또는 나중에 참조할 수 있도록 설정을 설명하고 정당화하는 데 도움이 됩니다. 시뮬레이션의 목적, 분석 방법 등을 논의해야합니다.

2.사용할 솔버와 프로세서 수를 선택하십시오.

3.단위 시스템 선택: 소규모 문제를 모델링 할 때는 작은 단위 (예 : mm-gm-msec)를 사용하고 규모가 큰 문제는 큰 단위 (예 : SI)를 사용하십시오. 이를 통해 기계 정밀도로 인한 반올림 오류를 방지할 수 있습니다.

4.유체 수, 인터페이스 추적 옵션 및 유량 모드를 선택하십시오. 주석이 달린 다이어그램을 이 단계의 지침으로 사용하십시오. 유체의 수는 질량, 운동량 및 에너지 보존을 관장하는 방정식이 유체 분율 f> 0″ width=”44″ height=”17″ border=”0″></span>(</span>유체<span lang= 1을 나타내는) 또는 유체 분획 $f \ geq 0$ (유체 1 및 유체 2)이 있는 영역에서 해결되는지 여부를 나타냅니다. 인터페이스
추적 옵션은 유체 분율의 변화가 급격한지 또는 확산되어야 하는지 여부를 정의하는 반면, 흐름 모드는 두 유체 문제에서 처리되는 영역을 정의합니다.

5.마감 조건 정의: 시뮬레이션 종료 시점을 선택합니다. 시간, 채우기 비율 또는 기타 정상 상태 측정을 기반으로 할 수 있습니다.

6.기존 결과에서 시뮬레이션을 다시 시작하는 방법 정의 (선택 사항): 기존 결과 파일에서 시뮬레이션을 다시 시작할 때 다시 시작 옵션이 적용됩니다. 재시작 옵션은 재시작 소스 파일에서 가져온 정보와 시뮬레이션의 초기 조건을 사용하여 재설정되는 정보를 정의합니다.

모델 설정 : 물리

1.주석이 달린 다이어그램을 기반으로 관련 실제 모델 활성화

모델 설정 : 유체

1.유체의 속성 정의 1: 주석이 달린 다이어그램을 가이드로 사용하여 활성 물리적 모델에 대한 적절한 물리적 속성을 정의하십시오.

2.유체 2의 속성 정의 (사용하는 경우): 주석이 달린 다이어그램을 가이드로 사용하여 활성 물리적 모델에 적절한 물리적 속성을 정의하십시오.

3.인터페이스의 속성 정의: f = 1과 f = 0의 영역 사이의 인터페이스 속성을 정의하십시오. 여기에는 표면 장력, 상 변화 및 확산에 대한 특성이 포함됩니다.

모델 설정 : Mesh 및 형상

1.모든 STL 파일의 오류 점검: ADmesh, netfabb Studio 또는 유사한 프로그램을 사용하여 모든 STL 파일의 오류를 점검하십시오. 이는 모델 설정에 시간을 소비하기 전에 형상
정의와 관련된 문제를 파악하는 데 도움이 됩니다.

2.모든 하위 구성 요소 및 구성 요소 가져 오기 및 정의 : 주석이 달린 다이어그램에 설명 된 대로 실제 사례와 일치하도록 3D 솔리드 형상을 정의합니다. 최종 결과는 물리적 형상의 정확한 복제본이어야 합니다. 각 부분에 설명적인 이름을 사용하고 대량 소스가 될 구성 요소를 포함하십시오.

3.모든 구성 요소의 속성 정의: 주석이 달린 다이어그램에 그려진 내용을 기반으로 각 구성 요소의 모든 재료 속성, 표면 속성, 모션 속성 등을 정의합니다. 경계 조건이 정의될 때까지 질량 소스 특성을 정의하기를 기다리십시오.

4.스프링과 로프 및 각각에 대한 관련 속성을 정의합니다.

5.주석이 달린 다이어그램에 설명된 시뮬레이션 도메인과 일치하도록 Mesh를 정의하십시오. 도메인의 모서리가 다이어그램에서 식별된 위치에 있는지 확인하십시오. 또한 인터페이스 (셀이 있는 셀과 셀이 다른 셀 이 있는 셀)를 식별하려면 세 개의 셀이 필요합니다. ). 최소 5 개의 셀이 예상되는 가장 얇은 연속 영역에 맞도록 충분히 작은 셀을 사용하십시오. 과 .

6.지오메트리를 정의하는 모든 배플 정의

7.경계 조건, 질량 소스, 질량 모멘텀 소스, 밸브 및 벤트 정의: 경계 조건 (질량 소스, 질량 모멘텀 소스, 밸브 및 벤트 포함)은 모든 방정식을 풀기 위해 주어진 위치에서 솔루션을 규정합니다. 주석이 달린 다이어그램을 사용하여 각 경계 (또는 소스 등)에 지정된 내용이 유동 솔루션, 열 전달 솔루션, 전위 등에 대한 현실과 일치하는지 확인하십시오.

8.유체 및 구성 요소의 초기 조건을 정의합니다. 초기 조건은 모든 방정식 (유량 솔루션, 열 전달 솔루션, 전위 등)에 대해 모든 영역에서 솔루션을 규정합니다. .주석이
달린 다이어그램을 사용하여 초기 조건에 지정된 내용이 현재 현실에 대한 근사치인지 확인하십시오. 유체 영역뿐만 아니라 구성 요소의 초기 조건을 설정해야 합니다.

9.모든 측정 장치 정의 (샘플링 볼륨, 플럭스 표면 및 히스토리 프로브)

모델 설정 : 출력

1.출력 기준 (시간, 채우기 비율 또는 응고된 비율)을 선택하십시오.

2.재시작 데이터에 추가할 출력을 선택하십시오.

3.선택한 데이터에 기록할 정보를 선택하십시오.

4.재시작, 선택, 히스토리, 짧은 인쇄 및 긴 인쇄 데이터의 출력 속도 정의 : 기본 속도는 재시작 및 긴 인쇄 데이터의 경우 (10개 출력)/(시뮬레이션 종료 시간) 및 선택한 기록, 짧은 인쇄 데이터의 경우 (100개 출력)/(시뮬레이션 종료 시간)입니다.

모델 설정 : 숫자

1.기본값이 아닌 필수 숫자 옵션을 선택 FLOW-3D의 숫자 옵션은 고급 사용자를 대상으로 하며, 지배 방정식을 해결하는 데 사용되는 숫자 근사치 및 방법을 상당히 제어할 수 있습니다. 이러한 옵션 중 일부를 잘못 사용하면 솔루션에 문제가 발생할 수 있으므로 일반적으로 이 옵션의 기능을 먼저 이해하고 조정의 정당성을 갖추지 않고는 이러한 설정을 조정하지 않습니다.

5.FLOW-3D에서 후 처리

이 섹션에서는 FLOW-3D에 통합된 포스트 프로세서를 사용하는 방법에 대해 설명합니다. 보다 강력한 외부 포스트프로세서 FlowSight에 대한 튜토리얼은 FlowSight 설명서를 참조하십시오. 또한 이 섹션에서는 Flow Over A Weir 예제 문제를 실행하여 생성된 결과 파일을 사용합니다. 이 예제 문제를 실행하는 방법에 대한 지침은 예제 추가 및 시뮬레이션 사전 처리 및 실행을 참조합니다.

FlowSight 사용에 대한 기본 참조는 FlowSight의 Help->helpLocal Help 메뉴에서 액세스하는 FlowSight 사용자 설명서입니다.

추가 정보

기존 플롯

기존 플롯은 솔버가 자동으로 생성하는 사전 정의된 플롯입니다. 사용자 정의 플롯은 아래의 사용자 정의 플롯 섹션에 설명되어 있습니다.

1.분석 탭을 클릭하십시오. FLOW-3D 결과 대화 상자가 표시됩니다; 메세지가 나타나지 않으면 (분석 탭이 열림) 결과 파일 열기를 선택하여 동일한 대화 상자를 엽니다.

2.기존 라디오 버튼을 선택하십시오. 데이터 파일 경로 상자에 두 가지 유형의 파일이 표시됩니다 (있는 경우). 이름이 prpplt.*있는 파일 에는 전처리 flsplt.*기에 의해 자동으로 작성된 플롯이 포함되고 이름이 있는 파일에는 입력 파일에 사전 지정된 플롯 뿐만 아니라 후 처리기에 의해 자동으로 작성된 플롯이 포함됩니다.

3. 확인을 선택 flsplt.Flow_Over_A_Weir하고 클릭하십시오. 그러면 디스플레이 탭이 자동으로 열립니다.

4.사용 가능한 플롯 목록이 오른쪽에 나타납니다. 목록에서 해당 플롯의 이름을 클릭하면 특정 플롯을 볼 수 있습니다. 플롯 26 이 아래에 나와 있습니다.

커스텀 플롯

1.분석 탭으로 돌아갑니다. 대화 상자를 열려면 결과 파일 열기를 선택하십시오.

2.전체 출력 파일을 보려면 사용자 정의 단일 선택 단추를 선택하십시오. 전체 출력 파일에는 prpgrf.*파일과 파일이 포함됩니다 flsgrf.*. 시뮬레이션이 실행되었으므로 전 처리기 출력 파일이 삭제되어 flsgrf파일에 통합되었습니다.

3.flsgrf.Flow_Over_A_Weir대화 상자 에서 파일을 선택하고 확인을 클릭하십시오.

이제 분석 탭이 표시됩니다. 시뮬레이션 결과를 시각화 하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 사용 가능한 플롯 유형은 다음과 같습니다.

·Custom : 이 매뉴얼 의 FLSINP 파일을 사용하여 플롯합니다. 사용자 정의 섹션의 출력 코드를 사용하여 출력 플롯을 수동으로 수정하는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 고급 옵션입니다.

·프로브 : 개별 셀, 경계, 구성 요소 및 도메인 전체(전역) 변수 대 시간에 대한 그래픽 및 텍스트 출력을 표시합니다. 자세한 내용은 프로브 플롯 및 프로브 : 특정 시점의 데이터와 시간 을 참조하십시오.

·1-D : 셀 데이터는 X, Y 또는 Z 방향의 셀 라인을 따라 볼 수 있습니다. 플롯 제한은 공간 및 시간에 모두 적용할 수 있습니다. 자세한 내용은 1-D 플롯 및 1-D : 라인을 따른 데이터 대 시간 을 참조하십시오.

·2-D : 셀 데이터는 XY, YZ 또는 XZ 평면에서 볼 수 있습니다. 플롯 제한은 공간 및 시간에 모두 적용할 수 있습니다. 속도 벡터 및 입자를 추가할 수 있습니다. 자세한 내용은 2 차원 플롯 및 2 차원 : 평면의 데이터와 시간의 데이터 를 참조하십시오.

·3-D : 유체와 고체의 표면 플롯을 생성하고 셀 데이터로 채색 할 수 있습니다. 속도 벡터, 입자 (있는 경우) 및 유선과 같은 추가 정보를 추가할 수 있습니다. 플롯 제한은 공간 및 시간에 모두 적용할 수 있습니다. 자세한 내용은 3D 플롯 및 3D : 표면의 데이터 대 시간 을 참조하십시오.

·텍스트 출력 : cell-by-cell 재시작, 선택 및 응고 데이터를 텍스트 파일에 쓸 수 있습니다. 자세한 내용은 텍스트 출력 및 텍스트 : ASCII 형식의 공간 데이터 출력 대 시간 을 참조하십시오.

·중립 파일 : 재시작 및 선택된 데이터는 별도의 텍스트 파일에 정의 된 지정된 지점(보간 또는 셀 중심)에서 출력 될 수 있습니다. 자세한 내용은 중립 파일 : 사용자 정의 좌표에서의 공간 데이터 출력 대 시간 을 참조하십시오.

·FSI TSE : 유한 요소 유체 / 고체 상호 작용 및 열 응력 진화 물리학 패키지에서 출력됩니다. 자세한 내용은 FSI / TSE : 표면의 구조 데이터와 시간 을 참조하십시오.

3 차원 도표

1.Analyze -> 3-D 탭을 선택하십시오.

2.Iso-surface = Fraction of fluid를 선택하십시오. 이것은 표면을 그리는 데 사용되는 변수입니다. 선택한 등면 변수에 대한 등고선 값 기준을 충족하는 모든 셀을 통해 표면이 그려집니다. 유체의 분율이 기본값이며 유체 표면이 표시됩니다.

3.색상 변수 = 압력을 선택하십시오. 이 선택은 등위면의 색을 지정하는 데 사용되는 변수를 결정합니다 (이 경우 유체 표면은 압력에 의해 색이 그려집니다).

4.Component iso-surface overlay = Solid volume을 선택하십시오. 솔리드 볼륨 은 유체와 함께 솔리드 구성 요소를 표시합니다. 이전 단계에서는 체적 분수의 보완을 등위면으로 선택하여 이 작업을 수행했지만 이 옵션을 사용하면 유체와 고체 표면을 동시에 플롯 할 수 있습니다.

5.이동 시간 프레임의 최소 및 최대 위치들 (0 내지 1.25 초)에 슬라이더 위치.

6.렌더 버튼을 클릭하여 디스플레이 탭으로 전환하고 t = 0.0에서 1.25 초 사이에 일련의 11 플롯을 생성하여 압력에 의해 채색된 유체 표면과 위어 구조를 보여줍니다. 데이터 다시 시작 이 선택되었으므로 11 개의 플롯이 있습니다.

7.사용 가능한 플롯이 사용 가능한 시간 프레임 목록에 나열됩니다. 다음을 클릭하여 시간 프레임 사이를 이동하거나 시간 프레임을 두 번 클릭하여 표시하십시오. 첫 번째 및 마지막 시간 프레임은 다음과 같아야 합니다.

8.Analyze -> 3-D 탭으로 돌아가서 Data Source 그룹에서 Selected data 라디오 버튼을 선택하십시오.

9.시간 프레임 선택기의 두 슬라이더가 모두 오른쪽에 있으므로 마지막 시간 프레임 만 생성됩니다. 사용 가능한 시간 프레임이 많고 렌더링하는데 시간이 오래 걸리므로 선택한 데이터를 선택하면 인터페이스에서 자동으로 수행됩니다. 사용 가능한 모든 시간 프레임을 렌더링 하려면 왼쪽 슬라이더를 Time Frame Min = 0 으로 이동하십시오.

10. 렌더링 버튼을 클릭하십시오. 몇 초 안에 뷰가 디스플레이 창으로 전환되고 101 개의 플롯이 사용 가능한 시간 프레임 목록에 나열됩니다. 시간 프레임 사이를 이동하려면 다음을 반복해서 클릭하십시오.

대칭 흐름 표시

위어 중심 아래로 대칭 평면을 사용하여 시뮬레이션을 설정했으므로 위어 구조의 절반만 시뮬레이션되고 표시됩니다. 프리젠테이션 목적으로 대칭 모델의 두 반쪽을 모두 표시할
수 있습니다.

1.아래와 같이 Analyze -> 3-D 탭으로 돌아가서 Open Symmetry Boundaries 확인란을 선택하십시오.

2.렌더링을 클릭하십시오. 유체 표면이 디스플레이 탭의 대칭 경계에서 열린 상태로 나타납니다.

3.화면 위의 도구 모음 메뉴에서 도구 -> 대칭을 선택하십시오.

4.대화 상자에서 Y 방향 확인란을 선택하여 Y = 0 평면에서 결과를 미러링합니다.

5.적용 및 닫기를 선택하십시오.

6.마지막 시간 프레임을 두 번 클릭하십시오. 디스플레이는 아래와 같이 전체 위어 구조를 보여줍니다.

3 차원 애니메이션 만들기

다음 단계는 3 차원 유체 표면의 애니메이션을 만드는 것입니다. 애니메이션은 사용 가능한 시간 프레임 목록의 프레임에서 만든 동영상입니다. 애니메이션의 시각적 효과를 향상시키려면 모든 프레임에 공통 색상 스케일을 적용하는 것이 좋습니다.

1.분석 -> 3-D 탭으로 돌아갑니다.

2.윤곽 제한 그룹 상자에서 전역 라디오 버튼을 모두 선택하십시오.

3.렌더 를 클릭 하여 다시 그리고 디스플레이 탭으로 돌아갑니다.

4.도구 -> 대칭 -> Y 방향 -> 적용 선택을 반복하여 Y = 0 평면에서 결과를 반영합니다.

5.선택 도구 -> 애니메이션 -> 러버 밴드 캡처를 다음과 같이 선택 확인 Mesh지가 나타납니다 그것을 읽은 후.

6.마우스 왼쪽 버튼을 클릭 한 상태에서 드래그하여 애니메이션을 적용할 화면 부분을 선택하십시오. 선택한 영역 주위에 선택 상자가 나타납니다.

7.디스플레이 창 위에서 빨간색 캡처 버튼을 선택하십시오. 애니메이션을 시작하는 대화 상자가 나타납니다.

8.애니메이션의 기본 이름은 out.avi입니다. 아래에 표시된 것처럼 보다 구체적인 이름이 권장됩니다.

9.기본 프레임 속도는 초당 10 프레임입니다. 이 시뮬레이션의 마감 시간은 1.25 초이고, 일정한 시간 간격으로 100 개의 플롯이 있으므로 ‘실제‘속도는 초당 80 프레임입니다. 너무 빠를 수 있으므로 대신 5 를 입력 하고 확인을 누르십시오.

10. 각 시간 프레임이 표시 창에 렌더링 되고 비트 맵 파일이 시뮬레이션 디렉토리에 작성됩니다. 이 프로세스가 완료되면 다음 대화 상자가 나타납니다.

프로세스의 다음 단계를 시작하려면 확인 버튼을 클릭하십시오. 새로운 프로세스 (BMP2VAI.exe)가 시작되고 압축 방법을 선택할 수 있는 새로운 비디오 압축 창이 나타납니다. 다른 창 뒤에 숨겨져 있으면 앞으로 가져옵니다.
애니메이션의 기본 압축은 압축되지 않습니다. 파일 크기가 너무 커서 뷰어에 로드 할 수 없으므로 대부분의 애니메이션에는 권장되지 않습니다. Windows를 사용하는 경우 Microsoft Video 1을, Linux를 사용하는 경우 Cinepak을 선택하십시오. 여기에서 선택하는 것은 컴퓨터에서 사용할 수 있는 비디오 코덱과 비디오를 표시하는 데 사용하는 기계에서 사용할 수 있는 것입니다.
애니메이션 속도가 데이터 속도에 의해 제한되지 않도록 데이터 속도 확인란을 선택 취소하십시오.

압축 프로세스를 시작하려면 확인을 클릭하십시오. 압축이 완료되면 다음 대화 상자가 나타납니다.

확인을 클릭하십시오. 애니메이션 프로세스가 완료되었습니다.
Windows 탐색기에서 .avi 파일을 찾는 가장 빠른 방법 은 시뮬레이션 관리자 탭으로 이동하여 시뮬레이션 입력 파일 링크를 클릭하는 것 입니다.
.avi파일 을 두 번 클릭하여 애니메이션을 재생 하십시오. 이전에 선택한 압축 형식을 읽을 수 있는 올바른 코덱이 설치되어 있지 않으면 오픈 소스 다중 코덱 비디오 플레이어 설치를 고려하십시오.

2 차원 도표

1.Analyze -> 2-D 탭을 선택하십시오. 이 시뮬레이션의 결과를 보는 데 가장 유용한 평면은 평면 Y = 0.0에있는 위어 중심선의 XZ 평면입니다.

2.XZ 평면 라디오 버튼을 선택하십시오.

3.Y 제한 슬라이더를 모두 Y = 0.25 (Y = 0.0에 가장 가까운 셀 중심 y 좌표)로 드래그 합니다. 또한 동일한 위치가 J = 2 로 식별되어 해당 셀이 도메인에서 두 번째임을 나타냅니다. 첫 번째 셀 (J = 1) 은 Mesh 외부에 있으며 경계
조건 속성을 계산하는 데 사용됩니다. 기본 윤곽 변수는 압력이며 기본 속도 벡터는 기본적으로 선택됩니다. 솔리드 형상은 모든 2D 플롯과 함께 자동으로 표시되므로 3D 플롯과 같이 활성화 할 필요가 없습니다.

4.벡터 옵션을 클릭하고 X = 2 및 Z = 2를 입력하십시오. 벡터는 이제 다른 모든 셀에 플롯 됩니다. 벡터 옵션을 적용하려면 확인을 선택하십시오.

5.Y = 0 평면에서 2 차원 압력 플롯의 시간 시퀀스를 생성하려면 렌더링을 클릭하십시오. T = 0.0 초 (왼쪽) 인 다음과 유사한 그래픽이 나타납니다. T = 0.125 초 (중간); 그리고 T = 1.25 초 (오른쪽).

6.디스플레이 화면의 오른쪽 상단에 있는 형식 버튼을 선택하십시오.

7.선 색상, 벡터 길이 및 화살촉 크기 변경과 같은 다양한 옵션을 시험해보십시오. 변경 사항을 보려면 적용을 선택하십시오. 완료되면 재설정 및 확인을 선택하여
기본 설정으로 돌아가서 대화 상자를 닫습니다. 모든 플롯에 대해 선호하는 옵션 세트가 있는 경우 저장 버튼을 선택하여 저장할 수 있습니다.

1 차원 도표

분석 -> 1-D 탭을 선택하십시오. 이 탭에서는 하나 이상의 플롯 시간에서 셀 행을 따라 압력, 유체 깊이, 유체 상승 및 속도와 같은 셀별 출력 변수의 꺾은 선형
차트 플롯을 사용할 수 있습니다.
데이터 소스 로 선택을 선택합니다. 사용 가능한 변수는 이제 더 빈번한 플로팅을 위해 선택된 변수 만 표시합니다.
자유 변수 표고를 데이터 변수 로 선택하십시오. 유압 데이터는 출력 탭에서 선택되었으므로 사용할 수 있습니다.

이 시뮬레이션의 흐름 방향은 주로 x 축과 평행하므로 X 방향을 선택하십시오.
Y 방향 슬라이더를 0.25(J = 2)로 이동하여 Y 방향에서 흐름 중심선에 가장 가까운 셀이 표시됩니다.
기본적으로 전체 X 범위가 표시됩니다. 플롯의 범위를 제한하려는 경우 X 방향 슬라이더를 이동할 수 있습니다. Z 방향 슬라이더의 위치는 주어진 x, y 위치에서 z 셀의 각 열에 대해 하나의 자유 표면 높이만 기록되므로 중요하지 않습니다. 시간 프레임 슬라이더는 0초와 1.25초여야 합니다.

렌더링을 클릭하십시오. t = 0.0에서 t = 1.25s까지의 시리즈 플롯이 디스플레이 탭의 플롯 목록에 나열됩니다. 이러한 플롯을 볼 수 있는 여러 가지 모드가
있습니다. 기본 모드는 단일 모드이며 형식 버튼 아래의 드롭 다운 상자에 표시됩니다.

다양한 시간에 유체 표면 높이의 플롯을 비교하려면 드롭 다운 상자에서 오버레이 모드를 선택하십시오.
오른쪽 창에서 플롯 1, 13 및 101 을 선택하려면 클릭하십시오. 플롯 이름에는 또한 기록된 시간이 표시됩니다 (t = 0.0, 0.15s 및 1.25 초). 출력은 아래와 같이 나타납니다.

이 플롯을 비트 맵 또는 포스트 스크립트 파일에 저장하려면 출력 버튼을 선택하십시오.
확인 화면에 플롯 오버레이 플롯을 캡처하는 확인란을 (그리고 단 하나의 출력 파일을).
쓰기 버튼을 선택하여 이미지 파일을 만듭니다.
결과 이미지 파일은 시뮬레이션 디렉토리에 있으며 (시뮬레이션 관리자 탭 에서이 파일을 찾는 방법을 기억하십시오) 이름이 지정한 plots_on_screen.bmp됩니다.

프로브 플롯

1.
분석 -> 프로브 탭을 선택하십시오. 시간 기록 플롯은이 탭에서 변수 대 시간의 라인 그래프 또는 텍스트 출력으로 생성됩니다. FLOW-3D 에는 데이터 소스 그룹에서 선택되는 세 가지 유형의 시간 종속 데이터가 있습니다.

·공간 데이터 : 재시작 및 선택된 데이터 소스. 단일 x, y, z 셀 중심 좌표의 시간 종속 값이 표시됩니다. 값은 시간과 관련하여 통합되거나 시간과 관련하여 차별화되거나 이동 평균 (시간)으로 통합될 수 있습니다.

·일반 history 데이터 :. 글로벌 수량은 시간에 따라 다릅니다. 일반적인 양은 평균 운동 에너지, 시간 단계 및 대류 볼륨 오류입니다. 또한 이 데이터 유형에는 모델 설정 -> 메싱 및 지오메트리 탭에서 이러한 옵션을 선택한 경우 지정된 측정 위치(배플, 샘플링 볼륨, 히스토리 프로브)의 모든 데이터와 이동 또는 정지 상태의 솔리드 및 스프링/로프를
위한 통합 출력이 포함됩니다.

·Mesh-dependent data : 메쉬 경계에서 시간에 따른 수량(계산 또는 사용자 지정)입니다. 일반적인 수량은 경계에서의 유량 및 경계에서의 지정된 유체 높이입니다.

2.데이터 원본에서 일반 기록 라디오 버튼을 선택합니다. X, Y 및 Z 데이터 점 슬라이더가 회색으로 바뀝니다. 이는 일반 기록 데이터가 특정 셀과 연결되어 있지 않기 때문입니다.

3.목록에서 질량 평균 유체 평균 운동 에너지를 선택하십시오.

4. 단위를 선택하여 플로팅 단위 대화 상자를 엽니다.

5. 플롯에 단위 표시를 선택하십시오.

6. SI, CGS, slugs/feet/seconds 또는 pounds/inches/seconds를 선택하여 원하는 단위 시스템으로 결과를 변환하고 출력합니다. 장치를 표시하고 변환하려면 모델 설정 -> 일반 탭에서 장치 시스템을 선택해야 합니다. 이전 단계에서 이 항목을 확인했으며, 지오메트리 및 유체 특성은 centimeters/grams/seconds 시스템에서 지정되었습니다.

7.Plotting Units 대화 상자를 닫으려면 OK를 선택하십시오.

8.데이터의 그래픽 출력을 생성하려면 렌더를 선택하십시오. 출력은 시간에 따른 영역의 모든 유체에 대한 질량 평균 평균 운동 에너지를 보여줍니다. 이전 단계에서 선택한 사항에 따라 단위 레이블과 함께 그림이 나타납니다. 플롯은 총 운동 에너지가 일부 평균값 주위에서 진동하고 있음을 나타냅니다. 진동이 작아짐에 따라 시뮬레이션은 정상 상태 흐름에 접근합니다.

9.분석 -> 프로브 탭으로 돌아갑니다.

10. 출력 양식 그룹에서 텍스트를 선택하여 그래프를 텍스트 데이터로 출력한 다음 렌더링을 다시 선택하십시오.

11. 나타나는 텍스트 대화 상자에서 다른 이름으로 저장 버튼을 선택하여 출력을 텍스트 파일로 저장할 수 있습니다.

12. 출력 창을 닫으려면 계속을 선택하십시오.

텍스트 출력

1.Analyze -> Text Output 탭을 선택하십시오.

2.텍스트 출력 은 셀별 데이터 ( 다시 시작 또는 선택됨 ) 만 출력 할 수 있고 (구성 요소, 측정 스테이션 또는 글로벌 데이터 없음) 둘 이상의 셀을 선택할 수 있다는 점을 제외하고 프로브 탭 과 동일한 방식으로 작동합니다. 각 플롯 시간에 대한 출력 데이터. 셀은 슬라이더를 사용하여 3D 블록에서 선택됩니다. 기본 공간 범위는 전체 도메인으로 설정됩니다.

3.직접 텍스트 데이터를 출력해보십시오.

FLOW-3D 및TruVOF는 미국 및 기타 국가에서 등록 상표입니다.

FLOW-3D CAST Bibliography

아래는 FSI의 금속 주조 참고 문헌에 수록된 기술 논문 모음입니다. 이 모든 논문에는 FLOW-3D CAST 해석 결과가 수록되어 있습니다. FLOW-3D CAST를 사용하여 금속 주조 산업의 응용 프로그램을 성공적으로 시뮬레이션하는 방법에 대해 자세히 알아보십시오.

Below is a collection of technical papers in our Metal Casting Bibliography. All of these papers feature FLOW-3D CAST results. Learn more about how FLOW-3D CAST can be used to successfully simulate applications for the Metal Casting Industry.

33-20 Eric Riedel, Martin Liepe Stefan Scharf, Simulation of ultrasonic induced cavitation and acoustic streaming in liquid and solidifying aluminum, Metals, 10.4; 476, 2020. doi.org/10.3390/met10040476

20-20 Wu Yue, Li Zhuo and Lu Rong, Simulation and visual tester verification of solid propellant slurry vacuum plate casting, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 2020. doi.org/10.1002/prep.201900411

17-20 C.A. Jones, M.R. Jolly, A.E.W. Jarfors and M. Irwin, An experimental characterization of thermophysical properties of a porous ceramic shell used in the investment casting process, Supplimental Proceedings, pp. 1095-1105, TMS 2020 149th Annual Meeting and Exhibition, San Diego, CA, February 23-27, 2020. doi.org/10.1007/978-3-030-36296-6_102

12-20 Franz Josef Feikus, Paul Bernsteiner, Ricardo Fernández Gutiérrez and Michal Luszczak , Further development of electric motor housings, MTZ Worldwide, 81, pp. 38-43, 2020. doi.org/10.1007/s38313-019-0176-z

09-20 Mingfan Qi, Yonglin Kang, Yuzhao Xu, Zhumabieke Wulabieke and Jingyuan Li, A novel rheological high pressure die-casting process for preparing large thin-walled Al–Si–Fe–Mg–Sr alloy with high heat conductivity, high plasticity and medium strength, Materials Science and Engineering: A, 776, art. no. 139040, 2020. doi.org/10.1016/j.msea.2020.139040

07-20 Stefan Heugenhauser, Erhard Kaschnitz and Peter Schumacher, Development of an aluminum compound casting process – Experiments and numerical simulations, Journal of Materials Processing Technology, 279, art. no. 116578, 2020. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.116578

05-20 Michail Papanikolaou, Emanuele Pagone, Mark Jolly and Konstantinos Salonitis, Numerical simulation and evaluation of Campbell running and gating systems, Metals, 10.1, art. no. 68, 2020. doi.org/10.3390/met10010068

102-19 Ferencz Peti and Gabriela Strnad, The effect of squeeze pin dimension and operational parameters on material homogeneity of aluminium high pressure die cast parts, Acta Marisiensis. Seria Technologica, 16.2, 2019. doi.org/0.2478/amset-2019-0010

94-19 E. Riedel, I. Horn, N. Stein, H. Stein, R. Bahr, and S. Scharf, Ultrasonic treatment: a clean technology that supports sustainability incasting processes, Procedia, 26th CIRP Life Cycle Engineering (LCE) Conference, Indianapolis, Indiana, USA, May 7-9, 2019.

93-19 Adrian V. Catalina, Liping Xue, Charles A. Monroe, Robin D. Foley, and John A. Griffin, Modeling and Simulation of Microstructure and Mechanical Properties of AlSi- and AlCu-based Alloys, Transactions, 123rd Metalcasting Congress, Atlanta, GA, USA, April 27-30, 2019.

84-19 Arun Prabhakar, Michail Papanikolaou, Konstantinos Salonitis, and Mark Jolly, Sand casting of sheet lead: numerical simulation of metal flow and solidification, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, pp. 1-13, 2019. doi.org/10.1007/s00170-019-04522-3

72-19 Santosh Reddy Sama, Eric Macdonald, Robert Voigt, and Guha Manogharan, Measurement of metal velocity in sand casting during mold filling, Metals, 9:1079, 2019. doi.org/10.3390/met9101079

71-19 Sebastian Findeisen, Robin Van Der Auwera, Michael Heuser, and Franz-Josef Wöstmann, Gießtechnische Fertigung von E-Motorengehäusen mit interner Kühling (Casting production of electric motor housings with internal cooling), Geisserei, 106, pp. 72-78, 2019 (in German).

58-19 Von Malte Leonhard, Matthias Todte, and Jörg Schäffer, Realistic simulation of the combustion of exothermic feeders, Casting, No. 2, pp. 28-32, 2019. In English and German.

52-19 S. Lakkum and P. Kowitwarangkul, Numerical investigations on the effect of gas flow rate in the gas stirred ladle with dual plugs, International Conference on Materials Research and Innovation (ICMARI), Bangkok, Thailand, December 17-21, 2018. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 526, 2019. doi.org/10.1088/1757-899X/526/1/012028

47-19 Bing Zhou, Shuai Lu, Kaile Xu, Chun Xu, and Zhanyong Wang, Microstructure and simulation of semisolid aluminum alloy castings in the process of stirring integrated transfer-heat (SIT) with water cooling, International Journal of Metalcasting, Online edition, pp. 1-13, 2019. doi.org/10.1007/s40962-019-00357-6

31-19 Zihao Yuan, Zhipeng Guo, and S.M. Xiong, Skin layer of A380 aluminium alloy die castings and its blistering during solution treatment, Journal of Materials Science & Technology, Vol. 35, No. 9, pp. 1906-1916, 2019. doi.org/10.1016/j.jmst.2019.05.011

25-19 Stefano Mascetti, Raul Pirovano, and Giulio Timelli, Interazione metallo liquido/stampo: Il fenomeno della metallizzazione, La Metallurgia Italiana, No. 4, pp. 44-50, 2019. In Italian.

20-19 Fu-Yuan Hsu, Campbellology for runner system design, Shape Casting: The Minerals, Metals & Materials Series, pp. 187-199, 2019. doi.org/10.1007/978-3-030-06034-3_19

19-19 Chengcheng Lyu, Michail Papanikolaou, and Mark Jolly, Numerical process modelling and simulation of Campbell running systems designs, Shape Casting: The Minerals, Metals & Materials Series, pp. 53-64, 2019. doi.org/10.1007/978-3-030-06034-3_5

18-19 Adrian V. Catalina, Liping Xue, and Charles Monroe, A solidification model with application to AlSi-based alloys, Shape Casting: The Minerals, Metals & Materials Series, pp. 201-213, 2019. doi.org/10.1007/978-3-030-06034-3_20

17-19 Fu-Yuan Hsu and Yu-Hung Chen, The validation of feeder modeling for ductile iron castings, Shape Casting: The Minerals, Metals & Materials Series, pp. 227-238, 2019. doi.org/10.1007/978-3-030-06034-3_22

04-19 Santosh Reddy Sama, Tony Badamo, Paul Lynch and Guha Manogharan, Novel sprue designs in metal casting via 3D sand-printing, Additive Manufacturing, Vol. 25, pp. 563-578, 2019. doi.org/10.1016/j.addma.2018.12.009

02-19 Jingying Sun, Qichi Le, Li Fu, Jing Bai, Johannes Tretter, Klaus Herbold and Hongwei Huo, Gas entrainment behavior of aluminum alloy engine crankcases during the low-pressure-die-casting-process, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 266, pp. 274-282, 2019. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2018.11.016

92-18 Fast, Flexible… More Versatile, Foundry Management Technology, March, 2018.

82-18 Xu Zhao, Ping Wang, Tao Li, Bo-yu Zhang, Peng Wang, Guan-zhou Wang and Shi-qi Lu, Gating system optimization of high pressure die casting thin-wall AlSi10MnMg longitudinal loadbearing beam based on numerical simulation, China Foundry, Vol. 15, no. 6, pp. 436-442, 2018. doi: 10.1007/s41230-018-8052-z

80-18 Michail Papanikolaou, Emanuele Pagone, Konstantinos Salonitis, Mark Jolly and Charalampos Makatsoris, A computational framework towards energy efficient casting processes, Sustainable Design and Manufacturing 2018: Proceedings of the 5^th International Conference on Sustainable Design and Manufacturing (KES-SDM-18), Gold Coast, Australia, June 24-26 2018, SIST 130, pp. 263-276, 2019. doi.org/10.1007/978-3-030-04290-5_27

64-18 Vasilios Fourlakidis, Ilia Belov and Attila Diószegi, Strength prediction for pearlitic lamellar graphite iron: Model validation, Metals, Vol. 8, No. 9, 2018. doi.org/10.3390/met8090684

51-18 Xue-feng Zhu, Bao-yi Yu, Li Zheng, Bo-ning Yu, Qiang Li, Shu-ning Lü and Hao Zhang, Influence of pouring methods on filling process, microstructure and mechanical properties of AZ91 Mg alloy pipe by horizontal centrifugal casting, China Foundry, vol. 15, no. 3, pp.196-202, 2018. doi.org/10.1007/s41230-018-7256-6

47-18 Santosh Reddy Sama, Jiayi Wang and Guha Manogharan, Non-conventional mold design for metal casting using 3D sand-printing, Journal of Manufacturing Processes, vol. 34-B, pp. 765-775, 2018. doi.org/10.1016/j.jmapro.2018.03.049

42-18 M. Koru and O. Serçe, The Effects of Thermal and Dynamical Parameters and Vacuum Application on Porosity in High-Pressure Die Casting of A383 Al-Alloy, International Journal of Metalcasting, pp. 1-17, 2018. doi.org/10.1007/s40962-018-0214-7

41-18 Abhilash Viswanath, S. Savithri, U.T.S. Pillai, Similitude analysis on flow characteristics of water, A356 and AM50 alloys during LPC process, Journal of Materials Processing Technology, vol. 257, pp. 270-277, 2018. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2018.02.031

29-18 Seyboldt, Christoph and Liewald, Mathias, Investigation on thixojoining to produce hybrid components with intermetallic phase, AIP Conference Proceedings, vol. 1960, no. 1, 2018. doi.org/10.1063/1.5034992

28-18 Laura Schomer, Mathias Liewald and Kim Rouven Riedmüller, Simulation of the infiltration process of a ceramic open-pore body with a metal alloy in semi-solid state to design the manufacturing of interpenetrating phase composites, AIP Conference Proceedings, vol. 1960, no. 1, 2018. doi.org/10.1063/1.5034991

41-17 Y. N. Wu et al., Numerical Simulation on Filling Optimization of Copper Rotor for High Efficient Electric Motors in Die Casting Process, Materials Science Forum, Vol. 898, pp. 1163-1170, 2017.

12-17 A.M. Zarubin and O.A. Zarubina, Controlling the flow rate of melt in gravity die casting of aluminum alloys, Liteynoe Proizvodstvo (Casting Manufacturing), pp 16-20, 6, 2017. In Russian.

10-17 A.Y. Korotchenko, Y.V. Golenkov, M.V. Tverskoy and D.E. Khilkov, Simulation of the Flow of Metal Mixtures in the Mold, Liteynoe Proizvodstvo (Casting Manufacturing), pp 18-22, 5, 2017. In Russian.

08-17 Morteza Morakabian Esfahani, Esmaeil Hajjari, Ali Farzadi and Seyed Reza Alavi Zaree, Prediction of the contact time through modeling of heat transfer and fluid flow in compound casting process of Al/Mg light metals, Journal of Materials Research, © Materials Research Society 2017

04-17 Huihui Liu, Xiongwei He and Peng Guo, Numerical simulation on semi-solid die-casting of magnesium matrix composite based on orthogonal experiment, AIP Conference Proceedings 1829, 020037 (2017); doi.org/10.1063/1.4979769.

100-16 Robert Watson, New numerical techniques to quantify and predict the effect of entrainment defects, applied to high pressure die casting, PhD Thesis: University of Birmingham, 2016.

88-16 M.C. Carter, T. Kauffung, L. Weyenberg and C. Peters, Low Pressure Die Casting Simulation Discovery through Short Shot, Cast Expo & Metal Casting Congress, April 16-19, 2016, Minneapolis, MN, Copyright 2016 American Foundry Society.

61-16 M. Koru and O. Serçe, Experimental and numerical determination of casting mold interfacial heat transfer coefficient in the high pressure die casting of a 360 aluminum alloy, ACTA PHYSICA POLONICA A, Vol. 129 (2016)

59-16 R. Pirovano and S. Mascetti, Tracking of collapsed bubbles during a filling simulation, La Metallurgia Italiana – n. 6 2016

43-16 Kevin Lee, Understanding shell cracking during de-wax process in investment casting, Ph.D Thesis: University of Birmingham, School of Engineering, Department of Chemical Engineering, 2016.

35-16 Konstantinos Salonitis, Mark Jolly, Binxu Zeng, and Hamid Mehrabi, Improvements in energy consumption and environmental impact by novel single shot melting process for casting, Journal of Cleaner Production, doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.06.165, Open Access funded by Engineering and Physical Sciences Research Council, June 29, 2016

20-16 Fu-Yuan Hsu, Bifilm Defect Formation in Hydraulic Jump of Liquid Aluminum, Metallurgical and Materials Transactions B, 2016, Band: 47, Heft 3, 1634-1648.

15-16 Mingfan Qia, Yonglin Kanga, Bing Zhoua, Wanneng Liaoa, Guoming Zhua, Yangde Lib,and Weirong Li, A forced convection stirring process for Rheo-HPDC aluminum and magnesium alloys, Journal of Materials Processing Technology 234 (2016) 353–367

112-15 José Miguel Gonçalves Ledo Belo da Costa, Optimization of filling systems for low pressure by FLOW-3D, Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica, 2015.

89-15 B.W. Zhu, L.X. Li, X. Liu, L.Q. Zhang and R. Xu, Effect of Viscosity Measurement Method to Simulate High Pressure Die Casting of Thin-Wall AlSi10MnMg Alloy Castings, Journal of Materials Engineering and Performance, Published online, November 2015, doi.org/10.1007/s11665-015-1783-8, © ASM International.

88-15 Peng Zhang, Zhenming Li, Baoliang Liu, Wenjiang Ding and Liming Peng, Improved tensile properties of a new aluminum alloy for high pressure die casting, Materials Science & Engineering A651(2016)376–390, Available online, November 2015.

83-15 Zu-Qi Hu, Xin-Jian Zhang and Shu-Sen Wu, Microstructure, Mechanical Properties and Die-Filling Behavior of High-Performance Die-Cast Al–Mg–Si–Mn Alloy, Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.), doi.org/10.1007/s40195-015-0332-7, © The Chinese Society for Metals and Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015.

82-15 J. Müller, L. Xue, M.C. Carter, C. Thoma, M. Fehlbier and M. Todte, A Die Spray Cooling Model for Thermal Die Cycling Simulations, 2015 Die Casting Congress & Exposition, Indianapolis, IN, October 2015

81-15 M. T. Murray, L.F. Hansen, L. Chilcott, E. Li and A.M. Murray, Case Studies in the Use of Simulation- Improved Yield and Reduced Time to Market, 2015 Die Casting Congress & Exposition, Indianapolis, IN, October 2015

80-15 R. Bhola, S. Chandra and D. Souders, Predicting Castability of Thin-Walled Parts for the HPDC Process Using Simulations, 2015 Die Casting Congress & Exposition, Indianapolis, IN, October 2015

76-15 Prosenjit Das, Sudip K. Samanta, Shashank Tiwari and Pradip Dutta, Die Filling Behaviour of Semi Solid A356 Al Alloy Slurry During Rheo Pressure Die Casting, Transactions of the Indian Institute of Metals, pp 1-6, October 2015

74-15 Murat KORU and Orhan SERÇE, Yüksek Basınçlı Döküm Prosesinde Enjeksiyon Parametrelerine Bağlı Olarak Döküm Simülasyon, Cumhuriyet University Faculty of Science, Science Journal (CSJ), Vol. 36, No: 5 (2015) ISSN: 1300-1949, May 2015

69-15 A. Viswanath, S. Sivaraman, U. T. S. Pillai, Computer Simulation of Low Pressure Casting Process Using FLOW-3D, Materials Science Forum, Vols. 830-831, pp. 45-48, September 2015

68-15 J. Aneesh Kumar, K. Krishnakumar and S. Savithri, Computer Simulation of Centrifugal Casting Process Using FLOW-3D, Materials Science Forum, Vols. 830-831, pp. 53-56, September 2015

59-15 F. Hosseini Yekta and S. A. Sadough Vanini, Simulation of the flow of semi-solid steel alloy using an enhanced model, Metals and Materials International, August 2015.

44-15 Ulrich E. Klotz, Tiziana Heiss and Dario Tiberto, Platinum investment casting material properties, casting simulation and optimum process parameters, Jewelry Technology Forum 2015

41-15 M. Barkhudarov and R. Pirovano, Minimizing Air Entrainment in High Pressure Die Casting Shot Sleeves, GIFA 2015, Düsseldorf, Germany

40-15 M. Todte, A. Fent, and H. Lang, Simulation in support of the development of innovative processes in the casting industry, GIFA 2015, Düsseldorf, Germany

19-15 Bruce Morey, Virtual casting improves powertrain design, Automotive Engineering, SAE International, March 2015.

15-15 K.S. Oh, J.D. Lee, S.J. Kim and J.Y. Choi, Development of a large ingot continuous caster, Metall. Res. Technol. 112, 203 (2015) © EDP Sciences, 2015, doi.org/10.1051/metal/2015006, www.metallurgical-research.org

14-15 Tiziana Heiss, Ulrich E. Klotz and Dario Tiberto, Platinum Investment Casting, Part I: Simulation and Experimental Study of the Casting Process, Johnson Matthey Technol. Rev., 2015, 59, (2), 95, doi.org/10.1595/205651315×687399

138-14 Christopher Thoma, Wolfram Volk, Ruben Heid, Klaus Dilger, Gregor Banner and Harald Eibisch, Simulation-based prediction of the fracture elongation as a failure criterion for thin-walled high-pressure die casting components, International Journal of Metalcasting, Vol. 8, No. 4, pp. 47-54, 2014. doi.org/10.1007/BF03355594

107-14 Mehran Seyed Ahmadi, Dissolution of Si in Molten Al with Gas Injection, ProQuest Dissertations And Theses; Thesis (Ph.D.), University of Toronto (Canada), 2014; Publication Number: AAT 3637106; ISBN: 9781321195231; Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 76-02(E), Section: B.; 191 p.

99-14 R. Bhola and S. Chandra, Predicting Castability for Thin-Walled HPDC Parts, Foundry Management Technology, December 2014

92-14 Warren Bishenden and Changhua Huang, Venting design and process optimization of die casting process for structural components; Part II: Venting design and process optimization, Die Casting Engineer, November 2014

90-14 Ken’ichi Kanazawa, Ken’ichi Yano, Jun’ichi Ogura, and Yasunori Nemoto, Optimum Runner Design for Die-Casting using CFD Simulations and Verification with Water-Model Experiments, Proceedings of the ASME 2014 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, IMECE2014, November 14-20, 2014, Montreal, Quebec, Canada, IMECE2014-37419

89-14 P. Kapranos, C. Carney, A. Pola, and M. Jolly, Advanced Casting Methodologies: Investment Casting, Centrifugal Casting, Squeeze Casting, Metal Spinning, and Batch Casting, In Comprehensive Materials Processing; McGeough, J., Ed.; 2014, Elsevier Ltd., 2014; Vol. 5, pp 39–67.

77-14 Andrei Y. Korotchenko, Development of Scientific and Technological Approaches to Casting Net-Shaped Castings in Sand Molds Free of Shrinkage Defects and Hot Tears, Post-doctoral thesis: Russian State Technological University, 2014. In Russian.

69-14 L. Xue, M.C. Carter, A.V. Catalina, Z. Lin, C. Li, and C. Qiu, Predicting, Preventing Core Gas Defects in Steel Castings, Modern Casting, September 2014

68-14 L. Xue, M.C. Carter, A.V. Catalina, Z. Lin, C. Li, and C. Qiu, Numerical Simulation of Core Gas Defects in Steel Castings, Copyright 2014 American Foundry Society, 118th Metalcasting Congress, April 8 – 11, 2014, Schaumburg, IL

51-14 Jesus M. Blanco, Primitivo Carranza, Rafael Pintos, Pedro Arriaga, and Lakhdar Remaki, Identification of Defects Originated during the Filling of Cast Pieces through Particles Modelling, 11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI), 5th European Conference on Computational Mechanics (ECCM V), 6th European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECFD VI), E. Oñate, J. Oliver and A. Huerta (Eds)

47-14 B. Vijaya Ramnatha, C.Elanchezhiana, Vishal Chandrasekhar, A. Arun Kumarb, S. Mohamed Asif, G. Riyaz Mohamed, D. Vinodh Raj , C .Suresh Kumar, Analysis and Optimization of Gating System for Commutator End Bracket, Procedia Materials Science 6 ( 2014 ) 1312 – 1328, 3rd International Conference on Materials Processing and Characterisation (ICMPC 2014)

42-14 Bing Zhou, Yong-lin Kang, Guo-ming Zhu, Jun-zhen Gao, Ming-fan Qi, and Huan-huan Zhang, Forced convection rheoforming process for preparation of 7075 aluminum alloy semisolid slurry and its numerical simulation, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 24(2014) 1109−1116

37-14 A. Karwinski, W. Lesniewski, P. Wieliczko, and M. Malysza, Casting of Titanium Alloys in Centrifugal Induction Furnaces, Archives of Metallurgy and Materials, Volume 59, Issue 1, doi.org/10.2478/amm-2014-0068, 2014.

26-14 Bing Zhou, Yonglin Kang, Mingfan Qi, Huanhuan Zhang and Guoming Zhu, R-HPDC Process with Forced Convection Mixing Device for Automotive Part of A380 Aluminum Alloy, Materials 2014, 7, 3084-3105; doi.org/10.3390/ma7043084

20-14 Johannes Hartmann, Tobias Fiegl, Carolin Körner, Aluminum integral foams with tailored density profile by adapted blowing agents, Applied Physics A, doi.org/10.1007/s00339-014-8377-4, March 2014.

19-14 A.Y. Korotchenko, N.A. Nikiforova, E.D. Demjanov, N.C. Larichev, The Influence of the Filling Conditions on the Service Properties of the Part Side Frame, Russian Foundryman, 1 (January), pp 40-43, 2014. In Russian.

11-14 B. Fuchs and C. Körner, Mesh resolution consideration for the viability prediction of lost salt cores in the high pressure die casting process, Progress in Computational Fluid Dynamics, Vol. 14, No. 1, 2014, Copyright © 2014 Inderscience Enterprises Ltd.

08-14 FY Hsu, SW Wang, and HJ Lin, The External and Internal Shrinkages in Aluminum Gravity Castings, Shape Casting: 5th International Symposium 2014. Available online at Google Books

103-13 B. Fuchs, H. Eibisch and C. Körner, Core Viability Simulation for Salt Core Technology in High-Pressure Die Casting, International Journal of Metalcasting, July 2013, Volume 7, Issue 3, pp 39–45

94-13 Randall S. Fielding, J. Crapps, C. Unal, and J.R.Kennedy, Metallic Fuel Casting Development and Parameter Optimization Simulations, International Conference on Fast reators and Related Fuel Cycles (FR13), 4-7 March 2013, Paris France

90-13 A. Karwińskia, M. Małyszaa, A. Tchórza, A. Gila, B. Lipowska, Integration of Computer Tomography and Simulation Analysis in Evaluation of Quality of Ceramic-Carbon Bonded Foam Filter, Archives of Foundry Engineering, doi.org/10.2478/afe-2013-0084, Published quarterly as the organ of the Foundry Commission of the Polish Academy of Sciences, ISSN, (2299-2944), Volume 13, Issue 4/2013

88-13 Litie and Metallurgia (Casting and Metallurgy), 3 (72), 2013, N.V.Sletova, I.N.Volnov, S.P.Zadrutsky, V.A.Chaikin, Modeling of the Process of Removing Non-metallic Inclusions in Aluminum Alloys Using the FLOW-3D program, pp 138-140. In Russian.

85-13 Michał Szucki,Tomasz Goraj, Janusz Lelito, Józef S. Suchy, Numerical Analysis of Solid Particles Flow in Liquid Metal, XXXVII International Scientific Conference Foundryman’ Day 2013, Krakow, 28-29 November 2013

84-13 Körner, C., Schwankl, M., Himmler, D., Aluminum-Aluminum compound castings by electroless deposited zinc layers, Journal of Materials Processing Technology (2014), doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2013.12.01483-13.

77-13 Antonio Armillotta & Raffaello Baraggi & Simone Fasoli, SLM tooling for die casting with conformal cooling channels, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, doi.org/10.1007/s00170-013-5523-7, December 2013.

64-13 Johannes Hartmann, Christina Blümel, Stefan Ernst, Tobias Fiegl, Karl-Ernst Wirth, Carolin Körner, Aluminum integral foam castings with microcellular cores by nano-functionalization, J Mater Sci, doi.org/10.1007/s10853-013-7668-z, September 2013.

46-13 Nicholas P. Orenstein, 3D Flow and Temperature Analysis of Filling a Plutonium Mold, LA-UR-13-25537, Approved for public release; distribution is unlimited. Los Alamos Annual Student Symposium 2013, 2013-07-24 (Rev.1)

42-13 Yang Yue, William D. Griffiths, and Nick R. Green, Modelling of the Effects of Entrainment Defects on Mechanical Properties in a Cast Al-Si-Mg Alloy, Materials Science Forum, 765, 225, 2013.

39-13 J. Crapps, D.S. DeCroix, J.D Galloway, D.A. Korzekwa, R. Aikin, R. Fielding, R. Kennedy, C. Unal, Separate effects identification via casting process modeling for experimental measurement of U-Pu-Zr alloys, Journal of Nuclear Materials, 15 July 2013.

35-13 A. Pari, Real Life Problem Solving through Simulations in the Die Casting Industry – Case Studies, © Die Casting Engineer, July 2013.

34-13 Martin Lagler, Use of Simulation to Predict the Viability of Salt Cores in the HPDC Process – Shot Curve as a Decisive Criterion, © Die Casting Engineer, July 2013.

24-13 I.N.Volnov, Optimizatsia Liteynoi Tekhnologii, (Casting Technology Optimization), Liteyshik Rossii (Russian Foundryman), 3, 2013, 27-29. In Russian

23-13 M.R. Barkhudarov, I.N. Volnov, Minimizatsia Zakhvata Vozdukha v Kamere Pressovania pri Litie pod Davleniem, (Minimization of Air Entrainment in the Shot Sleeve During High Pressure Die Casting), Liteyshik Rossii (Russian Foundryman), 3, 2013, 30-34. In Russian

09-13 M.C. Carter and L. Xue, Simulating the Parameters that Affect Core Gas Defects in Metal Castings, Copyright 2012 American Foundry Society, Presented at the 2013 CastExpo, St. Louis, Missouri, April 2013

08-13 C. Reilly, N.R. Green, M.R. Jolly, J.-C. Gebelin, The Modelling Of Oxide Film Entrainment In Casting Systems Using Computational Modelling, Applied Mathematical Modelling, http://dx.doi.org/10.1016/j.apm.2013.03.061, April 2013.

03-13 Alexandre Reikher and Krishna M. Pillai, A fast simulation of transient metal flow and solidification in a narrow channel. Part II. Model validation and parametric study, Int. J. Heat Mass Transfer (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.12.061.

02-13 Alexandre Reikher and Krishna M. Pillai, A fast simulation of transient metal flow and solidification in a narrow channel. Part I: Model development using lubrication approximation, Int. J. Heat Mass Transfer (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.12.060.

116-12 Jufu Jianga, Ying Wang, Gang Chena, Jun Liua, Yuanfa Li and Shoujing Luo, “Comparison of mechanical properties and microstructure of AZ91D alloy motorcycle wheels formed by die casting and double control forming, Materials & Design, Volume 40, September 2012, Pages 541-549.

107-12 F.K. Arslan, A.H. Hatman, S.Ö. Ertürk, E. Güner, B. Güner, An Evaluation for Fundamentals of Die Casting Materials Selection and Design, IMMC’16 International Metallurgy & Materials Congress, Istanbul, Turkey, 2012.

103-12 WU Shu-sen, ZHONG Gu, AN Ping, WAN Li, H. NAKAE, Microstructural characteristics of Al−20Si−2Cu−0.4Mg−1Ni alloy formed by rheo-squeeze casting after ultrasonic vibration treatment, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 22 (2012) 2863-2870, November 2012. Full paper available online.

109-12 Alexandre Reikher, Numerical Analysis of Die-Casting Process in Thin Cavities Using Lubrication Approximation, Ph.D. Thesis: The University of Wisconsin Milwaukee, Engineering Department (2012) Theses and Dissertations. Paper 65.

97-12 Hong Zhou and Li Heng Luo, Filling Pattern of Step Gating System in Lost Foam Casting Process and its Application, Advanced Materials Research, Volumes 602-604, Progress in Materials and Processes, 1916-1921, December 2012.

93-12 Liangchi Zhang, Chunliang Zhang, Jeng-Haur Horng and Zichen Chen, Functions of Step Gating System in the Lost Foam Casting Process, Advanced Materials Research, 591-593, 940, DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.591-593.940, November 2012.

91-12 Hong Yan, Jian Bin Zhu, Ping Shan, Numerical Simulation on Rheo-Diecasting of Magnesium Matrix Composites, 10.4028/www.scientific.net/SSP.192-193.287, Solid State Phenomena, 192-193, 287.

89-12 Alexandre Reikher and Krishna M. Pillai, A Fast Numerical Simulation for Modeling Simultaneous Metal Flow and Solidification in Thin Cavities Using the Lubrication Approximation, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications: An International Journal of Computation and Methodology, 63:2, 75-100, November 2012.

82-12 Jufu Jiang, Gang Chen, Ying Wang, Zhiming Du, Weiwei Shan, and Yuanfa Li, Microstructure and mechanical properties of thin-wall and high-rib parts of AM60B Mg alloy formed by double control forming and die casting under the optimal conditions, Journal of Alloys and Compounds, http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.10.086, October 2012.

78-12 A. Pari, Real Life Problem Solving through Simulations in the Die Casting Industry – Case Studies, 2012 Die Casting Congress & Exposition, © NADCA, October 8-10, 2012, Indianapolis, IN.

77-12 Y. Wang, K. Kabiri-Bamoradian and R.A. Miller, Rheological behavior models of metal matrix alloys in semi-solid casting process, 2012 Die Casting Congress & Exposition, © NADCA, October 8-10, 2012, Indianapolis, IN.

76-12 A. Reikher and H. Gerber, Analysis of Solidification Parameters During the Die Cast Process, 2012 Die Casting Congress & Exposition, © NADCA, October 8-10, 2012, Indianapolis, IN.

75-12 R.A. Miller, Y. Wang and K. Kabiri-Bamoradian, Estimating Cavity Fill Time, 2012 Die Casting Congress & Exposition, © NADCA, October 8-10, 2012, Indianapolis, IN.

65-12 X.H. Yang, T.J. Lu, T. Kim, Influence of non-conducting pore inclusions on phase change behavior of porous media with constant heat flux boundary, International Journal of Thermal Sciences, Available online 10 October 2012. Available online at SciVerse.

55-12 Hejun Li, Pengyun Wang, Lehua Qi, Hansong Zuo, Songyi Zhong, Xianghui Hou, 3D numerical simulation of successive deposition of uniform molten Al droplets on a moving substrate and experimental validation, Computational Materials Science, Volume 65, December 2012, Pages 291–301.

52-12 Hongbing Ji, Yixin Chen and Shengzhou Chen, Numerical Simulation of Inner-Outer Couple Cooling Slab Continuous Casting in the Filling Process, Advanced Materials Research (Volumes 557-559), Advanced Materials and Processes II, pp. 2257-2260, July 2012.

47-12 Petri Väyrynen, Lauri Holappa, and Seppo Louhenkilpi, Simulation of Melting of Alloying Materials in Steel Ladle, SCANMET IV – 4th International Conference on Process Development in Iron and Steelmaking, Lulea, Sweden, June 10-13, 2012.

46-12 Bin Zhang and Dave Salee, Metal Flow and Heat Transfer in Billet DC Casting Using Wagstaff® Optifill™ Metal Distribution Systems, 5th International Metal Quality Workshop, United Arab Emirates Dubai, March 18-22, 2012.

45-12 D.R. Gunasegaram, M. Givord, R.G. O’Donnell and B.R. Finnin, Improvements engineered in UTS and elongation of aluminum alloy high pressure die castings through the alteration of runner geometry and plunger velocity, Materials Science & Engineering.

44-12 Antoni Drys and Stefano Mascetti, Aluminum Casting Simulations, Desktop Engineering, September 2012

42-12 Huizhen Duan, Jiangnan Shen and Yanping Li, Comparative analysis of HPDC process of an auto part with ProCAST and FLOW-3D, Applied Mechanics and Materials Vols. 184-185 (2012) pp 90-94, Online available since 2012/Jun/14 at www.scientific.net, © (2012) Trans Tech Publications, Switzerland, doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.184-185.90.

41-12 Deniece R. Korzekwa, Cameron M. Knapp, David A. Korzekwa, and John W. Gibbs, Co-Design – Fabrication of Unalloyed Plutonium, LA-UR-12-23441, MDI Summer Research Group Workshop Advanced Manufacturing, 2012-07-25/2012-07-26 (Los Alamos, New Mexico, United States)

29-12 Dario Tiberto and Ulrich E. Klotz, Computer simulation applied to jewellery casting: challenges, results and future possibilities, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.33 012008. Full paper available at IOP.

28-12 Y Yue and N R Green, Modelling of different entrainment mechanisms and their influences on the mechanical reliability of Al-Si castings, 2012 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 33,012072.Full paper available at IOP.

27-12 E Kaschnitz, Numerical simulation of centrifugal casting of pipes, 2012 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 33 012031, Issue 1. Full paper available at IOP.

15-12 C. Reilly, N.R Green, M.R. Jolly, The Present State Of Modeling Entrainment Defects In The Shape Casting Process, Applied Mathematical Modelling, Available online 27 April 2012, ISSN 0307-904X, 10.1016/j.apm.2012.04.032.

12-12 Andrei Starobin, Tony Hirt, Hubert Lang, and Matthias Todte, Core drying simulation and validation, International Foundry Research, GIESSEREIFORSCHUNG 64 (2012) No. 1, ISSN 0046-5933, pp 2-5

10-12 H. Vladimir Martínez and Marco F. Valencia (2012). Semisolid Processing of Al/β-SiC Composites by Mechanical Stirring Casting and High Pressure Die Casting, Recent Researches in Metallurgical Engineering – From Extraction to Forming, Dr Mohammad Nusheh (Ed.), ISBN: 978-953-51-0356-1, InTech

07-12 Amir H. G. Isfahani and James M. Brethour, Simulating Thermal Stresses and Cooling Deformations, Die Casting Engineer, March 2012

06-12 Shuisheng Xie, Youfeng He and Xujun Mi, Study on Semi-solid Magnesium Alloys Slurry Preparation and Continuous Roll-casting Process, Magnesium Alloys – Design, Processing and Properties, ISBN: 978-953-307-520-4, InTech.

04-12 J. Spangenberg, N. Roussel, J.H. Hattel, H. Stang, J. Skocek, M.R. Geiker, Flow induced particle migration in fresh concrete: Theoretical frame, numerical simulations and experimental results on model fluids, Cement and Concrete Research, http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconres.2012.01.007, February 2012.

01-12 Lee, B., Baek, U., and Han, J., Optimization of Gating System Design for Die Casting of Thin Magnesium Alloy-Based Multi-Cavity LCD Housings, Journal of Materials Engineering and Performance, Springer New York, Issn: 1059-9495, 10.1007/s11665-011-0111-1, Volume 1 / 1992 – Volume 21 / 2012. Available online at Springer Link.

104-11 Fu-Yuan Hsu and Huey Jiuan Lin, Foam Filters Used in Gravity Casting, Metall and Materi Trans B (2011) 42: 1110. doi:10.1007/s11663-011-9548-8.

99-11 Eduardo Trejo, Centrifugal Casting of an Aluminium Alloy, thesis: Doctor of Philosophy, Metallurgy and Materials School of Engineering University of Birmingham, October 2011. Full paper available upon request.

93-11 Olga Kononova, Andrejs Krasnikovs ,Videvuds Lapsa,Jurijs Kalinka and Angelina Galushchak, Internal Structure Formation in High Strength Fiber Concrete during Casting, World Academy of Science, Engineering and Technology 59 2011

76-11 J. Hartmann, A. Trepper, and C. Körner, Aluminum Integral Foams with Near-Microcellular Structure, Advanced Engineering Materials 2011, Volume 13 (2011) No. 11, © Wiley-VCH

71-11 Fu-Yuan Hsu and Yao-Ming Yang Confluence Weld in an Aluminum Gravity Casting, Journal of Materials Processing Technology, Available online 23 November 2011, ISSN 0924-0136, 10.1016/j.jmatprotec.2011.11.006.

65-11 V.A. Chaikin, A.V. Chaikin, I.N.Volnov, A Study of the Process of Late Modification Using Simulation, in Zagotovitelnye Proizvodstva v Mashinostroenii, 10, 2011, 8-12. In Russian.

54-11 Ngadia Taha Niane and Jean-Pierre Michalet, Validation of Foundry Process for Aluminum Parts with FLOW-3D Software, Proceedings of the 2011 International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, 2011.

51-11 A. Reikher and H. Gerber, Calculation of the Die Cast parameters of the Thin Wall Aluminum Cast Part, 2011 Die Casting Congress & Tabletop, Columbus, OH, September 19-21, 2011

50-11 Y. Wang, K. Kabiri-Bamoradian, and R.A. Miller, Runner design optimization based on CFD simulation for a die with multiple cavities, 2011 Die Casting Congress & Tabletop, Columbus, OH, September 19-21, 2011

48-11 A. Karwiński, W. Leśniewski, S. Pysz, P. Wieliczko, The technology of precision casting of titanium alloys by centrifugal process, Archives of Foundry Engineering, ISSN: 1897-3310), Volume 11, Issue 3/2011, 73-80, 2011.

46-11 Daniel Einsiedler, Entwicklung einer Simulationsmethodik zur Simulation von Strömungs- und Trocknungsvorgängen bei Kernfertigungsprozessen mittels CFD (Development of a simulation methodology for simulating flow and drying operations in core production processes using CFD), MSc thesis at Technical University of Aalen in Germany (Hochschule Aalen), 2011.

44-11 Bin Zhang and Craig Shaber, Aluminum Ingot Thermal Stress Development Modeling of the Wagstaff® EpsilonTM Rolling Ingot DC Casting System during the Start-up Phase, Materials Science Forum Vol. 693 (2011) pp 196-207, © 2011 Trans Tech Publications, July, 2011.

43-11 Vu Nguyen, Patrick Rohan, John Grandfield, Alex Levin, Kevin Naidoo, Kurt Oswald, Guillaume Girard, Ben Harker, and Joe Rea, Implementation of CASTfill low-dross pouring system for ingot casting, Materials Science Forum Vol. 693 (2011) pp 227-234, © 2011 Trans Tech Publications, July, 2011.

37-11 Ferencz Peti, Lucian Grama, Analyze of the Possible Causes of Porosity Type Defects in Aluminum High Pressure Diecast Parts, Scientific Bulletin of the Petru Maior University of Targu Mures, Vol. 8 (XXV) no. 1, 2011, ISSN 1841-9267

31-11 Johannes Hartmann, André Trepper, Carolin Körner, Aluminum Integral Foams with Near-Microcellular Structure, Advanced Engineering Materials, 13: n/a. doi: 10.1002/adem.201100035, June 2011.

27-11 A. Pari, Optimization of HPDC Process using Flow Simulation Case Studies, Die Casting Engineer, July 2011

26-11 A. Reikher, H. Gerber, Calculation of the Die Cast Parameters of the Thin Wall Aluminum Die Casting Part, Die Casting Engineer, July 2011

21-11 Thang Nguyen, Vu Nguyen, Morris Murray, Gary Savage, John Carrig, Modelling Die Filling in Ultra-Thin Aluminium Castings, Materials Science Forum (Volume 690), Light Metals Technology V, pp 107-111, 10.4028/www.scientific.net/MSF.690.107, June 2011.

19-11 Jon Spangenberg, Cem Celal Tutum, Jesper Henri Hattel, Nicolas Roussel, Metter Rica Geiker, Optimization of Casting Process Parameters for Homogeneous Aggregate Distribution in Self-Compacting Concrete: A Feasibility Study, © IEEE Congress on Evolutionary Computation, 2011, New Orleans, USA

16-11 A. Starobin, C.W. Hirt, H. Lang, and M. Todte, Core Drying Simulation and Validations, AFS Proceedings 2011, © American Foundry Society, Presented at the 115th Metalcasting Congress, Schaumburg, Illinois, April 2011.

15-11 J. J. Hernández-Ortega, R. Zamora, J. López, and F. Faura, Numerical Analysis of Air Pressure Effects on the Flow Pattern during the Filling of a Vertical Die Cavity, AIP Conf. Proc., Volume 1353, pp. 1238-1243, The 14th International Esaform Conference on Material Forming: Esaform 2011; doi:10.1063/1.3589686, May 2011. Available online.

10-11 Abbas A. Khalaf and Sumanth Shankar, Favorable Environment for Nondentric Morphology in Controlled Diffusion Solidification, DOI: 10.1007/s11661-011-0641-z, © The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International 2011, Metallurgical and Materials Transactions A, March 11, 2011.

08-11 Hai Peng Li, Chun Yong Liang, Li Hui Wang, Hong Shui Wang, Numerical Simulation of Casting Process for Gray Iron Butterfly Valve, Advanced Materials Research, 189-193, 260, February 2011.

04-11 C.W. Hirt, Predicting Core Shooting, Drying and Defect Development, Foundry Management & Technology, January 2011.

76-10 Zhizhong Sun, Henry Hu, Alfred Yu, Numerical Simulation and Experimental Study of Squeeze Casting Magnesium Alloy AM50, Magnesium Technology 2010, 2010 TMS Annual Meeting & Exhibition, February 14-18, 2010, Seattle, WA.

68-10 A. Reikher, H. Gerber, K.M. Pillai, T.-C. Jen, Natural Convection—An Overlooked Phenomenon of the Solidification Process, Die Casting Engineer, January 2010

54-10 Andrea Bernardoni, Andrea Borsi, Stefano Mascetti, Alessandro Incognito and Matteo Corrado, Fonderia Leonardo aveva ragione! L’enorme cavallo dedicato a Francesco Sforza era materialmente realizzabile, A&C – Analisis e Calcolo, Giugno 2010. In Italian.

48-10 J. J. Hernández-Ortega, R. Zamora, J. Palacios, J. López and F. Faura, An Experimental and Numerical Study of Flow Patterns and Air Entrapment Phenomena During the Filling of a Vertical Die Cavity, J. Manuf. Sci. Eng., October 2010, Volume 132, Issue 5, 05101, doi:10.1115/1.4002535.

47-10 A.V. Chaikin, I.N. Volnov, and V.A. Chaikin, Development of Dispersible Mixed Inoculant Compositions Using the FLOW-3D Program, Liteinoe Proizvodstvo, October, 2010, in Russian.

42-10 H. Lakshmi, M.C. Vinay Kumar, Raghunath, P. Kumar, V. Ramanarayanan, K.S.S. Murthy, P. Dutta, Induction reheating of A356.2 aluminum alloy and thixocasting as automobile component, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 20(20101) s961-s967.

41-10 Pamela J. Waterman, Understanding Core-Gas Defects, Desktop Engineering, October 2010. Available online at Desktop Engineering. Also published in the Foundry Trade Journal, November 2010.

39-10 Liu Zheng, Jia Yingying, Mao Pingli, Li Yang, Wang Feng, Wang Hong, Zhou Le, Visualization of Die Casting Magnesium Alloy Steering Bracket, Special Casting & Nonferrous Alloys, ISSN: 1001-2249, CN: 42-1148/TG, 2010-04. In Chinese.

37-10 Morris Murray, Lars Feldager Hansen, and Carl Reinhardt, I Have Defects – Now What, Die Casting Engineer, September 2010

36-10 Stefano Mascetti, Using Flow Analysis Software to Optimize Piston Velocity for an HPDC Process, Die Casting Engineer, September 2010. Also available in Italian: Ottimizzare la velocita del pistone in pressofusione. A & C, Analisi e Calcolo, Anno XII, n. 42, Gennaio 2011, ISSN 1128-3874.

32-10 Guan Hai Yan, Sheng Dun Zhao, Zheng Hui Sha, Parameters Optimization of Semisolid Diecasting Process for Air-Conditioner’s Triple Valve in HPb59-1 Alloy, Advanced Materials Research (Volumes 129 – 131), Vol. Material and Manufacturing Technology, pp. 936-941, DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.129-131.936, August 2010.

29-10 Zheng Peng, Xu Jun, Zhang Zhifeng, Bai Yuelong, and Shi Likai, Numerical Simulation of Filling of Rheo-diecasting A357 Aluminum Alloy, Special Casting & Nonferrous Alloys, DOI: CNKI:SUN:TZZZ.0.2010-01-024, 2010.

27-10 For an Aerospace Diecasting, Littler Uses Simulation to Reveal Defects, and Win a New Order, Foundry Management & Technology, July 2010

23-10 Michael R. Barkhudarov, Minimizing Air Entrainment, The Canadian Die Caster, June 2010

15-10 David H. Kirkwood, Michel Suery, Plato Kapranos, Helen V. Atkinson, and Kenneth P. Young, Semi-solid Processing of Alloys, 2010, XII, 172 p. 103 illus., 19 in color., Hardcover ISBN: 978-3-642-00705-7.

09-10 Shannon Wetzel, Fullfilling Da Vinci’s Dream, Modern Casting, April 2010.

08-10 B.I. Semenov, K.M. Kushtarov, Semi-solid Manufacturing of Castings, New Industrial Technologies, Publication of Moscow State Technical University n.a. N.E. Bauman, 2009 (in Russian)

07-10 Carl Reilly, Development Of Quantitative Casting Quality Assessment Criteria Using Process Modelling, thesis: The University of Birmingham, March 2010 (Available upon request)

06-10 A. Pari, Optimization of HPDC Process using Flow Simulation – Case Studies, CastExpo ’10, NADCA, Orlando, Florida, March 2010

05-10 M.C. Carter, S. Palit, and M. Littler, Characterizing Flow Losses Occurring in Air Vents and Ejector Pins in High Pressure Die Castings, CastExpo ’10, NADCA, Orlando, Florida, March 2010

04-10 Pamela Waterman, Simulating Porosity Factors, Foundry Management Technology, March 2010, Article available at Foundry Management Technology

03-10 C. Reilly, M.R. Jolly, N.R. Green, JC Gebelin, Assessment of Casting Filling by Modeling Surface Entrainment Events Using CFD, 2010 TMS Annual Meeting & Exhibition (Jim Evans Honorary Symposium), Seattle, Washington, USA, February 14-18, 2010

02-10 P. Väyrynen, S. Wang, J. Laine and S.Louhenkilpi, Control of Fluid Flow, Heat Transfer and Inclusions in Continuous Casting – CFD and Neural Network Studies, 2010 TMS Annual Meeting & Exhibition (Jim Evans Honorary Symposium), Seattle, Washington, USA, February 14-18, 2010

60-09 Somlak Wannarumon, and Marco Actis Grande, Comparisons of Computer Fluid Dynamic Software Programs applied to Jewelry Investment Casting Process, World Academy of Science, Engineering and Technology 55 2009.

59-09 Marco Actis Grande and Somlak Wannarumon, Numerical Simulation of Investment Casting of Gold Jewelry: Experiments and Validations, World Academy of Science, Engineering and Technology, Vol:3 2009-07-24

56-09 Jozef Kasala, Ondrej Híreš, Rudolf Pernis, Start-up Phase Modeling of Semi Continuous Casting Process of Brass Billets, Metal 2009, 19.-21.5.2009

51-09 In-Ting Hong, Huan-Chien Tung, Chun-Hao Chiu and Hung-Shang Huang, Effect of Casting Parameters on Microstructure and Casting Quality of Si-Al Alloy for Vacuum Sputtering, China Steel Technical Report, No. 22, pp. 33-40, 2009.

42-09 P. Väyrynen, S. Wang, S. Louhenkilpi and L. Holappa, Modeling and Removal of Inclusions in Continuous Casting, Materials Science & Technology 2009 Conference & Exhibition, Pittsburgh, Pennsylvania, USA, October 25-29, 2009

41-09 O.Smirnov, P.Väyrynen, A.Kravchenko and S.Louhenkilpi, Modern Methods of Modeling Fluid Flow and Inclusions Motion in Tundish Bath – General View, Proceedings of Steelsim 2009 – 3rd International Conference on Simulation and Modelling of Metallurgical Processes in Steelmaking, Leoben, Austria, September 8-10, 2009

21-09 A. Pari, Case Studies – Optimization of HPDC Process Using Flow Simulation, Die Casting Engineer, July 2009

20-09 M. Sirvio, M. Wos, Casting directly from a computer model by using advanced simulation software, FLOW-3D Cast, Archives of Foundry Engineering Volume 9, Issue 1/2009, 79-82

19-09 Andrei Starobin, C.W. Hirt, D. Goettsch, A Model for Binder Gas Generation and Transport in Sand Cores and Molds, Modeling of Casting, Welding, and Solidification Processes XII, TMS (The Minerals, Metals & Minerals Society), June 2009

11-09 Michael Barkhudarov, Minimizing Air Entrainment in a Shot Sleeve during Slow-Shot Stage, Die Casting Engineer (The North American Die Casting Association ISSN 0012-253X), May 2009

10-09 A. Reikher, H. Gerber, Application of One-Dimensional Numerical Simulation to Optimize Process Parameters of a Thin-Wall Casting in High Pressure Die Casting, Die Casting Engineer (The North American Die Casting Association ISSN 0012-253X), May 2009

7-09 Andrei Starobin, Simulation of Core Gas Evolution and Flow, presented at the North American Die Casting Association – 113th Metalcasting Congress, April 7-10, 2009, Las Vegas, Nevada, USA

6-09 A.Pari, Optimization of HPDC PROCESS: Case Studies, North American Die Casting Association – 113th Metalcasting Congress, April 7-10, 2009, Las Vegas, Nevada, USA

2-09 C. Reilly, N.R. Green and M.R. Jolly, Oxide Entrainment Structures in Horizontal Running Systems, TMS 2009, San Francisco, California, February 2009

28-08 A.V.Chaikin, I.N.Volnov, V.A.Chaikin, Y.A.Ukhanov, N.R.Petrov, Analysis of the Efficiency of Alloy Modifiers Using Statistics and Modeling, © 2008, Liteyshik Rossii (Russian Foundryman), October, 2008

27-08 P. Scarber, Jr., H. Littleton, Simulating Macro-Porosity in Aluminum Lost Foam Castings, American Foundry Society, © 2008, AFS Lost Foam Conference, Asheville, North Carolina, October, 2008

22-08 Mark Littler, Simulation Eliminates Die Casting Scrap, Modern Casting/September 2008

21-08 X. Chen, D. Penumadu, Permeability Measurement and Numerical Modeling for Refractory Porous Materials, AFS Transactions © 2008 American Foundry Society, CastExpo ’08, Atlanta, Georgia, May 2008

20-08 Rolf Krack, Using Solidification Simulations for Optimising Die Cooling Systems, FTJ July/August 2008

19-08 Mark Littler, Simulation Software Eliminates Die Casting Scrap, ECS Casting Innovations, July/August 2008

13-08 T. Yoshimura, K. Yano, T. Fukui, S. Yamamoto, S. Nishido, M. Watanabe and Y. Nemoto, Optimum Design of Die Casting Plunger Tip Considering Air Entrainment, Proceedings of 10th Asian Foundry Congress (AFC10), Nagoya, Japan, May 2008

08-08 Stephen Instone, Andreas Buchholz and Gerd-Ulrich Gruen, Inclusion Transport Phenomena in Casting Furnaces, Light Metals 2008, TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2008

07-08 P. Scarber, Jr., H. Littleton, Simulating Macro-Porosity in Aluminum Lost Foam Casting, AFS Transactions 2008 © American Foundry Society, CastExpo ’08, Atlanta, Georgia, May 2008

06-08 A. Reikher, H. Gerber and A. Starobin, Multi-Stage Plunger Deceleration System, CastExpo ’08, NADCA, Atlanta, Georgia, May 2008

05-08 Amol Palekar, Andrei Starobin, Alexander Reikher, Die-casting end-of-fill and drop forge viscometer flow transients examined with a coupled-motion numerical model, 68th World Foundry Congress, Chennai, India, February 2008

03-08 Petri J. Väyrynen, Sami K. Vapalahti and Seppo J. Louhenkilpi, On Validation of Mathematical Fluid Flow Models for Simulation of Tundish Water Models and Industrial Examples, AISTech 2008, May 2008

53-07 A. Kermanpur, Sh. Mahmoudi and A. Hajipour, Three-dimensional Numerical Simulation of Metal Flow and Solidification in the Multi-cavity Casting Moulds of Automotive Components, International Journal of Iron & Steel Society of Iran, Article 2, Volume 4, Issue 1, Summer and Autumn 2007, pages 8-15.

36-07 Duque Mesa A. F., Herrera J., Cruz L.J., Fernández G.P. y Martínez H.V., Caracterización Defectológica de Piezas Fundida por Lost Foam Casting Mediante Simulación Numérica, 8° Congreso Iberoamericano de Ingenieria Mecanica, Cusco, Peru, 23 al 25 de Octubre de 2007 (in Spanish)

27-07 A.Y. Korotchenko, A.M. Zarubin, I.A.Korotchenko, Modeling of High Pressure Die Casting Filling, Russian Foundryman, December 2007, pp 15-19. (in Russian)

26-07 I.N. Volnov, Modeling of Casting Processes with Variable Geometry, Russian Foundryman, November 2007, pp 27-30. (in Russian)

16-07 P. Väyrynen, S. Vapalahti, S. Louhenkilpi, L. Chatburn, M. Clark, T. Wagner, Tundish Flow Model Tuning and Validation – Steady State and Transient Casting Situations, STEELSIM 2007, Graz/Seggau, Austria, September 12-14 2007

11-07 Marco Actis Grande, Computer Simulation of the Investment Casting Process – Widening of the Filling Step, Santa Fe Symposium on Jewelry Manufacturing Technology, May 2007

09-07 Alexandre Reikher and Michael Barkhudarov, Casting: An Analytical Approach, Springer, 1st edition, August 2007, Hardcover ISBN: 978-1-84628-849-4. U.S. Order Form; Europe Order Form.

07-07 I.N. Volnov, Casting Modeling Systems – Current State, Problems and Perspectives, (in Russian), Liteyshik Rossii (Russian Foundryman), June 2007

05-07 A.N. Turchin, D.G. Eskin, and L. Katgerman, Solidification under Forced-Flow Conditions in a Shallow Cavity, DOI: 10.1007/s1161-007-9183-9, © The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International 2007

04-07 A.N. Turchin, M. Zuijderwijk, J. Pool, D.G. Eskin, and L. Katgerman, Feathery grain growth during solidification under forced flow conditions, © Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved. DOI: 10.1016/j.actamat.2007.02.030, April 2007

03-07 S. Kuyucak, Sponsored Research – Clean Steel Casting Production—Evaluation of Laboratory Castings, Transactions of the American Foundry Society, Volume 115, 111th Metalcasting Congress, May 2007

02-07 Fu-Yuan Hsu, Mark R. Jolly and John Campbell, The Design of L-Shaped Runners for Gravity Casting, Shape Casting: 2nd International Symposium, Edited by Paul N. Crepeau, Murat Tiryakioðlu and John Campbell, TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), Orlando, FL, Feb 2007

30-06 X.J. Liu, S.H. Bhavnani, R.A. Overfelt, Simulation of EPS foam decomposition in the lost foam casting process, Journal of Materials Processing Technology 182 (2007) 333–342, © 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

25-06 Michael Barkhudarov and Gengsheng Wei, Modeling Casting on the Move, Modern Casting, August 2006; Modeling of Casting Processes with Variable Geometry, Russian Foundryman, December 2007, pp 10-15. (in Russian)

7-06 M.Y.Smirnov, Y.V.Golenkov, Manufacturing of Cast Iron Bath Tubs Castings using Vacuum-Process in Russia, Russia’s Foundryman, July 2006. In Russian.

6-06 M. Barkhudarov, and G. Wei, Modeling of the Coupled Motion of Rigid Bodies in Liquid Metal, Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes – XI, May 28 – June 2, 2006, Opio, France, eds. Ch.-A. Gandin and M. Bellet, pp 71-78, 2006.

2-06 J.-C. Gebelin, M.R. Jolly and F.-Y. Hsu, ‘Designing-in’ Controlled Filling Using Numerical Simulation for Gravity Sand Casting of Aluminium Alloys, Int. J. Cast Met. Res., 2006, Vol.19 No.1

1-06 Michael Barkhudarov, Using Simulation to Control Microporosity Reduces Die Iterations, Die Casting Engineer, January 2006, pp. 52-54

30-05 H. Xue, K. Kabiri-Bamoradian, R.A. Miller, Modeling Dynamic Cavity Pressure and Impact Spike in Die Casting, Cast Expo ’05, April 16-19, 2005

22-05 Blas Melissari & Stavros A. Argyropoulous, Measurement of Magnitude and Direction of Velocity in High-Temperature Liquid Metals; Part I, Mathematical Modeling, Metallurgical and Materials Transactions B, Volume 36B, October 2005, pp. 691-700

21-05 M.R. Jolly, State of the Art Review of Use of Modeling Software for Casting, TMS Annual Meeting, Shape Casting: The John Campbell Symposium, Eds, M. Tiryakioglu & P.N Crepeau, TMS, Warrendale, PA, ISBN 0-87339-583-2, Feb 2005, pp 337-346

20-05 J-C Gebelin, M.R. Jolly & F-Y Hsu, ‘Designing-in’ Controlled Filling Using Numerical Simulation for Gravity Sand Casting of Aluminium Alloys, TMS Annual Meeting, Shape Casting: The John Campbell Symposium, Eds, M. Tiryakioglu & P.N Crepeau, TMS, Warrendale, PA, ISBN 0-87339-583-2, Feb 2005, pp 355-364

19-05 F-Y Hsu, M.R. Jolly & J Campbell, Vortex Gate Design for Gravity Castings, TMS Annual Meeting, Shape Casting: The John Campbell Symposium, Eds, M. Tiryakioglu & P.N Crepeau, TMS, Warrendale, PA, ISBN 0-87339-583-2, Feb 2005, pp 73-82

18-05 M.R. Jolly, Modelling the Investment Casting Process: Problems and Successes, Japanese Foundry Society, JFS, Tokyo, Sept. 2005

13-05 Xiaogang Yang, Xiaobing Huang, Xiaojun Dai, John Campbell and Joe Tatler, Numerical Modelling of the Entrainment of Oxide Film Defects in Filling of Aluminium Alloy Castings, International Journal of Cast Metals Research, 17 (6), 2004, 321-331

10-05 Carlos Evaristo Esparza, Martha P. Guerro-Mata, Roger Z. Ríos-Mercado, Optimal Design of Gating Systems by Gradient Search Methods, Computational Materials Science, October 2005

6-05 Birgit Hummler-Schaufler, Fritz Hirning, Jurgen Schaufler, A World First for Hatz Diesel and Schaufler Tooling, Die Casting Engineer, May 2005, pp. 18-21

4-05 Rolf Krack, The W35 Topic—A World First, Die Casting World, March 2005, pp. 16-17

3-05 Joerg Frei, Casting Simulations Speed Up Development, Die Casting World, March 2005, p. 14

2-05 David Goettsch and Michael Barkhudarov, Analysis and Optimization of the Transient Stage of Stopper-Rod Pour, Shape Casting: The John Campbell Symposium, The Minerals, Metals & Materials Society, 2005

36-04 Ik Min Park, Il Dong Choi, Yong Ho Park, Development of Light-Weight Al Scroll Compressor for Car Air Conditioner, Materials Science Forum, Designing, Processing and Properties of Advanced Engineering Materials, 449-452, 149, March 2004.

32-04 D.H. Kirkwood and P.J Ward, Numerical Modelling of Semi-Solid Flow under Processing Conditions, steel research int. 75 (2004), No. 8/9

30-04 Haijing Mao, A Numerical Study of Externally Solidified Products in the Cold Chamber Die Casting Process, thesis: The Ohio State University, 2004 (Available upon request)

28-04 Z. Cao, Z. Yang, and X.L. Chen, Three-Dimensional Simulation of Transient GMA Weld Pool with Free Surface, Supplement to the Welding Journal, June 2004.

23-04 State of the Art Use of Computational Modelling in the Foundry Industry, 3rd International Conference Computational Modelling of Materials III, Sicily, Italy, June 2004, Advances in Science and Technology, Eds P. Vincenzini & A Lami, Techna Group Srl, Italy, ISBN: 88-86538-46-4, Part B, pp 479-490

22-04 Jerry Fireman, Computer Simulation Helps Reduce Scrap, Die Casting Engineer, May 2004, pp. 46-49

21-04 Joerg Frei, Simulation—A Safe and Quick Way to Good Components, Aluminium World, Volume 3, Issue 2, pp. 42-43

20-04 J.-C. Gebelin, M.R. Jolly, A. M. Cendrowicz, J. Cirre and S. Blackburn, Simulation of Die Filling for the Wax Injection Process – Part II Numerical Simulation, Metallurgical and Materials Transactions, Volume 35B, August 2004

14-04 Sayavur I. Bakhtiyarov, Charles H. Sherwin, and Ruel A. Overfelt, Hot Distortion Studies In Phenolic Urethane Cold Box System, American Foundry Society, 108th Casting Congress, June 12-15, 2004, Rosemont, IL, USA

13-04 Sayavur I. Bakhtiyarov and Ruel A. Overfelt, First V-Process Casting of Magnesium, American Foundry Society, 108th Casting Congress, June 12-15, 2004, Rosemont, IL, USA

5-04 C. Schlumpberger & B. Hummler-Schaufler, Produktentwicklung auf hohem Niveau (Product Development on a High Level), Druckguss Praxis, January 2004, pp 39-42 (in German).

3-04 Charles Bates, Dealing with Defects, Foundry Management and Technology, February 2004, pp 23-25

1-04 Laihua Wang, Thang Nguyen, Gary Savage and Cameron Davidson, Thermal and Flow Modeling of Ladling and Injection in High Pressure Die Casting Process, International Journal of Cast Metals Research, vol. 16 No 4 2003, pp 409-417

2-03 J-C Gebelin, AM Cendrowicz, MR Jolly, Modeling of the Wax Injection Process for the Investment Casting Process – Prediction of Defects, presented at the Third International Conference on Computational Fluid Dynamics in the Minerals and Process Industries, December 10-12, 2003, Melbourne, Australia, pp. 415-420

29-03 C. W. Hirt, Modeling Shrinkage Induced Micro-porosity, Flow Science Technical Note (FSI-03-TN66)

28-03 Thixoforming at the University of Sheffield, Diecasting World, September 2003, pp 11-12

26-03 William Walkington, Gas Porosity-A Guide to Correcting the Problems, NADCA Publication: 516

22-03 G F Yao, C W Hirt, and M Barkhudarov, Development of a Numerical Approach for Simulation of Sand Blowing and Core Formation, in Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Process-X”, Ed. By Stefanescu et al pp. 633-639, 2003

21-03 E F Brush Jr, S P Midson, W G Walkington, D T Peters, J G Cowie, Porosity Control in Copper Rotor Die Castings, NADCA Indianapolis Convention Center, Indianapolis, IN September 15-18, 2003, T03-046

12-03 J-C Gebelin & M.R. Jolly, Modeling Filters in Light Alloy Casting Processes, Trans AFS, 2002, 110, pp. 109-120

11-03 M.R. Jolly, Casting Simulation – How Well Do Reality and Virtual Casting Match – A State of the Art Review, Intl. J. Cast Metals Research, 2002, 14, pp. 303-313

10-03 Gebelin., J-C and Jolly, M.R., Modeling of the Investment Casting Process, Journal of Materials Processing Tech., Vol. 135/2-3, pp. 291 – 300

9-03 Cox, M, Harding, R.A. and Campbell, J., Optimised Running System Design for Bottom Filled Aluminium Alloy 2L99 Investment Castings, J. Mat. Sci. Tech., May 2003, Vol. 19, pp. 613-625

8-03 Von Alexander Schrey and Regina Reek, Numerische Simulation der Kernherstellung, (Numerical Simulation of Core Blowing), Giesserei, June 2003, pp. 64-68 (in German)

7-03 J. Zuidema Jr., L Katgerman, Cyclone separation of particles in aluminum DC Casting, Proceedings from the Tenth International Conference on Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes, Destin, FL, May 2003, pp. 607-614

6-03 Jean-Christophe Gebelin and Mark Jolly, Numerical Modeling of Metal Flow Through Filters, Proceedings from the Tenth International Conference on Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes, Destin, FL, May 2003, pp. 431-438

5-03 N.W. Lai, W.D. Griffiths and J. Campbell, Modelling of the Potential for Oxide Film Entrainment in Light Metal Alloy Castings, Proceedings from the Tenth International Conference on Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes, Destin, FL, May 2003, pp. 415-422

21-02 Boris Lukezic, Case History: Process Modeling Solves Die Design Problems, Modern Casting, February 2003, P 59

20-02 C.W. Hirt and M.R. Barkhudarov, Predicting Defects in Lost Foam Castings, Modern Casting, December 2002, pp 31-33

19-02 Mark Jolly, Mike Cox, Ric Harding, Bill Griffiths and John Campbell, Quiescent Filling Applied to Investment Castings, Modern Casting, December 2002 pp. 36-38

18-02 Simulation Helps Overcome Challenges of Thin Wall Magnesium Diecasting, Foundry Management and Technology, October 2002, pp 13-15

17-02 G Messmer, Simulation of a Thixoforging Process of Aluminum Alloys with FLOW-3D, Institute for Metal Forming Technology, University of Stuttgart

16-02 Barkhudarov, Michael, Computer Simulation of Lost Foam Process, Casting Simulation Background and Examples from Europe and the USA, World Foundrymen Organization, 2002, pp 319-324

15-02 Barkhudarov, Michael, Computer Simulation of Inclusion Tracking, Casting Simulation Background and Examples from Europe and the USA, World Foundrymen Organization, 2002, pp 341-346

14-02 Barkhudarov, Michael, Advanced Simulation of the Flow and Heat Transfer of an Alternator Housing, Casting Simulation Background and Examples from Europe and the USA, World Foundrymen Organization, 2002, pp 219-228

8-02 Sayavur I. Bakhtiyarov, and Ruel A. Overfelt, Experimental and Numerical Study of Bonded Sand-Air Two-Phase Flow in PUA Process, Auburn University, 2002 American Foundry Society, AFS Transactions 02-091, Kansas City, MO

7-02 A Habibollah Zadeh, and J Campbell, Metal Flow Through a Filter System, University of Birmingham, 2002 American Foundry Society, AFS Transactions 02-020, Kansas City, MO

6-02 Phil Ward, and Helen Atkinson, Final Report for EPSRC Project: Modeling of Thixotropic Flow of Metal Alloys into a Die, GR/M17334/01, March 2002, University of Sheffield

5-02 S. I. Bakhtiyarov and R. A. Overfelt, Numerical and Experimental Study of Aluminum Casting in Vacuum-sealed Step Molding, Auburn University, 2002 American Foundry Society, AFS Transactions 02-050, Kansas City, MO

4-02 J. C. Gebelin and M. R. Jolly, Modelling Filters in Light Alloy Casting Processes, University of Birmingham, 2002 American Foundry Society AFS Transactions 02-079, Kansas City, MO

3-02 Mark Jolly, Mike Cox, Jean-Christophe Gebelin, Sam Jones, and Alex Cendrowicz, Fundamentals of Investment Casting (FOCAST), Modelling the Investment Casting Process, Some preliminary results from the UK Research Programme, IRC in Materials, University of Birmingham, UK, AFS2001

49-01 Hua Bai and Brian G. Thomas, Bubble formation during horizontal gas injection into downward-flowing liquid, Metallurgical and Materials Transactions B, Vol. 32, No. 6, pp. 1143-1159, 2001. doi.org/10.1007/s11663-001-0102-y

45-01 Jan Zuidema; Laurens Katgerman; Ivo J. Opstelten;Jan M. Rabenberg, Secondary Cooling in DC Casting: Modelling and Experimental Results, TMS 2001, New Orleans, Louisianna, February 11-15, 2001

43-01 James Andrew Yurko, Fluid Flow Behavior of Semi-Solid Aluminum at High Shear Rates,Ph.D. thesis; Massachusetts Institute of Technology, June 2001. Abstract only; full thesis available at http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/8451 (for a fee).

33-01 Juang, S.H., CAE Application on Design of Die Casting Dies, 2001 Conference on CAE Technology and Application, Hsin-Chu, Taiwan, November 2001, (article in Chinese with English-language abstract)

32-01 Juang, S.H. and C. M. Wang, Effect of Feeding Geometry on Flow Characteristics of Magnesium Die Casting by Numerical Analysis, The Preceedings of 6th FADMA Conference, Taipei, Taiwan, July 2001, Chinese language with English abstract

26-01 C. W. Hirt., Predicting Defects in Lost Foam Castings, December 13, 2001

21-01 P. Scarber Jr., Using Liquid Free Surface Areas as a Predictor of Reoxidation Tendency in Metal Alloy Castings, presented at the Steel Founders’ Society of American, Technical and Operating Conference, October 2001

20-01 P. Scarber Jr., J. Griffin, and C. E. Bates, The Effect of Gating and Pouring Practice on Reoxidation of Steel Castings, presented at the Steel Founders’ Society of American, Technical and Operating Conference, October 2001

19-01 L. Wang, T. Nguyen, M. Murray, Simulation of Flow Pattern and Temperature Profile in the Shot Sleeve of a High Pressure Die Casting Process, CSIRO Manufacturing Science and Technology, Melbourne, Victoria, Australia, Presented by North American Die Casting Association, Oct 29-Nov 1, 2001, Cincinnati, To1-014

18-01 Rajiv Shivpuri, Venkatesh Sankararaman, Kaustubh Kulkarni, An Approach at Optimizing the Ingate Design for Reducing Filling and Shrinkage Defects, The Ohio State University, Columbus, OH, Presented by North American Die Casting Association, Oct 29-Nov 1, 2001, Cincinnati, TO1-052

5-01 Michael Barkhudarov, Simulation Helps Overcome Challenges of Thin Wall Magnesium Diecasting, Diecasting World, March 2001, pp. 5-6

2-01 J. Grindling, Customized CFD Codes to Simulate Casting of Thermosets in Full 3D, Electrical Manufacturing and Coil Winding 2000 Conference, October 31-November 2, 20

20-00 Richard Schuhmann, John Carrig, Thang Nguyen, Arne Dahle, Comparison of Water Analogue Modelling and Numerical Simulation Using Real-Time X-Ray Flow Data in Gravity Die Casting, Australian Die Casting Association Die Casting 2000 Conference, September 3-6, 2000, Melbourne, Victoria, Australia

15-00 M. Sirvio, Vainola, J. Vartianinen, M. Vuorinen, J. Orkas, and S. Devenyi, Fluid Flow Analysis for Designing Gating of Aluminum Castings, Proc. NADCA Conf., Rosemont, IL, Nov 6-8, 1999

14-00 X. Yang, M. Jolly, and J. Campbell, Reduction of Surface Turbulence during Filling of Sand Castings Using a Vortex-flow Runner, Conference for Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes IX, Aachen, Germany, August 2000

13-00 H. S. H. Lo and J. Campbell, The Modeling of Ceramic Foam Filters, Conference for Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes IX, Aachen, Germany, August 2000

12-00 M. R. Jolly, H. S. H. Lo, M. Turan and J. Campbell, Use of Simulation Tools in the Practical Development of a Method for Manufacture of Cast Iron Camshafts,” Conference for Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes IX, Aachen, Germany, August, 2000

14-99 J Koke, and M Modigell, Time-Dependent Rheological Properties of Semi-solid Metal Alloys, Institute of Chemical Engineering, Aachen University of Technology, Mechanics of Time-Dependent Materials 3: 15-30, 1999

12-99 Grun, Gerd-Ulrich, Schneider, Wolfgang, Ray, Steven, Marthinusen, Jan-Olaf, Recent Improvements in Ceramic Foam Filter Design by Coupled Heat and Fluid Flow Modeling, Proc TMS Annual Meeting, 1999, pp. 1041-1047

10-99 Bongcheol Park and Jerald R. Brevick, Computer Flow Modeling of Cavity Pre-fill Effects in High Pressure Die Casting, NADCA Proceedings, Cleveland T99-011, November, 1999

8-99 Brad Guthrie, Simulation Reduces Aluminum Die Casting Cost by Reducing Volume, Die Casting Engineer Magazine, September/October 1999, pp. 78-81

7-99 Fred L. Church, Virtual Reality Predicts Cast Metal Flow, Modern Metals, September, 1999, pp. 67F-J

19-98 Grun, Gerd-Ulrich, & Schneider, Wolfgang, Numerical Modeling of Fluid Flow Phenomena in the Launder-integrated Tool Within Casting Unit Development, Proc TMS Annual Meeting, 1998, pp. 1175-1182

18-98 X. Yang & J. Campbell, Liquid Metal Flow in a Pouring Basin, Int. J. Cast Metals Res, 1998, 10, pp. 239-253

15-98 R. Van Tol, Mould Filling of Horizontal Thin-Wall Castings, Delft University Press, The Netherlands, 1998

14-98 J. Daughtery and K. A. Williams, Thermal Modeling of Mold Material Candidates for Copper Pressure Die Casting of the Induction Motor Rotor Structure, Proc. Int’l Workshop on Permanent Mold Casting of Copper-Based Alloys, Ottawa, Ontario, Canada, Oct. 15-16, 1998

10-98 C. W. Hirt, and M.R. Barkhudarov, Lost Foam Casting Simulation with Defect Prediction, Flow Science Inc, presented at Modeling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes VIII Conference, June 7-12, 1998, Catamaran Hotel, San Diego, California

9-98 M. R. Barkhudarov and C. W. Hirt, Tracking Defects, Flow Science Inc, presented at the 1st International Aluminum Casting Technology Symposium, 12-14 October 1998, Rosemont, IL

5-98 J. Righi, Computer Simulation Helps Eliminate Porosity, Die Casting Management Magazine, pp. 36-38, January 1998

3-98 P. Kapranos, M. R. Barkhudarov, D. H. Kirkwood, Modeling of Structural Breakdown during Rapid Compression of Semi-Solid Alloy Slugs, Dept. Engineering Materials, The University of Sheffield, Sheffield S1 3JD, U.K. and Flow Science Inc, USA, Presented at the 5th International Conference Semi-Solid Processing of Alloys and Composites, Colorado School of Mines, Golden, CO, 23-25 June 1998

1-98 U. Jerichow, T. Altan, and P. R. Sahm, Semi Solid Metal Forming of Aluminum Alloys-The Effect of Process Variables Upon Material Flow, Cavity Fill and Mechanical Properties, The Ohio State University, Columbus, OH, published in Die Casting Engineer, p. 26, Jan/Feb 1998

8-97 Michael Barkhudarov, High Pressure Die Casting Simulation Using FLOW-3D, Die Casting Engineer, 1997

15-97 M. R. Barkhudarov, Advanced Simulation of the Flow and Heat Transfer Process in Simultaneous Engineering, Flow Science report, presented at the Casting 1997 – International ADI and Simulation Conference, Helsinki, Finland, May 28-30, 1997

14-97 M. Ranganathan and R. Shivpuri, Reducing Scrap and Increasing Die Life in Low Pressure Die Casting through Flow Simulation and Accelerated Testing, Dept. Welding and Systems Engineering, Ohio State University, Columbus, OH, presented at 19th International Die Casting Congress & Exposition, November 3-6, 1997

13-97 J. Koke, Modellierung und Simulation der Fließeigenschaften teilerstarrter Metallegierungen, Livt Information, Institut für Verfahrenstechnik, RWTH Aachen, October 1997

10-97 J. P. Greene and J. O. Wilkes, Numerical Analysis of Injection Molding of Glass Fiber Reinforced Thermoplastics – Part 2 Fiber Orientation, Body-in-White Center, General Motors Corp. and Dept. Chemical Engineering, University of Michigan, Polymer Engineering and Science, Vol. 37, No. 6, June 1997

9-97 J. P. Greene and J. O. Wilkes, Numerical Analysis of Injection Molding of Glass Fiber Reinforced Thermoplastics. Part 1 – Injection Pressures and Flow, Manufacturing Center, General Motors Corp. and Dept. Chemical Engineering, University of Michigan, Polymer Engineering and Science, Vol. 37, No. 3, March 1997

8-97 H. Grazzini and D. Nesa, Thermophysical Properties, Casting Simulation and Experiments for a Stainless Steel, AT Systemes (Renault) report, presented at the Solidification Processing ’97 Conference, July 7-10, 1997, Sheffield, U.K.

7-97 R. Van Tol, L. Katgerman and H. E. A. Van den Akker, Horizontal Mould Filling of a Thin Wall Aluminum Casting, Laboratory of Materials report, Delft University, presented at the Solidification Processing ’97 Conference, July 7-10, 1997, Sheffield, U.K.

6-97 M. R. Barkhudarov, Is Fluid Flow Important for Predicting Solidification, Flow Science report, presented at the Solidification Processing ’97 Conference, July 7-10, 1997, Sheffield, U.K.

22-96 Grun, Gerd-Ulrich & Schneider, Wolfgang, 3-D Modeling of the Start-up Phase of DC Casting of Sheet Ingots, Proc TMS Annual Meeting, 1996, pp. 971-981

9-96 M. R. Barkhudarov and C. W. Hirt, Thixotropic Flow Effects under Conditions of Strong Shear, Flow Science report FSI96-00-2, to be presented at the “Materials Week ’96” TMS Conference, Cincinnati, OH, 7-10 October 1996

4-96 C. W. Hirt, A Computational Model for the Lost Foam Process, Flow Science final report, February 1996 (FSI-96-57-R2)

3-96 M. R. Barkhudarov, C. L. Bronisz, C. W. Hirt, Three-Dimensional Thixotropic Flow Model, Flow Science report, FSI-96-00-1, published in the proceedings of (pp. 110- 114) and presented at the 4th International Conference on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites, The University of Sheffield, 19-21 June 1996

1-96 M. R. Barkhudarov, J. Beech, K. Chang, and S. B. Chin, Numerical Simulation of Metal/Mould Interfacial Heat Transfer in Casting, Dept. Mech. & Process Engineering, Dept. Engineering Materials, University of Sheffield and Flow Science Inc, 9th Int. Symposium on Transport Phenomena in Thermal-Fluid Engineering, June 25-28, 1996, Singapore

11-95 Barkhudarov, M. R., Hirt, C.W., Casting Simulation Mold Filling and Solidification-Benchmark Calculations Using FLOW-3D, Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes VII, pp 935-946

10-95 Grun, Gerd-Ulrich, & Schneider, Wolfgang, Optimal Design of a Distribution Pan for Level Pour Casting, Proc TMS Annual Meeting, 1995, pp. 1061-1070

9-95 E. Masuda, I. Itoh, K. Haraguchi, Application of Mold Filling Simulation to Die Casting Processes, Honda Engineering Co., Ltd., Tochigi, Japan, presented at the Modelling of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes VII, The Minerals, Metals & Materials Society, 1995

6-95 K. Venkatesan, Experimental and Numerical Investigation of the Effect of Process Parameters on the Erosive Wear of Die Casting Dies, presented for Ph.D. degree at Ohio State University, 1995

5-95 J. Righi, A. F. LaCamera, S. A. Jones, W. G. Truckner, T. N. Rouns, Integration of Experience and Simulation Based Understanding in the Die Design Process, Alcoa Technical Center, Alcoa Center, PA 15069, presented by the North American Die Casting Association, 1995

2-95 K. Venkatesan and R. Shivpuri, Numerical Simulation and Comparison with Water Modeling Studies of the Inertia Dominated Cavity Filling in Die Casting, NUMIFORM, 1995

1-95 K. Venkatesan and R. Shivpuri, Numerical Investigation of the Effect of Gate Velocity and Gate Size on the Quality of Die Casting Parts, NAMRC, 1995.

15-94 D. Liang, Y. Bayraktar, S. A. Moir, M. Barkhudarov, and H. Jones, Primary Silicon Segregation During Isothermal Holding of Hypereutectic AI-18.3%Si Alloy in the Freezing Range, Dept. of Engr. Materials, U. of Sheffield, Metals and Materials, February 1994

13-94 Deniece Korzekwa and Paul Dunn, A Combined Experimental and Modeling Approach to Uranium Casting, Materials Division, Los Alamos National Laboratory, presented at the Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, El Dorado Hotel, Santa Fe, New Mexico, 1994

12-94 R. van Tol, H. E. A. van den Akker and L. Katgerman, CFD Study of the Mould Filling of a Horizontal Thin Wall Aluminum Casting, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, HTD-Vol. 284/AMD-Vol. 182, Transport Phenomena in Solidification, ASME 1994

11-94 M. R. Barkhudarov and K. A. Williams, Simulation of ‘Surface Turbulence’ Fluid Phenomena During the Mold Filling Phase of Gravity Castings, Flow Science Technical Note #41, November 1994 (FSI-94-TN41)

10-94 M. R. Barkhudarov and S. B. Chin, Stability of a Numerical Algorithm for Gas Bubble Modelling, University of Sheffield, Sheffield, U.K., International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol. 19, 415-437 (1994)

16-93 K. Venkatesan and R. Shivpuri, Numerical Simulation of Die Cavity Filling in Die Castings and an Evaluation of Process Parameters on Die Wear, Dept. of Industrial Systems Engineering, Presented by: N.A. Die Casting Association, Cleveland, Ohio, October 18-21, 1993

15-93 K. Venkatesen and R. Shivpuri, Numerical Modeling of Filling and Solidification for Improved Quality of Die Casting: A Literature Survey (Chapters II and III), Engineering Research Center for Net Shape Manufacturing, Report C-93-07, August 1993, Ohio State University

1-93 P-E Persson, Computer Simulation of the Solidification of a Hub Carrier for the Volvo 800 Series, AB Volvo Technological Development, Metals Laboratory, Technical Report No. LM 500014E, Jan. 1993

13-92 D. R. Korzekwa, M. A. K. Lewis, Experimentation and Simulation of Gravity Fed Lead Castings, in proceedings of a TMS Symposium on Concurrent Engineering Approach to Materials Processing, S. N. Dwivedi, A. J. Paul and F. R. Dax, eds., TMS-AIME Warrendale, p. 155 (1992)

12-92 M. A. K. Lewis, Near-Net-Shaiconpe Casting Simulation and Experimentation, MST 1992 Review, Los Alamos National Laboratory

2-92 M. R. Barkhudarov, H. You, J. Beech, S. B. Chin, D. H. Kirkwood, Validation and Development of FLOW-3D for Casting, School of Materials, University of Sheffield, Sheffield, UK, presented at the TMS/AIME Annual Meeting, San Diego, CA, March 3, 1992

1-92 D. R. Korzekwa and L. A. Jacobson, Los Alamos National Laboratory and C.W. Hirt, Flow Science Inc, Modeling Planar Flow Casting with FLOW-3D, presented at the TMS/AIME Annual Meeting, San Diego, CA, March 3, 1992

12-91 R. Shivpuri, M. Kuthirakulathu, and M. Mittal, Nonisothermal 3-D Finite Difference Simulation of Cavity Filling during the Die Casting Process, Dept. Industrial and Systems Engineering, Ohio State University, presented at the 1991 Winter Annual ASME Meeting, Atlanta, GA, Dec. 1-6, 1991

3-91 C. W. Hirt, A FLOW-3D Study of the Importance of Fluid Momentum in Mold Filling, presented at the 18th Annual Automotive Materials Symposium, Michigan State University, Lansing, MI, May 1-2, 1991 (FSI-91-00-2)

11-90 N. Saluja, O.J. Ilegbusi, and J. Szekely, On the Calculation of the Electromagnetic Force Field in the Circular Stirring of Metallic Melts, accepted in J. Appl. Physics, 1990

10-90 N. Saluja, O. J. Ilegbusi, and J. Szekely, On the Calculation of the Electromagnetic Force Field in the Circular Stirring of Metallic Molds in Continuous Castings, presented at the 6th Iron and Steel Congress of the Iron and Steel Institute of Japan, Nagoya, Japan, October 1990

9-90 N. Saluja, O. J. Ilegbusi, and J. Szekely, Fluid Flow in Phenomena in the Electromagnetic Stirring of Continuous Casting Systems, Part I. The Behavior of a Cylindrically Shaped, Laboratory Scale Installation, accepted for publication in Steel Research, 1990

8-89 C. W. Hirt, Gravity-Fed Casting, Flow Science Technical Note #20, July 1989 (FSI-89-TN20)

6-89 E. W. M. Hansen and F. Syvertsen, Numerical Simulation of Flow Behaviour in Moldfilling for Casting Analysis, SINTEF-Foundation for Scientific and Industrial Research at the Norwegian Institute of Technology, Trondheim, Norway, Report No. STS20 A89001, June 1989

1-88 C. W. Hirt and R. P. Harper, Modeling Tests for Casting Processes, Flow Science report, Jan. 1988 (FSI-88-38-01)

2-87 C. W. Hirt, Addition of a Solidification/Melting Model to FLOW-3D, Flow Science report, April 1987 (FSI-87-33-1)

Sediment Transport Model

FLOW-3D의 침전물 이송 모델을 사용하여 세굴 및 침전물을 평가할 수 있으며, 여기서 3차원 유량 구성 요소가 세굴 프로세스를 주도하고 있습니다. Flow-3D의 유체역학 모델은 유체물리학을 설명하는 정전기적이지 않은 레이놀즈-평균화된 Navier-Stokes 방정식을 완벽하게 해결합니다. 유체역학적 솔버는 침전물 운반 모듈과 완전히 결합되어 있어 침전물 운반 및 비접착 토양의 부유식 침식, 인포테인먼트 및 침식을 시뮬레이션합니다(Wei et al., 2014). 베드로드, 인포테인먼트 및 정착 프로세스에 사용되는 모든 경험적 관계는 완전히 사용자 정의 가능하며, 최대 10개의 침전물 종(곡물 크기, 질량 밀도, 임계 전단 응력 등 서로 다른 특성을 가진)을 정의할 수 있습니다. FLOW-3D는 짧은 경과 시간 척도에 대한 국부적 스쿠어를 시뮬레이션하는 데 이상적입니다.

FLOW-3D‘s Sediment Transport model can be used to evaluate scour and deposition, where three-dimensional flow components are driving the scouring process. FLOW-3D’s hydrodynamic model solves the full unsteady non-hydrostatic Reynolds-averaged Navier-Stokes equations that describe the flow physics. The hydrodynamic solver is fully coupled with a sediment transport module that simulates bedload and suspended sediment transport, entrainment and erosion for non-cohesive soils (Wei et al., 2014). All empirical relationships used in bedload, entrainment and settling processes are fully customizable, and up to 10 different sediment species (with different properties such as grain size, mass density and critical shear stress) can be defined. FLOW-3D is ideal for simulating local scour over short episodic time scales.

Modeling Capabilities
– Unsteady 3D mobile bed modeling
– Bedload and suspended sediment transport
– Non-cohesive sediment
– 10 individual grain size fractions
– Suspended sediment settling and entrainment
– Critical angle of repose

Applications
– River and coastal morphodynamics
– Bridge pier and abutment scour
– Local scour at hydraulic structures
– Sedimentation basins
– Reservoir flushing

Sediment Transport Model

Sentral Transport 모델은 8.0 버전(Brethour, 2009년)에서 처음 도입되었으며, 11.1 버전(Wei et al., 2014년), 가장 최근에는 12.0 버전(Flow Science, 2019년)에서 광범위한 개정을 거쳤습니다. 숫자 모델에서 시뮬레이션된 물리적 프로세스의 개략도가 아래에 나와 있습니다.

The Sediment Transport model was first introduced in version 8.0 (Brethour, 2009), and has gone through extensive revisions in version 11.1 (Wei et al., 2014), and most recently in version 12.0 (Flow Science, 2019). A schematic of the physical processes simulated in the numerical model is illustrated below.

*The different processes modeled by the Sediment Transport Model.*

수치 모델에서 침전물은 포장된 Bed로서 일시 중단된 상태로 존재할 수 있습니다. 포장된 Bed는 PRIPT™ 기법을 사용하여 복잡한 솔리드 경계(Hirt 및 Sicilian, 1985)에 표현된 지울 수 없는 솔리드 객체입니다. 이것은 유체역학 용해기의 고체 물체를 나타내는 데 사용되는 방법과 동일합니다. 포장된 Bed의 형태학적 변화는 침전물 질량의 보존에 의해 좌우됩니다.

In the numerical model, sediment can exist as packed bed and in a suspended state. A packed bed is an erodible solid object that is represented using the FAVOR™ technique for complex solid boundaries (Hirt and Sicilian, 1985). This is the same method used to represent solid objects in the hydrodynamic solver. The morphological change in the packed bed is governed by the conservation of sediment mass.

형태학적 변경은 모형에 숫자로 표시되는 여러 가지 물리적 프로세스에 의해 제어됩니다. 이러한 프로세스에는 베드로드 운송, 인포테인먼트 및 증착이 포함됩니다. 베드로드 이송은 침전물이 서스펜션에 전달되지 않고 채널을 따라 횡방향으로 이동하는 물리적 과정입니다. 인포테인먼트란 난류 에디가 패킹 베드 상단의 곡물을 제거하고 일시 중단된 상태로 전환하는 과정입니다. 포장이란 곡물이 현수막에서 안착되어 포장된 침대에 퇴적하는 과정입니다. 수치 모델에서 이것은 일시 중단된 상태에서 포장된 베드 상태로의 전환입니다.

The morphological changes are governed by several different physical processes that are represented numerically in the model. These processes include bedload transport, entrainment and deposition. Bedload transport is the physical process of sediment moving laterally along the channel without being carried into suspension. Entrainment is the process by which turbulent eddies remove the grains from the top of the packed bed and transition to the suspended state. Packing is the process of grains settling out of suspension and depositing onto the packed bed. In the numerical model, this is the transition from the suspended to the packed bed state.

인포테인먼트 및 패킹의 상대적 비율은 포장된 베드와 부유 상태 사이의 침전물 질량 교환을 제어합니다. 이 모델은 Meyer-Peter Müler(1948), Nielsen(1992) 또는 Van Rijn(1984)의 방정식을 사용하여 베드 인터페이스가 포함된 각 메시 셀에서 베드로드 전송을 계산합니다. 메쉬 셀에서 이웃의 각 메쉬 셀로 이동하는 곡물의 양을 결정하기 위해 하위 메쉬 방법이 사용됩니다. 인포테인먼트에서 곡물의 리프팅 속도는 Winterwerp 등(1992)의 방정식을 사용하여 계산됩니다. 안착 속도는 Soulsby(1997년)를 사용하여 계산됩니다. 베드 인터페이스가 포함된 메시 셀에서 인터페이스의 위치, 방향 및 면적을 계산하여 베드 전단 응력, 무차원 전단 응력, 베드로드 전송 속도 및 인포테인먼트 속도를 결정합니다. 3D 난류 흐름의 베드 전단 응력은 표준 벽 함수를 사용하여 중간 곡물 크기에 비례하는 베드 표면 거칠기를 고려하여 평가됩니다.

The relative rates of entrainment and packing control the exchange of sediment mass between the packed bed and suspended states. The model calculates bedload transport in each mesh cell containing the bed interface using the equation of Meyer-Peter Müller (1948), Nielsen (1992) or Van Rijn (1984). A sub-mesh method is employed to determine the amount of grains moving from the mesh cell into each mesh cell in its neighbor. The lifting velocity of grains in entrainment is calculated using the equation of Winterwerp et al. (1992). The settling velocity is calculated using Soulsby (1997). In the mesh cells containing the bed interface, location, orientation and area of the interface are calculated to determine the bed shear stress, dimensionless shear stress, bedload transport rates and entrainment rates. Bed shear stress in 3D turbulent flows is evaluated using the standard wall function with consideration of bed surface roughness that is proportional to the median grain size.

부유된 침전물은 유체의 스칼라 질량 농도로 표시됩니다. 농도는 주어진 셀에서 균일한 것으로 가정되며 유체 셀 밀도 및 점도와 결합됩니다. 각 종에 대해, 부유 침전물 농도는 수송 방정식을 풀어서 계산됩니다.

The suspended sediment is represented as a scalar mass concentration in the fluid. The concentration is assumed to be uniform in a given cell and is coupled with the fluid cell density and viscosity. For each species, the suspended sediment concentration is calculated by solving a transport equation.

Validations

다음 5가지 검증 사례는 실험 데이터와 FLOW-3D의 침전물 이송 모델의 시뮬레이션 결과를 비교합니다.

마오(1986년)
Mao는 수중 수평 파이프라인 아래 침대의 무서운 프로파일을 얻기 위해 실험 작업을 수행했습니다. 아래 그림은 FLOW-3D를 사용하여 얻은 결과와 실험 결과를 비교합니다.

그림 A는 파이프라인 아래의 최대 scour깊이를 시간 경과에 따라 비교하는 반면, 그림 B ~ F는 스터디의 scour프로필(빨간색 점으로 표시됨)과 FLOW-3D 프로필을 오버레이합니다.

Chatterjee et al. (1994)

수평 제트 침수로 인해 국부적인 스쿠어 프로파일을 얻기 위한 실험 작업이 수행되었습니다. 아래 그림은 scour구멍 깊이와 둔부 높이에 대한 실험 대 FLOW-3D의 숫자 결과를 시간의 함수로 비교합니다. 이 애니메이션은 scour구멍과 둔부 높이가 최대 1시간 내에 안정된 상태에 도달한다는 것을 보여줍니다.

Gladstone et al. (1998)

In these experiments the propagation and deposition patterns of particle-laden flows were studied. The plot below compares experimental versus FLOW-3D simulation results from three different setups, labeled case A (100% 0.025mm size particles), case D (50% 0.069mm and 50% 0.025mm size particles), and case G (100% 0.069mm size particles).

Faruque et al. (2006)

이 논문에서, 저자들은 실험을 통해 3차원 벽면 제트기를 물에 잠기게 함으로써 국부적인 악취를 연구했습니다. 아래 표는 세 가지 서로 다른 테일워터 비율에 대한 scour 구멍의 3D 형태학적 변화에 대한 실험과 FLOW-3D 수치 결과를 비교합니다.

Equilibrium bed elevation changes predicted by the numerical model for a cylindrical pier. (A) Isometric view of scour and deposition adjacent to the pier. (B) Comparison between numerical results (top) and physical model measurements (bottom).

Equilibrium bed elevation changes predicted by the numerical model for the diamond pier. (A) Isometric view of scour and deposition adjacent to the pier. (B) Comparison between numerical results (top) and physical model measurements (bottom).

In this paper, the authors studied local scour by submerged three-dimensional wall jets via experiments. The table below compares the experimental versus FLOW-3D numerical results for 3D morphological changes in the scour hole for three different tailwater ratios.

References

Brethour, J.M., Hirt, C.W., 2009, Drift Model for Two-Component Flows, FSI-14-TN-83, Flow Science, Inc.

Chatterjee, S.S., Ghosh, S.N., and Chatterjee M., 1994, Local scour due to submerged horizontal jet, Journal of Hydraulic Engineering, 120(8), pp. 973-992.

Faruque, M.A.A., Sarathi, P., and Balachandar R., 2006, Clear Water Local Scour by Submerged Three-Dimensional Wall Jets : Effect of Tailwater Depth, Journal of Hydraulic Engineering, 132(6), pp. 575-580.

Flow Science, 2019, FLOW-3D Version 12.0 User Manual, Santa Fe, NM: Flow Science, Inc. https://www.flow3d.com

Fox, B. and Feurich, R., 2019, CFD Analysis of Local Scour at Bridge Piers, Federal Interagency Sedimentation and Hydrologic Modeling Conference (SEDHYD), Reno, NV.

Gladstone, C., Phillips, J.C., and Sparks R.S.J., 1998, Experiments on bidisperse, constant-volume gravity currents: propagation and sediment deposition, Sedimentology 45, pp. 833-843.

Hirt, C.W. and Sicilian, J.M., 1985, A porosity technique for the definition of obstacles in rectangular cell meshes, 4th International Conference on Numerical Ship Hydrodynamics, Washington, D.C.

Khosronejad, A., Kang, S., & Sotiropoulos, F., 2012. Experimental and computational investigation of local scour around bridge piers, Advances in Water Resources, 37, pp. 73-85.

Mao, Y., 1986. The interaction between a pipeline and an erodible bed, PhD thesis, Institute of Hydrodynamics and Hydraulic Engineering, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark.

Meyer-Peter, E. and Müller, R., 1948, Formulas for bed-load transport, Proceedings of the 2nd Meeting of the International Association for Hydraulic Structures Research. pp. 39–64.

Nielsen, P., 1992, Coastal bottom boundary layers and sediment transport (Vol. 4). World scientific.

Soulsby, R., 1997, Dynamics of Marine Sands, Thomas Telford Publications, London.

Van Rijn, L. C., 1984, Sediment Transport, Part I: Bed load transport, Journal of Hydraulic Engineering 110(10), pp. 1431-1456.

Wei, G., Brethour, J.M., Grüenzner M., and Burnham, J., 2014, The Sediment Scour Model in FLOW-3D, Technical Note FSI-14-TN-99, Flow Science, Inc.

Winterwerp, J.C., Bakker, W.T., Mastbergen, D.R. and Van Rossum, H., 1992, Hyperconcentrated sand-water mixture flows over erodible bed, Journal of Hydraulic Engineering, 118(11), pp. 1508–1525.

Coating Application/코팅분야 응용

해석 조건

Viscosity(점도) = 0.204 Pa-s
Density(밀도) = 965 kg/m^3
Surface tension(표면 장력) = 0.035N/m
Roll coating

물리 모델

Surface tension(표면 장력) 모델
Viscosity(점도)
Moving Objects(운동)

Classic Inlet Flooded Regime

Revers Operating Regime

Inlet Starved Operating Regime

2D 시뮬레이션은 작동 코팅 윈도우의 빠른 평가를 제공
계단식, 공기 유입, 기아 및 런백을 식별
리빙(Ribbing)은 3D 분석이 필요

해석 결과

Coastal applications using FLOW-3D/연안(해변) FLOW-3D해석사례

배수(Backwaters)이론

Air entrainment(공기 혼입 모델)
Turbulence(난류 모델)
Waves(파동 모델)
Sediment scour and deposition(세굴 모델)

하구 매커니즘(Estuarine mechanisms)

Air entrainment(공기 혼입 모델)
Turbulence(난류 모델)
Density Evaluation(밀도 유동 모델)
Wind

Wave generation

Solitary Wave
Linear Wave
JONSWAP
Pierson-Moskowitz
Stokes Wave

Wave 생성하는 모델은 크게 위의 5가지 모델이 있습니다. 아래는 위의 5가지 모델에 대한 해석 사례를 보여줍니다. 이를 참고하시면 해석에 도움이 됩니다.

부두에서 파도 부하 추정, 물리적 모델링 및 수치테스트, 새로운 Wave에 대한 고유 2차원 비선형 접근방식 등의 FLOW-3D결과는 실제 실험 데이터와 잘 일치함을 보여줍니다.

Eillott, T., and Fullarton, M., “Cyclone wave loads on wharf structure using the new wave approach”, FLOW-3D Americas User conference, 2014

세굴 모델(Sediment scour and deposition)

Critical Shields number definition(임계 Shields 수) : 0.05
Bed Load Transport Rate equation : Meyer-Peter & Muller equation
Richardson-Zaki coefficient multipller : 1
다음과 같이 Wave와 세굴(Sediment)를 같이 고려해서 해석하는 것을 추천합니다.
– 퇴적물 탱크의 파동(Solitary wave)
– 무연탄 및 모래
– 움직이는 물체 모델을 사용하여 생성된 파도

해석 결과

Density flows and heat transfer(밀도 유동과 열전달)

밀도 유동과 관련된 실제 사례

오염된 물(Jets)에 의한 수질 오염 사례
일반적으로 오염된 물(Jets)은 원천에서 멀어질수록 층류에서 난류로 변화

Plume(플럼)에 대한 이해

유체의 속도및 유동 패턴에 미치는 인자 고려
밀도에 의한 영향 고려
열전달(Heat transfer)에 의한 플럼(plume) 고려
적절한 난류 모델링(RANS, LES etc.) 고려

사례 분석(Study analysis)

Scalar

Variable density

Heat transfer

정밀주조품의 수축 결함 예측

정밀 주조품의 수축 결함 예측

정밀 주조 공정은 가장 오래된 주조 공정 중 하나로 기원전 4000년 이후에 보편화되었습니다. 이 과정은 용해된 금속을 소모품(왁스)패턴으로 생성된 세라믹 쉘에 주입하는 과정을 수반합니다. 일찍이 그것은 금, 은, 구리와 청동 합금으로 장신구와 우상을 만드는데 사용되었습니다.

정밀 주조공정은 1897년 아이오와 주, 위원회 블러프스의 Barabas Frederick Philbrook이 묘사한 대로 치과의사들이 왕관과 인레이를 만들기 위해 그것을 사용하기 시작한 19세기 말 현대 산업공정으로 사용되기 시작했습니다. 1940년대에는 제2차 세계대전 당시 기존 방법으로는 형성될 수 없거나 지나치게 많은 가공이 필요한 특수 합금의 정밀 순모형 제조 기술에 대한 수요로 인해 투자 주조 공정이 증가하였습니다.

오늘날 정밀 주조 공정은 표면 마감 및 치수 정확도가 우수하여 거의 순 형태에 가까운 철, 비철 및 초합금의 소형 산업용 부품을 생산하는데 주로 사용됩니다.

정밀 주조 공정은 다음 네 가지 주요 단계로 구성됩니다.

왁스 패턴 생성 후, 패턴 클러스터 또는 ‘트리’를 만들기 위해 게이트 시스템으로 청소 및 조립합니다.
나무는 세라믹 쉘을 얻기 위해 미세 모래와 Course한 모래 입자의 슬러리로 번갈아 코팅됩니다.
용기는 건조되고, 왁스를 녹이기 위해 가열되며, 강도를 높이고 주입 준비합니다.
마침내 주조 합금이 용해되어 예열된 쉘에 주입됩니다. 응고 후에 쉘이 파손되어 주조 부품을 얻습니다.

Figure 1. Solid model of the casting geometry

정밀 주조 공정에서 얻은 부품은 많은 중요한 용도에 사용되므로 내부적인 결함이 없어야 합니다. 정밀 주조 공정에서 발생하는 주요 결함은 세라믹 포함, 균열, 변형, 플래시, 주탕불량, 수축, 슬래그 포함, 탕경계등입니다. 얻은 주조물의 품질을 예측하려면 금속-몰드 열 전달계수, 주입 온도 등 다양한 주조 공정 매개 변수의 영향을 연구해야 합니다. 즉, 쉘 두께 및 쉘 열 전달계수가 그것입니다. 현대 컴퓨터 시스템 및 시뮬레이션 소프트웨어의 출현과 함께 금형 충진 및 응고 시뮬레이션은 주조공장에서 결함을 예측하고 설계를 최적화하는데 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

이 연구의 주요 목적은 정밀 주조 공정에서 주요 요소인 복사 열 전달과 정밀 주조 공정에 고유한 쉘 금형이 FLOW-3D에서 효과적으로 구현될 수 있는지를 조사하는 것입니다. FLOW-3D를 사용하여 간단한 형상을 위한 정밀 주조공정의 주입 및 응고 시뮬레이션을 수행함으로써 두 구성요소의 서로 다른 효과를 조사합니다. 다양한 위치에서 얻은 온도의 수치는 문헌 [1]에보고 된 실험 결과로 검증됩니다. 복사 열 전달계수, 쉘 몰드 두께, 탕구 및 게이트의 위치에 대한 영향도 조사했습니다.

Figure 2. Shell mold

Methodology

현재 연구에서 사용된 계산 형상은 그림 1에 나와 있습니다. 쉘 몰드는 다음 단계를 사용하여 작성되었습니다.

complement 1로 형상을 FLOW-3D로 가져오고 지정된 셀 크기로 가져온 형상을 중심으로 메쉬 블록을 작성합니다.
“complement”유형의 component1의 첫 번째 하위 구성 요소를 만들어 하위 구성 요소 외부의 모든 항목을 메쉬의 범위까지 확고하게 만듭니다.
솔리드 데이터베이스에서 이 솔리드 블록의 금형 재질 특성을 정의하십시오.
솔리드 특성 GUI의 구성 요소 특성에서 “Thermal penetration depth”를 정의하는 옵션이 있습니다. 여기서 쉘 두께 값을 정의 할 수 있습니다.
이제 전처리기를 실행하십시오.
Analyze 탭>3D 탭으로 이동 한 다음 이전 단계에서 생성 한 prpgrf 파일을 엽니다. ‘Iso-surface’와 ‘color variable’에서 “thermally active component volume”을 선택하고 “Render”을 선택하십시오.
Display에 이제 형상의 셸 부분 만 표시됩니다.
개체 목록 (창의 왼쪽 하단)에서 “component 1″을 선택하고 “component 1″을 마우스 오른쪽 단추로 클릭 한 다음 “stl로 내보내기”를 선택하여 이 곡면을 STL 파일로 저장하십시오.

Figure 3. The view of the two mesh blocks for the creation of a void with discretization

쉘 몰드 용 STL 파일을 만든 후에, 이 파일을 component 1로 새 시뮬레이션으로 가져오고 이전에 작성한 주조 형상을 하위 구성 요소로 가져오고 유형을 ‘hole’으로 선택합니다. 쉘 몰드와 함께 주조 형상이 그림 2에 나와 있습니다. 이것은 우리의 계산 영역으로 사용됩니다. 다음은 계산 영역을 cubical/rectangular셀로 분할하기 위한 메쉬를 만드는 것입니다. 메쉬 블록을 작성하여 FLOW-3D에서 메쉬를 생성합니다. 현재의 작업을 위해 2.5mm의 고정된 셀 크기가 선택된 그림 3에 표시된 균일한 메쉬 옵션을 선택했습니다. 입력 위치 주변에 메시 블록 2가 사용되는 현재 시뮬레이션을 위해 메시 블록 2개가 생성되었습니다. 쉘과 주변 공기 사이의 30°C에서의 열 전달을 고려하여 쉘 주위에 보이드 영역이 정의됩니다. 이 영역은 ‘heat transfer type 1’이 있는 보이드 영역으로 선택되며 셸과 주변 공기 사이에 열 전달 계수 값이 지정됩니다. heat transfer type 1은 방사선을 포함한 종합 열 전달 계수가 됩니다.
쉘 주형에 선택된 재료는 zircon이며 열 특성은 Sabau and Vishwanathan에 의해 수행된 실험에서 얻을 수 있습니다[2]. 표 1은 연구에 사용된 재료에 대해 지정된 값을 보여 줍니다.

MATERIAL	PROPERTY	VALUE	UNIT
Fluid –AluminiumA356 alloy	Density	2437	kg/m³
	Thermal conductivity	116.8	W/(m K)
	Specific heat	1074	J/(kg K)
	Latent heat	433.22	kJ/m³
	Liquidus temperature	608	0C
	Solidus temperature	552.4	0C

Zircon Mold	Thermal conductivity	1.09	W/(m K)
	Specific heat* Density	1.63E+06	J/( m³

Initial and boundary conditions used are show in Table 2.

Mold temperature	430°C
Melt pouring temperature	680°C
Filling time	7 s
Interface heat transfer coefficient	850 W/m²K
Heat transfer coefficient between ambient and mold (radiation effect)	30 -100 W/m²K

Table 2. Initial and boundary conditions used for the simulation

Sprue basin에 들어가는 용융물의 초기 속도와 온도는 메시 블록 2의 상단 경계에서 속도 경계 조건으로 주어집니다. 기본적으로 다른 모든 경계는 대칭 유형으로 설정됩니다.

Results & Discussion

Validation with reported experimental results

충전 및 응고 동안 냉각 곡선을 얻기 위한 실험에서 Sabuet.al[1]에 의해 선택된 네 개의 위치가 검증 목적으로 사용되었습니다. 그들은 C1, C2, S11, S12및 S21로 언급됩니다. C1과 C2지점은 주물의 플레이트의 중심에 있으며 S11, S12및 S21은 모두 쉘에 위치합니다. 이러한 위치에서의 온도 변화는 그림 4와 같습니다.
온도 프로파일의 수치 및 실험결과의 차이가 허용한계 안에 있음을 알 수 있습니다. probe points C1과 C2의 경우, 수치와 실험 결과 사이의 차이는 응고 중에 5%, 응고 후 냉각 시 12% 이내입니다. 쉘의 점에 대한 수치 결과는 실험 결과보다 약 5% 높습니다. 이는 쉘 재료에 열 물리학적 특성을 할당할 때 발생하는 가정과 쉘 열 전달 계수의 값 때문일 수 있습니다.

Fill sequence & solidification pattern for two different sprue locations

2 개의 상이한 탕구 위치에서 용탕 충전 순서는 5a 및 5b에 나와 있습니다. 최종 탕구가 더 많은 splashing을 생성하므로 결함으로 이어질 수 있습니다. 탕구가 중간에 놓여지면 흐름은 보다 균일 해지고 두 주조 단면에서 비슷한 온도 분포를 보입니다. 50 % 응고 후의 온도 프로파일의 2D 도면은 두 경우 모두 그림 5c 및 5d에 나와 있습니다. 수축 위치에서 볼 때 두 탕구 위치가 결함을 일으키는 것은 분명합니다.

Figure 5a. Fill sequence at different time intervals when the sprue is located at one end

Figure 5b. Fill sequence at different time intervals when the sprue is located in the middle

Figure 5c. 2D temperature profile after 50% solidification when the sprue is located at one end

Figure 5d. 2D temperature profile after 50% solidification when the sprue is located in the middle

Effect of shell thickness

정밀 주조에 대한 쉘 두께의 효과를 연구하기 위해 두께가 7.2, 10, 15 및 20 mm인 주물을 선정하였습니다. 그림 6a 및 6b는 주조품의 특정 위치에서 냉각 곡선을 나타내며, 이는 C1으로 나타내고 쉘 몰드 내의 특정 위치에 있으며, 응고 중에 S11로 나타납니다. 세라믹 쉘의 두께가 7.2 mm에서 15 mm로 증가하면 냉각 속도가 감소하여 응고 시간이 길어지는 것을 볼 수 있습니다.

Effect of shell heat transfer coefficient

쉘 열 전달 계수는 열이 쉘 몰드의 외부 벽에서 방사선을 통해 주변 공기로 열을 방출하는 속도를 나타냅니다. 이 효과를 조사하기 위해 열 전달 계수의 값을 20에서 80W/m2K까지 다양하게 했습니다. 7a 및 7b로부터, h의 변화는 주조 재료 및 쉘의 냉각 속도에 중요한 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다. 열 전달 계수가 20에서 80W/m2K로 증가하면 C1에서의 응고 시간이 812 초에서 334 초 (약 44 %)로 감소되었음을 알 수 있습니다. 따라서, h의 값을 변화시키는 것은 주물의 미세 구조에 영향을 미칩니다.

Figure 6a. Temperature profile at location C1 (casting) for the casting geometry where the sprue is located at one end for various shell thickness values

Figure 6b. Temperature profile at location S11 (shell) for the casting geometry where the sprue is located at one end for various shell thickness values

Figure 7a. Temperature profile at location C1 (casting) for the casting geometry where the sprue is located at one end for various heat transfer coefficient values between the shell mold & ambient

Figure 7b. Temperature profile at location S11 (shell) for the casting geometry where the sprue is located at one end for various heat transfer coefficient values between the shell mold & ambient

Conclusions

정밀 주조 공정의 몰드 충진 및 응고 시뮬레이션은 FLOW-3D를 사용하여 수행되었습니다. 주조 공정에 대한 주조 매개변수의 영향을 연구하기 위해 파라메트릭 연구가 수행되었습니다. 본 연구에서 다음과 같은 결론을 도출 할 수 있습니다.

FLOW-3D는 멀티 캐비티 몰드의 주입 및 응고 모델링이 가능합니다. 프로브 위치의 예측 온도 프로파일은 실험 데이터의 허용오차 이내였다.
쉘 두께의 경우, 두 경우 모두 셸의 임계 두께가 있으며, 그 이상으로 열 전달 특성이 역행하는 것으로 확인되었습니다. 셸 두께가 증가함에 따라 응고 시간이 임계 두께까지 증가하여 감소하기 시작했습니다. 원래 형상의 경우 임계 두께는 15~20mm인 반면 수정된 형상의 경우 10mm와 15mm 사이에 있다.
쉘과 대기 사이의 열 전달 계수 h는 열 전달 특성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. h가 20에서 80W/m2K로 4 배 증가할 때 탕구의 중심에서 응고 시간이 40 % 이상 감소했습니다.

References

Sabau, A.S., Numerical Simulation of the Investment Casting Process, Transactions of the American Foundry Society, vol. 113, Paper No. 05-160, 2005.

Sabau, A.S., and Viswanathan, S., Thermophysical Properties of Zircon and Fused Silica-based Shells used in the Investment Casting Process, Transactions of the American Foundry Society, vol. 112, Paper No. 04-081, 2004.

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2. 교육 내용 : FLOW-3D Basic

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  - FAVOR
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오시는 길

Prediction of Shrinkage Defects During Investment Casting Process

Indianapolis Storm-Water System

하수도 시스템은 액션영화의 도피 루트로 사용되지 않는 한 흥미롭지 않을 것입니다. 폭우로 인해 이산화탄소 수치가 올라갈 때까지 여러분은 그것에 대해 생각조차 하지 않을 것입니다. 불행하게도, 770개 이상의 오래 된 미국 도시들 아래에 있는 하수구 시스템은 심한 폭풍으로 오염 문제를 일으킵니다. 이러한 구형 설계는 하수 및 폭풍 유실을 위한 비용 효율적인 단일 스타일 파이프를 사용했으며 연결된 파이프로 강 및 호수에 하수를 내보냅니다(CSO).

1994년 미국 환경보호청(EPA)은 주로 북동부 및 그레이트 레이크 지역의 관련 지방 자치 단체들에게 CSO관련 문제를 줄이거나 제거하도록 하는 정책을 발표했습니다. (2000년 “Clean Water Act”의 일부로 법률화된 정책). 인디애나 폴리스(Indianapolis)는 가벼운 비 폭풍으로 인해 하수 오물의 백업 및 범람이 발생할 수 있는 도시 중 하나였으므로, 주요 건설 조건에서 2025년까지 문제를 해결하는 것이 필요하였습니다.

인디애나 폴리스는 국제 디자인 회사인 AECOM에 Citizens Energy Group이 건설하고 있는 3개의 깊은 암석 저장 터널 중 첫 번째를 설계할 것을 요청했습니다. 총 25마일인 이 시스템은 대규모 지하 펌프장과 기존의 하수구에서 CSO를 수직으로 떨어뜨리는 연결 구조물을 포함합니다. 첫 번째 터널의 경우, 강우가 가라 앉은 후에 3 개의 커다란 강하 구조물이 CSO를 저장 터널로 전환하여 후속 처리를 수행했습니다.

프로젝트를 해결하기 위해 AECOM은 여러 가능한 낙하 구조물 설계의 동작을 시뮬레이션하기 위해 FLOW-3D를 선택하여, 구축 및 평가 예산이 책정 된 물리적 모델에 대한 재 작업의 필요성을 최소화했습니다. 테스트 결과는 예측 값과 일치하였으므로 재설계가 필요하지 않았습니다. 또한, 이제 AECOM은 유압 설계작업의 첫 번째 단계를 일반적으로 CFD시뮬레이션을 사용합니다.

Large Scale Project on a Tight Delivery Schedule

촉박한 납품 일정에 따른 대규모 프로젝트

20세기에 건설된 하수 처리장은 주거용, 상업용, 환경유출물의 유출로 무엇을 해야 할 것인지에 대한 새로운 인식을 가져다 주었습니다. CSO 방전은 정상적으로 운영되는 동안 처리시설로 직접 이동되며 모든 과정이 양호하게 운영됩니다. 불행하게도, 대규모 폭풍이 발생하는 동안, 발전소들의 초과 용량문제를 피하기 위해 인근 수역으로 과도한 유량을 방출합니다. 이들 배출은 기름과 살충제, 야생동물 배설물에 이르기까지 다양한 오염 물질을 포함합니다.
고무적인 성공의 신호로, 1990 년대에 착공된 새로운 CSO 분리, 저장 및 처리 시설로 오염의 영향에 대해 67 %의 개선을 이루었지만, 여전히 많은 연구가 이루어져야 합니다. 인디애나 폴리스의 경우, 인디애나 폴리스시 공공사업부가 CSO 장기 통제계획을 준비한 2008년에 그러한 노력이 시작되었습니다. 정상적인 처리 공장에서 처리 할 수 있을 때까지 오버플로우가 발생하는 “저장 및 운송”접근법의 핵심은 인디애나 폴리스 터널 저장 시스템 또는 인디애나라고 합니다.

이 시스템의 첫번째 단계는 딥 록 터널 커넥터(DRTC)라고 불리는 1억 8천만달러 가치의 프로젝트입니다. DRTC는 길이 7마일의 18피트 직경의 지하 터널로, 기존의 인디애나 폴리스의 3개의 서버 대 계층 유출 연결의 흐름 경로를 다시 만들 것입니다(그림 1). 목표는 과잉 강우 유출을 기존 하수구와 새 터널 사이의 낙하 구조를 통해 이들 대피소에서 거대한 터널로 안전하게 재배치하고, 폭풍 후 처리를 위해 처리장으로 펌핑 될 수있을 때까지 유지합니다.

Fig. 1. City of Indianapolis Deep Rock Tunnel Connector (DRTC), a “storage and transport” concept being built to handle combined sewage overflow (CSO) during heavy storms. Three vertical drop structures will capture this flow and divert it downwards to 18-foot-diameter storage tunnels running more than 250 feet underground; the tunnels store the CSO until sewage treatment plant capacity becomes available. (Image courtesy Citizens Energy Group)

평균적으로 지표면 아래 250피트 깊이에서, DRTC는 건설과 궁극적인 운영 동안 위의 주변 지역에 대한 혼란을 최소화하도록 설계되었습니다. 그러나 이 프로젝트의 규모와 복잡성은 AECOM의 과제에 긴급성을 더했습니다. 세 장소 각각에 대한 가능한 낙하 구조 설계와 평가, 구조물 설계의 60%를 7개월 이내에 마무리 지었습니다.

이러한 구조물의 목적은 표준 도시 하수 시스템에서 깊은 저장 터널로 하수 흐름을 전달하는 동시에, 효율적 손실( 느린 속도 또는 백업)과 장기적인 도심을 방지하는 것입니다. 각 섹션의 크기와 모양이 유입 흐름의 볼륨 및 속도와 세심하게 일치하지 않을 경우 발생할 수 있는 구조적 손상입니다.
AECOM의 수석 기술 전문가인 라이언 에디슨 컨설턴트는 계약의 스케줄링 요구 사항이 유효성 검사를 위해서는, 단 하나의 모델에만 물리적 건물과 테스트 활동을 제한할 것이라는 것을 알게되었습니다. 다른 주요 건설 프로젝트에 15년간 FLOW-3D 시뮬레이션 소프트웨어를 사용해 왔기 때문에, 난류, 과전압 및 에너지 낭비를 예측하는 능력은 충분하지 않고 디자인 프로젝트에 적합하다고 자신했습니다. 또한 여러 검증(what-if) 시나리오를 실행하기 위한 소프트웨어 옵션을 통해 설계 세부 사항을 다시 실행해야 하는 위험을 최소화할 수 있었습니다. 변경 사항이 적용될 경우 상당한 이점은 여러개의 병렬 시공 트랙이 있는 프로젝트에 있습니다.
시간 제약에도 불구하고, 에디슨은 특히 이 도전에 만족했습니다. 왜냐하면 “CFD로 드롭 구조 설계를 만들고 물리학에서 이것들은 너무 큰 구조이기 때문입니다.”라고 그는 말합니다. 그것들은 CFD는 실제로 사용되지 않는데 보통 물리적 모델이나 손으로 계산하는 것으로 이루어집니다.

DRTC 프로젝트를 위해서, 그는 먼저 시뮬레이션된 작동 조건에 대해서 컴퓨터 설계를 테스트할 것입니다. 에디슨은 3차원의 일시적이고 격동적인 흐름 조건을 모델링 할 수 있는 소프트웨어 패키지인 FLOW-3D를 사용했습니다. 각 설계에 대한 계산 메쉬를 변경하지 않고도 여러 설계 지오 메트리를 모델링 할 수 있는 기능이였습니다.
시뮬레이션 데이터로 무장한 에디슨은 그 결과를 아이오와 대학교 II. 시설에서 시험한 1:10 크기의 물리적 모델의 작동 데이터와 비교하였습니다. (후자는 원래 아이오와 유압 연구소라고 불렸지만, 지금은 그룹의 다양한 범위를 반영하여 IIHR-Hydroscience & Engineering으로 알려져 있습니다.)

Zeroing in on the Drop-Structure Challenge

드롭 구조 과제에서 영점 조정

가장 제한적인 DRTC 사이트의 지오 메트리는 CSO 008로 지정된 레귤레이터에서 발생합니다. 기존 CSO 레귤레이터(기울기 약 75피트 아래)를 새 18피트 직경의 수집 터널과 연결하려면, 이 위치에서 150피트 이상의 수직 방향 주행이 필요합니다. 각 낙하 구조에 7백만달러 이상이 소요되는 경우, 프로젝트 관리자들은 물리적 모델이 구축된 후 비용과 시간이 많이 소요되는 재설계가 필요한 가능성을 낮추려고 애썼습니다.

역사적으로 낙하 구조는 이전 프로젝트를 적용하여 설계된 후 축소 모델로 구축되었으며, 테스트만으로도 6개월 이상이 소요될 수 있습니다. 가속화된 이 프로젝트에서, 2009년 가을에 시작한 AECOM의 초기 과제는 두가지 표준 개념 중에서 하나를 선택하는 것이었습니다. 포장-파운드 스타일과 접선 vortex버전, 둘 다 시속 35마일의 폭풍이 몰아치는 물 속에서 속도를 늦추고 통제하기 위해서 직접 계산 및 FLOW-3D에서 결정한 일반 구조 직경 및 구성 요소 크기를 사용한 초기 CFD분석으로, AECOM은 시공 가능성 및 비용 고려 사항을 평가하는 데 사용했습니다.
CSO 008의 현장 요구 사항과 비용 효율성을 고려할 때, 시 당국과 AECOM은 접선 소용돌이 낙하 구조를 선택했습니다. 이 설계의 핵심 요소는 흐름을 먼저 환상적인 제트로 유도한 다음, vortex 유도 나선형 흐름을 생성하는 테이퍼(확대) 접근 채널에 의해 공급되는 수직 튜브(드롭 샤프트)입니다. 이 통제 된 하강은 속도가 느려지고 하루 3 억 갤런 (mgd) 이상에 이르는 흐름을 안전하게 처리합니다. 스토리지 터널의 파괴적인 난류를 방지하는 것이 핵심 목표이므로 드롭 샤프트 흐름의 사전 차단이 설계의 핵심입니다.

구조 자체는 6 개의 주요 부분으로 구성됩니다. 1) 접근 채널 (기존의 하수 터널에서 나온 것), 2) 수평 흐름을 넓히고 수직 드롭 샤프트로 수평 흐름을 전달하는 직사각형 전이 테이퍼 채널, 3) 드롭 샤프트 자체 4) 탈 기실 (유량을 수평 방향으로 방향을 바꾸고 공기 유입을 감소시키는), 5) 수직 공기 배출구를 통해 낙하에서 유입 된 공기를 제거하고 적하 유체의 공기 코어가 열려 있고 6) 탈기 챔버와 저장 터널 챔버를 연결하는 파이프 (adit) (그림 2).

Fig. 2. CAD diagram of proposed Indianapolis DRTC combined sewage overflow (CSO) vertical drop structure, showing approach channel, taper channel and vortex dropshaft. Using FLOW-3D CFD analysis software, AECOM simulated the flow behavior, gaining confidence in the system performance prior to physical model testing. (Image courtesy AECOM)
Prediction of Shrinkage Defects During Investment Casting Process

This article was contributed by Dr. S. Savithri, Senior Principal Scientist at CSIR-NIIST

인베스트먼트 주조공정은 가장 오래된 주조 공정 중 하나로 기원전 4000년 이후에 보편화되었습니다. 이 과정은 용해된 금속을 소모품패턴으로 생성된 세라믹 쉘에 주입하는 과정을 수반합니다. 일찍이 그것은 금, 은, 구리와 청동 합금으로 장신구와 우상을 만드는데 사용되었습니다.

인베스트먼트 주조공정은 1897년 아이오와 주, 위원회 블러프스의 Barabas Frederick Philbrook이 묘사한 대로 치과의사들이 왕관과 인레이를 만들기 위해 그것을 사용하기 시작한 19세기 말 현대 산업공정으로 사용되기 시작했다. 1940년대에는 제2차 세계대전 당시 기존 방법으로는 형성될 수 없거나 지나치게 많은 가공이 필요한 특수 합금의 정밀 순모형 제조 기술에 대한 수요로 인해 투자 주조 공정이 증가하였다.

오늘날 투자 주조 공정은 표면 마감 및 치수 정확도가 우수하여 거의 순 형태에 가까운 철, 비철 및 초합금의 소형 산업용 부품을 생산하는데 주로 사용됩니다.

인베스트먼트 주조 공정은 다음 네 가지 주요 단계로 구성됩니다.

왁스 패턴 생성 후, 패턴 클러스터를 만들기 위해 게이트 시스템으로 청소 및 조립합니다.
나무는 세라믹 쉘을 얻기 위해 미세 모래와 Course한 모래 입자의 슬러리로 번갈아 코팅됩니다.
용기는 건조되고, 왁스를 녹이기 위해 가열되며, 강도를 높이고 주입 준비합니다.
마침내 주조 합금이 용해되어 예열된 쉘에 주입됩니다. 응고 후에 쉘이 파손되어 주조 부품을 얻습니다.

Figure 1. Solid model of the casting geometry

인베스트먼트 주조 공정에서 얻은 부품은 많은 중요한 용도에 사용되므로 내부적인 결함이 없어야 합니다. 투자 주조 공정에서 발생하는 주요 결함은 세라믹 포함, 균열, 변형, 플래시, 주탕불량, 수축, 슬래그 포함, 탕경계등입니다. 얻은 주조물의 품질을 예측하려면 금속-몰드 열 전달계수, 주입 온도 등 다양한 주조 공정 매개 변수의 영향을 연구해야 합니다. 즉, 쉘 두께 및 쉘 열 전달계수가 그것입니다. 현대 컴퓨터 시스템 및 시뮬레이션 소프트웨어의 출현과 함께 금형 충진 및 응고 시뮬레이션은 주조공장에서 결함을 예측하고 설계를 최적화하는데 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

이 연구의 주요 목적은 투자 주조 공정에서 주요 요소인 복사 열 전달과 인베스트먼트 주조공정에 고유한 쉘 금형이 FLOW-3D에서 효과적으로 구현될 수 있는지를 조사하는 것입니다. FLOW-3D를 사용하여 간단한 형상을 위한 인베스트먼트 주조공정의 주입 및 응고 시뮬레이션을 수행함으로써 두 구성요소의 서로 다른 효과를 조사합니다. 다양한 위치에서 얻은 온도의 수치는 문헌 [1]에보고 된 실험 결과로 검증됩니다. 복사 열 전달계수, 쉘 몰드 두께, 탕구 및 게이트의 위치에 대한 영향도 조사했습니다.

Figure 2. Shell mold

Methodology

현재 연구에서 사용된 계산 형상은 그림 1에 나와 있습니다. 쉘 몰드는 다음 단계를 사용하여 작성되었습니다.

구성 요소 1로 형상을 FLOW-3D로 가져오고 지정된 셀 크기로 가져온 형상을 중심으로 메쉬 블록을 작성합니다.
“보완”유형의 component1의 첫 번째 하위 구성 요소를 만들어 하위 구성 요소 외부의 모든 항목을 메쉬의 범위까지 확고하게 만듭니다.
솔리드 데이터베이스에서 이 솔리드 블록의 금형 재질 특성을 정의하십시오.
솔리드 특성 GUI의 구성 요소 특성에서 “열 침투 깊이”를 정의하는 옵션이 있습니다. 여기서 쉘 두께 값을 정의 할 수 있습니다.
이제 전처리기를 실행하십시오.
분석 탭> 3D 탭으로 이동 한 다음 이전 단계에서 생성 한 prpgrf 파일을 엽니다. ‘Iso-surface’와 ‘color variable’에서 “열 활성화 구성 요소 볼륨”을 선택하고 “렌더링”을 선택하십시오.
Display에 이제 형상의 셸 부분 만 표시됩니다.
개체 목록 (창의 왼쪽 하단)에서 “구성 요소 1″을 선택하고 “구성 요소 1″을 마우스 오른쪽 단추로 클릭 한 다음 “stl로 내보내기”를 선택하여 이 곡면을 STL 파일로 저장하십시오.

Figure 3. The view of the two mesh blocks for the creation of a void with discretization

쉘 몰드 용 STL 파일을 만든 후 파일을 구성 요소 1로 새 시뮬레이션으로 가져오고 이전에 작성한 주조 형상을 하위 구성 요소로 가져오고 유형을 ‘hole’으로 선택합니다. 쉘 몰드와 함께 주조 형상이 그림 2에 나와 있습니다. 이것은 우리의 계산 영역으로 사용됩니다. 다음은 계산 영역을 cubical/rectangular셀로 분할하기 위한 메쉬를 만드는 것입니다. 메쉬 블록을 작성하여 FLOW-3D에서 메쉬를 생성합니다. 현재의 작업을 위해 우리는 2.5mm의 고정된 셀 크기가 선택된 그림 3에 표시된 균일한 메쉬 옵션을 선택했습니다. 입력 위치 주변에 메시 블록 2가 사용되는 현재 시뮬레이션을 위해 메시 블록 2개가 생성되었습니다. 쉘과 주변 공기 사이의 30°C에서의 열 전달을 고려하여 쉘 주위에 보이드 영역이 정의됩니다. 이 영역은 ‘열 전달 유형 1’이 있는 보이드 영역으로 선택되며 셸과 주변 공기 사이에 열 전달 계수 값이 지정됩니다. 열 전달 유형 1은 방사선을 포함한 종합 열 전달 계수가 됩니다.

쉘 주형에 선택된 재료는 zircon이며 열 특성은 Sabau and Vishwanathan에 의해 수행된 실험에서 얻을 수 있습니다[2]. 표 1은 연구에 사용된 재료에 대해 지정된 값을 보여 줍니다.

MATERIAL	PROPERTY	VALUE	UNIT
Fluid –AluminiumA356 alloy	Density	2437	kg/m³
	Thermal conductivity	116.8	W/(mK)
	Specific heat	1074	J/(kgK)
	Latent heat	433.22	kJ/m³
	Liquidus temperature	608	°C
	Solidus temperature	552.4	°C
Zircon Mold	Thermal conductivity	1.09	W/(mK)
	Specific heat* Density	1.63E+06	J/( m³K)

Initial and boundary conditions used are show in Table 2.

Mold temperature	430°C
Melt pouring temperature	680°C
Filling time	7 s
Interface heat transfer coefficient	850 W/m²K
Heat transfer coefficient between ambient and mold (radiation effect)	30 -100 W/m²K

Table 2. Initial and boundary conditions used for the simulation

탕구저에 들어가는 용융물의 초기 속도와 온도는 메시 블록 2의 상단 경계에서 속도 경계 조건으로 주어집니다. 기본적으로 다른 모든 경계는 대칭 유형으로 설정됩니다.

Results & Discussion

Validation with reported experimental results

온도 프로파일의 수치 및 실험결과의 차이가 허용한계 안에 있음을 알 수 있습니다. 프로브 포인트 C1과 C2의 경우, 수치와 실험 결과 사이의 차이는 응고 중에 5%, 응고 후 냉각 시 12% 이내입니다. 쉘의 점에 대한 수치 결과는 실험 결과보다 약 5% 높습니다. 이는 쉘 재료에 열 물리학적 특성을 할당할 때 발생하는 가정과 쉘 열 전달 계수의 값 때문일 수 있습니다.

Fill sequence & solidification pattern for two different sprue locations

두 가지 다른 스프 루 위치의 채우기 순서 및 응고 패턴

2 개의 상이한 탕구 위치에 주물충전 순서는5a 및5b에 나와 있습니다. 최종 탕구가 더 많은 스플라인을 생성하므로 결함으로 이어질 수 있습니다. 탕구가 중간에 놓여지면 흐름은 보다 균일 해지고 두 주조 단면에서 비슷한 온도 분포를 보입니다. 50 % 응고 후의 온도 프로파일의 2D 도면은 두 경우 모두 그림 5c 및 5d에 나와 있습니다. 수축 위치에서 볼 때 두 탕구 위치가 결함을 일으키는 것은 분명합니다.

Figure 5a. Fill sequence at different time intervals when the sprue is located at one end

Figure 5b. Fill sequence at different time intervals when the sprue is located in the middle

Figure 5c. 2D temperature profile after 50% solidification when the sprue is located at one end

Figure 5d. 2D temperature profile after 50% solidification when the sprue is located in the middle

Effect of shell thickness

인베스트먼트 주조에 대한 쉘 두께의 효과를 연구하기 위해 두께가 7.2, 10, 15 및 20 mm인 주물을 선정하였습니다. 그림 6a 및 6b는 주조품의 특정 위치에서 냉각 곡선을 나타내며, 이는 C1으로 나타내고 쉘 몰드 내의 특정 위치에 있으며, 응고 중에 S11로 나타납니다. 세라믹 쉘의 두께가 7.2 mm에서 15 mm로 증가하면 냉각 속도가 감소하여 응고 시간이 길어지는 것을 볼 수 있습니다.

Effect of shell heat transfer coefficient

셸 열 전달 계수는 열이 셸 금형의 외부 벽에서 방사선을 통해 주변 공기로 열을 방출하는 속도를 나타냅니다. 이 효과를 조사하기 위해 열 전달 계수의 값을 20에서 80W/m²K까지 다양하게 했습니다. 7a 및 7b로부터, h의 변화는 주조 재료 및 쉘의 냉각 속도에 중요한 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다. 열 전달 계수가 20에서 80W/m²K로 증가하면 C1에서의 응고 시간이 812 초에서 334 초 (약 44 %)로 감소되었음을 알 수 있습니다. 따라서, h의 값을 변화시키는 것은 주물의 미세 구조에 영향을 미칩니다.

Figure 6a. Temperature profile at location C1 (casting) for the casting geometry where the sprue is located at one end for various shell thickness values

Figure 6b. Temperature profile at location S11 (shell) for the casting geometry where the sprue is located at one end for various shell thickness values

Figure 7a. Temperature profile at location C1 (casting) for the casting geometry where the sprue is located at one end for various heat transfer coefficient values between the shell mold & ambient

Figure 7b. Temperature profile at location S11 (shell) for the casting geometry where the sprue is located at one end for various heat transfer coefficient values between the shell mold & ambient

Conclusions

인베스트먼트 주조 공정의 몰드 충진 및 응고 시뮬레이션은 FLOW-3D를 사용하여 수행되었습니다. 주조 공정에 대한 주조 매개변수의 영향을 연구하기 위해 파라메트릭 연구가 수행되었습니다. 본 연구에서 다음과 같은 결론을 도출 할 수 있습니다.

FLOW-3D는 멀티 캐비티 몰드의 주입 및 응고 모델링이 가능합니다. 프로브 위치의 예측 온도 프로파일은 실험 데이터의 허용오차 이내였다.
쉘 두께의 경우, 두 경우 모두 셸의 임계 두께가 있으며, 그 이상으로 열 전달 특성이 역행하는 것으로 확인되었습니다. 셸 두께가 증가함에 따라 응고 시간이 임계 두께까지 증가하여 감소하기 시작했습니다. 원래 형상의 경우 임계 두께는 15~20mm인 반면 수정된 형상의 경우 10mm와 15mm 사이에 있다.
쉘과 대기 사이의 열 전달 계수 h는 열 전달 특성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. h가 20에서 80W/m²K로 4 배 증가할 때 탕구의 중심에서 응고 시간이 40 % 이상 감소했습니다.

References

Sabau, A.S., Numerical Simulation of the Investment Casting Process, Transactions of the American Foundry Society, vol. 113, Paper No. 05-160, 2005.

Design and CFD Analysis

설계 및 CFD분석

일반적인 소용돌이 설계는 널리 받아들여지고 있지만, 각 낙하 구조는 최적의 접선 흐름 특성을 보장하기 위해 인디애나 폴리스의 위상에 맞는 적절한 크기를 가져야 했습니다. 특히, 가능한 설계에 대한 AECOM의 계획은 세가지 목표를 가지고 있었습니다. 결합된 접근법과 테이퍼 채널을 짧은 길이로 제한하는 현장, 고유의 제약이 있었는지를 결정합니다. 허용 가능하지만 접근 방식에서 과도한 난류 조건이 발생하지 않았습니다. 테이퍼 채널에 안정적인 흐름 조건이 존재하는지 확인하고 다양한 흐름 조건에서 흐름 안정성을 평가했고, 논리적 기준점은 밀워키 인라인 스토리지 프로젝트라고 불리는 잘 알려지고 문서화된 시스템이었습니다.

Edison은 DRTC 프로젝트 규모에 맞춰 H-4로 지정된 Milwaukee 드롭 구조 설계를 기반으로 초기 설계를 기반으로했습니다.
166 피트의 기본 낙하 길이를 포함하고 체적 유량, 벽, 대칭 및 기타 초기 매개 변수를 지정하는 FLOW-3D 분석을 설정합니다.
그는 우리가 CFD를 통해 발견한 것은 밀워키에서 이 디자인을 사용하면 우리의 어플리케이션에 잘 맞지 않는다는 것이라고 말합니다. FLOW-3D는 이것을 보여 주고 있었기 때문에 CFD를 사용하여 변형을 시도하고 우리의 수정된 디자인을 고안했습니다.
더 넓은 접근 경로, 더 넓은 테이퍼 및/또는 더 깊은 테이퍼 깊이를 사용한 수정은 에디슨은 FLOW-3D에서 각 변동 사항을 설정하는 것이 매우 빠르다고 말합니다. (그림 3,4,5). 개선의 진전은 고무적이었습니다. 시뮬레이션 결과의 높은 수준은 심지어 절삭(침식)을 개선하기 위해 드롭 축의 바닥에 의문스러운 플레이트가 수직 흐름이 수평으로 전환되는 난류 분리 및 감소가되도록 기능을 추가하도록 설득했습니다.

Figs. 3, 4 and 5. Tangential drop structure flow simulated with FLOW-3D. Structure dimensions were optimized through multiple design iterations. (Image courtesy AECOM)

9번째 설계 변동에 대한 FLOW-3D 출력 동작인 V9는 접근 섹션을 확장했으며, 모든 흐름 볼륨 레벨에서 300mg/d까지 양호한 흐름 안정성을 보였으며 유압식 점프는 없었습니다. 그리고 양호한 Froude numners(유체 움직임에 미치는 중력의 영향을 나타내기 위해 사용되는 치수 없는 수량), 2010년 2월부터 AECOM이 물리적 시험과 검증을 위해 선택하였습니다(그림 6). 그 계획은 아이오와 연구소의 시험 결과에 기초하여 CFD와 최적화를 추가하는 것이였습니다.

Fig. 6. Scale model (1:10) of vertical drop structure, tested at University of Iowa IIHR Hydroscience & Engineering facility. (Image courtesy AECOM)

에디슨은 V9에서 결정된 치수 매개 변수에 대해 그 디자인을 아이오와 주에 가져가서 CFD를 이용해 만들었는데 완벽하게 작동했습니다. (II.)직원들은 실제로 무언가를 설치한 것은 이번이 처음이며, 변경하라고 말할 만한 것이 아무것도 없다고 말했습니다. 측정된 데이터는 드롭 샤프트 연결 구조 내의 수면 높이, Adit내 공기 침투의 정량, 벤트 샤프트 위로 공기 흐름을 포함했습니다. 흐름이 증가함에 따라 와류량이 증가함에 따라 축 벽에 부착되어 탈산소까지 원활하게 회전하는 모습이 포착되었습니다(그림 7).

에디슨은 후속 실험을 위해 여러번 시험장을 돌아다녔습니다. 물리적 모델이 처음부터 올바르게 작동했기 때문에 시험 프로그램을 확장할 시간이 있었습니다. “재미 있는 것은 환기구를 움직이는 것과 같이 우리가 궁금했던 것들을 탐구해서 지적으로 그것을 가지고 놀 시간이 있었다는 것입니다.” 에디슨은 예정보다 앞서 있었기 때문에 잔여 프로젝트 시간을 이용해 탈염소와 adit 내의 유압 장치를 조사할 수 있었습니다.

Fig. 7. Operation of scale-model vertical drop structure, showing test run of 300 million gallons per day (mgd). Flow vortex development shows good rotation and attachment to the shaft wall all the way down to the de-aeration chamber. No design modifications were necessary to the simulated design. (Image courtesy AECOM)

Final Results

AECOM은 2010년 7월 DRTC에 대한 전반적인 작업을 마쳤습니다. 2013년 3월부터 18구경 터널을 굴착하기 시작했고, CSO드롭 구조 3개(CFD로 설계된 나머지 2개의 구조물만 있음)는 모두 현재 공사 중입니다.

에디슨의 의견으로는, 토목 공학은 전체적으로 CFD를 채택하는 데 느린 편이었습니다. 이를 입증하기 위해 그는 인천 국제 공항을 처음 방문한 당시 접선 소용돌이 모형의 소위 “묘지”에서 본것을 기술했습니다. 그러나 그는 이들을 다시 처리해야 했다고 말했습니다. 그는 유압 설계를 위한 시뮬레이션 사용으로 판매되는 것을 권장하고 있습니다.

에디슨은 DRTC노력을 요약하면서 “정말 재미 있었습니다. 물리적 모델링이 필요한 위치에 대해 더 자세히 알아보았고, 그렇다면 어떤 경우에는 순수한 RAID기반 설계를 수행할 수 있습니다. 많은 DRTC작업들이 그것의 증거입니다. 물리적 모델은 실제로 필요하지 않았지만 검증을 통해 위험을 줄일 수 있었습니다. 프로젝트에서 이 두가지를 모두 수행할 수 있었다는 것은 믿을 수 없는 일입니다.”라고 말했습니다.

This article first appeared in WaterWorld Magazine.

Additive Manufacturing & Welding Bibliography

다음은 적층 제조 및 용접 참고 문헌의 기술 문서 모음입니다. 이 모든 논문에는 FLOW-3D AM 결과가 나와 있습니다. FLOW-3D AM을 사용하여 적층 제조, 레이저 용접 및 기타 용접 기술에서 발견되는 프로세스를 성공적으로 시뮬레이션하는 방법에 대해 자세히 알아보십시오.

2024년 11월 20일 update

121-24 Lovejoy Mutswatiwa, Lauren Katch, Nathan John Kizer, Judith Anne Todd, Tao Sun, Samuel James Clark, Kamel Fezzaa, Jordan Lum, David Matthew Stobbe, Griffin Jones, Kenneth Charles Meinert Jr., Andrea Paola Argüelles, Christopher Micheal Kube, High-speed synchrotron X-ray imaging of melt pool dynamics during ultrasonic melt processing of Al6061, Communications Materials, 5; 143, 2024. doi.org/10.1038/s43246-024-00584-3

120-24 Mysore Nagaraja Kishore, Dong Qian, Masakazu Soshi, Wei Li, Conforming mesh modeling of multi-physics effect on residual stress in multi-layer powder bed fusion process, Journal of Manufacturing Processes, 124; pp. 793-804, 2024. doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.06.033

113-24 Yusufu Ekubaru, Takuya Nakabayashi, Tomoharu Fujiwara, Behrang Poorganji, Processing windows of Ni625 alloy fabricated using direct energy deposition, Advanced Engineering Materials, 2024. doi.org/10.1002/adem.202400962

111-24 Ruijie Liu, Melt pool dynamic modelling for the titanium-based metal additive manufacturing process, Thesis, The University of Auckland, 2024.

104-24 Ju Wang, Meng Li, Huarong Zhang, Zhe Liu, Xiaodan Li, Dengzhi Yao, Yuhang Wu, Qiong Wu, Xizhong An, Shujun Li, Jian Wang, Xing Zhang , Cumulative effects of powder beds and melted areas on pore defects in electron beam powder bed fusion of tungsten, Powder Technology, 443; 119971, 2024. doi.org/10.1016/j.powtec.2024.119971

100-24 Xuesong Gao, Aryan Aryan, Wei Zhang, Numerical analysis of rotating scans’ effect on surface roughness in laser-powder bed fusion, Journal of Materials Research and Technology, 30; pp. 8671-8682, 2024. doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.05.214

95-24 Yongbiao Wang, Yue Zhang, Junjie Jiang, Yang Zhang, Hongyang Cui, Xintian Liu, Yujuan Wu, Cross-scale simulation of macro/microstructure evolution during selective laser melting of Mg–Gd–Y alloy, Metallurgical and Materials Transactions B , 2024. doi.org/10.1007/s11663-024-03104-3

94-24 Yang Chu, Haichuan Shi, Peilei Zhang, Zhishui Yu, Hua Yan, Qinghua Lu, Shijie Song, Kaichang Yu, Simulation-assisted parameter optimization and tribological behavior of graphene reinforced IN718 matrix composite prepared by SLM, Intermetallics, 170; 108307, 2024. doi.org/10.1016/j.intermet.2024.108307

92-24 Ying Wei, Song Han, Shiwei Yu, Ziwei Chen, Ziang Li, Hailong Wang, Wenbo Cheng, Mingzhe An , Parameter impact on 3D concrete printing from single to multi-layer stacking, Automation in Construction, 164; 105449, 2024. doi.org/10.1016/j.autcon.2024.105449

90-24 Chuanbin Du, Yuewei Ai, Yiyuan Wang, Chenglong Ye, The effect mechanism of laser beam defocusing on the surface quality of IN718 alloy prepared by laser powder bed fusion, Powder Technology, 443; 119841, 2024. doi.org/10.1016/j.powtec.2024.119841

88-24 Arash Samaei, Joseph P. Leonor, Zhengtao Gan, Zhongsheng Sang, Xiaoyu Xie, Brian J. Simonds, Wing Kam Liu, Gregory J. Wagner, Benchmark study of melt pool and keyhole dynamics, laser absorptance, and porosity in additive manufacturing of Ti-6Al-4V, Progress in Additive Manufacturing, 2024. doi.org/10.1007/s40964-024-00637-6

83-24 Ao Fu, Zhonghao Xie, Jian Wang, Yuankui Cao, Bingfeng Wang, Jia Li, Qihong Fang, Xiaofeng Li, Bin Liu, Yong Liu, Controlling of cellular substructure and its effect on mechanical properties of FeCoCrNiMo0.2 high entropy alloy fabricated by selective laser melting, Materials Science and Engineering: A, 901; 146547, 2024. doi.org/10.1016/j.msea.2024.146547

82-24 Fatemeh Bodaghi, Mojtaba Movahedi, Suck-Joo Na, Lin-Jie Zhang, Amir Hossein Kokabi, Effect of welding current and speed on solidification cracking susceptibility in gas tungsten arc fillet welding of dissimilar aluminum alloys: Coupling a weld simulation and a cracking criterion, Journal of Materials Research and Technology, 30: pp. 4777-4785, 2024. doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.04.195

81-24 Myeonghwan Choi, Dae-Won Cho, Kwang-Hyeon Lee, Seonghoon Yoo, Sangyong Nam, Namhyun Kang, Severe Mn vaporization for partial-penetrated laser keyhole welds of high-manganese cryogenic steel, International Journal of Heat and Mass Transfer, 227; 125567, 2024. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125567

78-24 An Wang, Qianglong Wei, Zijue Tang, J.P. Oliviera, Chu Lun Alex Leung, Pengyuan Ren, Xiaolin Zhang, Yi Wu, Haowei Wang, Hongze Wang, Effects of hatch spacing on pore segregation and mechanical properties during blue laser directed energy deposition of AlSi10Mg, Additive Manufacturing, 85; 104147, 2024. doi.org/10.1016/j.addma.2024.104147

77-24 Jeongho Yang, Seonghun Ji, Du-Rim Eo, Jongcheon Yoon, Parviz Kahhal, Hyub Lee, Sang Hu Park, Effect of abnormal powder feeding on mechanical properties of fabricated part in directed energy deposition, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing – Green Technology, 2024. doi.org/10.1007/s40684-024-00620-0

72-24 Minglei Qu, Jiandong Yuan, Ali Nabaa, Junye Huang, Chihpin Andrew Chuang, Lianyi Chen, Melting and solidification dynamics during laser melting of reaction-based metal matrix composites uncovered by in-situ synchrotron X-ray diffraction, Acta Materialia, 271; 119875, 2024. doi.org/10.1016/j.actamat.2024.119875

71-24 Chenze Li, Manish Jain, Qian Liu, Zhuohan Cao, Michael Ferry, Jamie J. Kruzic, Bernd Gludovatz, Xiaopeng Li, Multi-scale microstructure manipulation of an additively manufactured CoCrNi medium entropy alloy for superior mechanical properties and tunable mechanical anisotropy, Additive Manufacturing, 84; 104104, 2024. doi.org/10.1016/j.addma.2024.104104

68-24 Jialu Wang, Shuaicheng Zhu, Miaojin Jiang, Yunwei Gui, Huadong Fu, Jianxin Xie, Solidification track morphology, residual stress behavior, and microstructure evolution mechanism of FGH96-R nickel-based superalloys during laser powder bed fusion process, Journal of Materials Engineering and Performance, 2024. doi.org/10.1007/s11665-024-09326-5

66-24 Erik Holmen Olofsson, Ashley Dan, Michael Roland, Ninna Halberg Jokil, Rohit Ramachandran, Jesper Henri Hattel, Numerical modeling of fill-level and residence time in starve-fed single-screw extrusion: a dimensionality reduction study from a 3D CFD model to a 2D convection-diffusion model, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 132; pp. 1111-1125, 2024. doi.org/10.1007/s00170-024-13378-1

64-24 Feipeng An, Linjie Zhang, Wei Ma, Suck Joo Na, Influences of the powder size and process parameters on the quasi-stability of molten pool shape in powder bed fusion-laser beam of molybdenum, Journal of Materials Engineering and Performance, 2024. doi.org/10.1007/s11665-024-09328-3

63-24 Haodong Chen, Xin Lin, Yajing Sun, Shuhao Wang, Kunpeng Zhu, Binbin Dan, Revealing formation mechanism of end of process depression in laser powder bed fusion by multi-physics meso-scale simulation, Virtual and Physical Prototyping, 19.1; e2326599, 2024. doi.org/10.1080/17452759.2024.2326599

57-24 Masayuki Okugawa, Kenji Saito, Haruki Yoshima, Katsuhiko Sawaizumi, Sukeharu Nomoto, Makoto Watanabe, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi, Solute segregation in a rapidly solidified Hastelloy-X Ni-based superalloy during laser powder bed fusion investigated by phase-field and computational thermal-fluid dynamics simulations, Additive Manufacturing, 84; 104079, 2024. doi.org/10.1016/j.addma.2024.104079

51-24 Jeongho Yang, Dongseok Kang, Si Mo Yeon, Yong Son, Sang Hu Park, Interval island laser-scanning strategy of Ti–6Al–4V part additively manufactured for anisotropic stress reduction, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 25; pp. 1087-1099, 2024. doi.org/10.1007/s12541-024-00967-z

50-24 James Lamb, Ruben Ochoa, Adriana Eres-Castellanos, Jonah Klemm-Toole, McLean P. Echlin, Tao Sun, Kamel Fezzaa, Amy Clarke, Tresa M. Pollack, Quantification of melt pool dynamics and microstructure during simulated additive manufacturing, Scripta Materialia, 245; 116036, 2024. doi.org/10.1016/j.scriptamat.2024.116036

41-24 Xiong Zhang, Chunjin Wang, Benny C.F. Cheung, Gaoyang Mi, Chunming Wang, Ultrafast laser ablation of tungsten carbide: Quantification of threshold range and interpretation of feature transition, Journal of the American Ceramic Society, 107.6; pp. 3724-3734, 2024. doi.org/10.1111/jace.19718

38-24 Hao-Ping Yeh, Mohamad Bayat, Amirhossein Arzani, Jesper H. Hattel, Accelerated process parameter selection of polymer-based selective laser sintering via hybrid physics-informed neural network and finite element surrogate modelling, Applied Mathematical Modelling, 130; pp. 693-712, 2024. doi.org/10.1016/j.apm.2024.03.030

34-24 Khalid El Abbaoui, Issam Al Korachi, Mostapha El Jai, Berin Šeta, Md. Tusher Mollah, 3D concrete printing using computational fluid dynamics: Modeling of material extrusion with slip boundaries, Journal of Manufacturing Processes, 118; pp. 448-459, 2024. doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.03.042

33-24 Hao Lu, Lida Zhu, Pengsheng Xue, Boling Yan, Yanpeng Hao, Zhichao Yang, Jinsheng Ning, Chuanliang Shi, Hao Wang, Ultrasonic machining response and improvement mechanism for differentiated bio-CoCrMo alloys manufactured by directed energy deposition, Journal of Materials Science & Technology, 193; pp. 226-243, 2024. doi.org/10.1016/j.jmst.2023.12.037

32-24 Yinghang Liu, Zhe Song, Yi Guo, Gaoming Zhu, Yunhao Fan, Huamiao Wang, Wentao Yan, Xiaoqin Zeng, Leyun Wang, Simultaneously enhancing strength and ductility of LPBF Ti alloy via trace Y2O3 nanoparticle addition, Journal of Materials Science & Technology, 191; pp. 146-156, 2024. doi.org/10.1016/j.jmst.2024.01.011

27-24 Zehui Liu, Yiyang Hu, Mingyang Zhang, Wei Zhang, Jun Wang, Wenbo Lei, Chunming Wang, Surface morphology evolution mechanisms of pulse laser polishing mold steel, International Journal of Mechanical Sciences, 269; 109039, 2024. doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2024.109039

25-24 Muhammad Arif Mahmood, Kashif Ishfaq, Marwan Khraisheh, Inconel-718 processing windows by directed energy deposition: a framework combining computational fluid dynamics and machine learning models with experimental validation, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 130; pp. 3997-4011, 2024. doi.org/10.1007/s00170-024-12980-7

24-24 Jinsheng Ning, Lida Zhu, Shuhao Wang, Zhichao Yang, Peihua Xu, Pengsheng Xue, Hao Lu, Miao Yu, Yunhang Zhao, Jiachen Li, Susmita Bose, Amit Bandyopadhyay, Printability disparities in heterogeneous material combinations via laser directed energy deposition: a comparative study, International Journal of Extreme Manufacturing, 6; 025001, 2024. doi.org/10.1088/2631-7990/ad172f

18-24 Delong Jia, Dong Zhou, Peng Yi, Chuanwei Zhang, Junru Li, Yankuo Guo, Shengyue Zhang, Yanhui Li, Splat deposition stress formation mechanism of droplets impacting onto texture, International Journal of Mechanical Sciences, 266; 109002, 2024. doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2024.109002

11-24 Dae Gune Jung, Ji Young Park, Choong Mo Ryu, Jong Jin Hwang, Seung Jae Moon, Numerical study of laser welding of 270 μm thick silicon-steel sheets for electrical motors, Metals, 14.1; 24, 2024. doi.org/10.3390/met14010024

8-24 Zhifu Yao, Longke Bao, Mujin Yang, Yuechao Chen, Minglin He, Jiang Yi, Xintong Yang, Tao Yang, Yilu Zhao, Cuiping Wang, Zheng Zhong, Shuai Wang, Xingjun Liu, Thermally stabe strong <101> texture in additively manufactured cobalt-based superalloys, Scripta Materialia, 242; 115942, 2024. doi.org/10.1016/j.scriptamat.2023.115942

5-24 Xi Shu, Chunyu Wang, Guoqing Chen, Chunju Wang, Lining Sun, Pre-melted electron beam freeform fabrication additive manufacturing: modeling and numerical simulation, Welding in the World, 68; pp. 163-176, 2024. doi.org/10.1007/s40194-023-01647-8

4-24 Lin Gao, Andrew C. Chuang, Peter Kenesei, Zhongshu Ren, Lilly Balderson, Tao Sun, An operando synchrotron study on the effect of wire melting state on solidification microstructures of Inconel 718 in wire-laser directed energy deposition, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 194; 104089, 2024. doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2023.104089

3-24 Kunjie Dai, Xing He, Decheng Kong, Chaofang Dong, Multi-physical field simulation to yield defect-free IN718 alloy fabricated by laser powder bed fusion, Materials Letters, 355; 135437, 2024. doi.org/10.1016/j.matlet.2023.135437

2-24 You Wang, Yinkai Xie, Huaixue Li, Caiyou Zeng, Ming Xu, Hongqiang Zhang, In-situ monitoring plume, spattering behavior and revealing their relationship with melt flow in laser powder bed fusion of nickel-based superalloy, Journal of Materials Science & Technology, 177; pp. 44-58, 2024. doi.org/10.1016/j.jmst.2023.07.068

1-24 Yukai Chen, Hongtu Xu, Yu Lu, Yin Wang, Shuangyuzhou Wang, Ke Huang, Qi Zhang, Prediction of microstructure for Inconel 718 laser welding process using multi-scale model, Proceedings of the 14th International Conference on the Technology of Plasticity – Current Trends in the Technology of Plasticity, pp. 713-722, 2024. doi.org/10.1007/978-3-031-41341-4_75

211-23 Giovanni Chianese, Qamar Hayat, Sharhid Jabar, Pasquale Franciosa, Darek Ceglarek, Stanislao Patalano, A multi-physics CFD study to investigate the impact of laser beam shaping on metal mixing and molten pool dynamics during laser welding of copper to steel for battery terminal-to-casing connections, Journal of Materials Processing Technology, 322; 118202, 2023. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2023.118202

207-23 Dong Liu, Jiaqi Pei, Hua Hou, Xiaofeng Niu, Yuhong Zhao, Optimizing solidification dendrites and process parameters for laser powder bed fusion additive manufacturing of GH3536 superalloy by finite volume and phase-field method, Journal of Materials Research and Technology, 27; pp. 3323-3338, 2023. doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.10.188

206-23 Houshang Yin, Jingfan Yang, Ralf D. Fischer, Zilong Zhang, Bart Prorok, Lang Yuan, Xiaoyuan Lou, Pulsed laser additive manufacturing for 316L stainless steel: a new approach to control subgrain cellular structure, JOM, 75; pp. 5027-5036, 2023. doi.org/10.1007/s11837-023-06177-8

205-23 Francis Ogoke, William Lee, Ning-Yu Kao, Alexander Myers, Jack Beuth, Jonathan Malen, Amir Barati Farimani, Convolutional neural networks for melt depth prediction and visualization in laser powder bed fusion, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 129; pp. 3047-3062, 2023. doi.org/10.1007/s00170-023-12384-z

202-23 Habib Hamed Zargari, Kazuhiro Ito, Abhay Sharma, Effect of workpiece vibration frequency on heat distribution and material flow in the molten pool in tandem-pulsed gas metal arc welding, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 129; pp. 2507-2522, 2023. doi.org/10.1007/s00170-023-12424-8

199-23 Yukai Chen, Yin Wang, Hao Li, Yu Lu, Bin Han, Qi Zhang, Effects of process parameters on the microstructure of Inconel 718 during powder bed fusion based on cellular automata approach, Virtual and Physical Prototyping, 18.1; e2251032, 2023. doi.org/10.1080/17452759.2023.2251032

197-23 Qiong Wu, Chuang Qiao, Yuhang Wu, Zhe Liu, Xiaodan Li, Ju Wang, Xizhong An, Aijun Huang, Chao Voon Samuel Lim, Numerical investigation on the reuse of recycled powders in powder bed fusion additive manufacturing, Additive Manufacturing, 77; 103821, 2023. doi.org/10.1016/j.addma.2023.103821

196-23 Daicong Zhang, Chunhui Jing, Wei Guo, Yuan Xiao, Jun Luo, Lehua Qi, Microchannels formed using metal microdroplets, Micromachines, 14.10; 1922, 2023. doi.org/10.3390/mi14101922

195-23 Trong-Nhan Le, Santosh Rauniyar, V.H. Nismath, Kevin Chou, An investigation into the effects of contouring process parameters on the up-skin surface characteristics in laser powder-bed fusion process, Manufacturing Letters, 35; Supplement, pp. 707-716, 2023. doi.org/10.1016/j.mfglet.2023.08.085

194-23 Kyubok Lee, Teresa J. Rinker, Masoud M. Pour, Wayne Cai, Wenkang Huang, Wenda Tan, Jennifer Bracey, Jingjing Li, A study on cracks and IMCs in laser welding of Al and Cu, Manufacturing Letters, 35; Supplement, pp. 221-231, 2023. doi.org/10.1016/j.mfglet.2023.08.026

192-23 Kunjie Dai, Xing He, Wei Zhang, Decheng Kong, Rong Guo, Minlei Hu, Ketai He, Chaofang Dong, Tailoring the microstructure and mechanical properties for Hastelloy X alloy by laser powder bed fusion via scanning strategy, Materials & Design, 235; 112386, 2023. doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112386

191-23 Jun Du, Daqing Wang, Jimiao He, Yongheng Zhang, Zhike Peng, Influence of droplet size and ejection frequency on molten pool dynamics and deposition morphology in TIG-aided droplet deposition manufacturing, International Communications in Heat and Mass Transfer, 148; 107075, 2023. doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2023.107075

188-23 Jin-Hyeong Park, Du-Song Kim, Dae-Won Cho, Jaewoong Kim, Changmin Pyo, Influence of thermal flow and predicting phase transformation on various welding positions, Heat and Mass Transfer, 2023. doi.org/10.1007/s00231-023-03429-w

184-23 Lin Gao, Jishnu Bhattacharyya, Wenhao Lin, Zhongshu Ren, Andrew C. Chuang, Pavel D. Shevchenko, Viktor Nikitin, Ji Ma, Sean R. Agnew, Tao Sun, Tailoring material microstructure and property in wire-laser directed energy deposition through a wiggle deposition strategy, Additive Manufacturing, 77; 103801, 2023. doi.org/10.1016/j.addma.2023.103801

182-23 Liping Guo, Hanjie Liu, Hongze Wang, Qianglong Wei, Jiahui Zhang, Yingyan Chen, Chu Lun Alex Leung, Qing Lian, Yi Wu, Yu Zou, Haowei Wang, A high-fidelity comprehensive framework for the additive manufacturing printability assessment, Journal of Manufacturing Processes, 105; pp. 219-231, 2023. doi.org/10.1016/j.jmapro.2023.09.041

172-23 Liping Guo, Hanjie Liu, Hongze Wang, Qianglong Wei, Yakai Xiao, Zijue Tang, Yi Wu, Haowei Wang, Identifying the keyhole stability and pore formation mechanisms in laser powder bed fusion additive manufacturing, Journal of Materials Processing Technology, 321; 118153, 2023. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2023.118153

171-23 Yuhang Wu, Qiong Wu, Meng Li, Ju Wang, Dengzhi Yao, Hao Luo, Xizhong An, Haitao Fu, Hao Zhang, Xiaohong Yang, Qingchuan Zou, Shujun Li, Haibin Ji, Xing Zhang, Numerical investigation on effects of operating conditions and final dimension predictions in laser powder bed fusion of molybdenum, Additive Manufacturing, 76; 103783, 2023. doi.org/10.1016/j.addma.2023.103783

158-23 K. El Abbaoui, I. Al Korachi, M.T. Mollah, J. Spangenberg, Numerical modelling of planned corner deposition in 3D concrete printing, Archives of Materials Science and Engineering, 121.2; pp. 71-79, 2023. doi.org/10.5604/01.3001.0053.8488

156-23 Liping Guo, Hanjie Liu, Hongze Wang, Valentino A.M. Cristino, C.T. Kwok, Qianglong Wei, Zijue Tang, Yi Wu, Haowei Wang, Deepening the scientific understanding of different phenomenology in laser powder bed fusion by an integrated framework, International Journal of Heat and Mass Transfer, 216; 124596, 2023. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124596

154-23 Zhiyong Li, Xiuli He, Shaoxia Li, Xinfeng Kan, Yanjun Yin, Gang Yu, Sulfur-induced transitions of thermal behavior and flow dynamics in laser powder bed fusion of 316L powders, Thermal Science and Engineering Progress, 45; 102072, 2023. doi.org/10.1016/j.tsep.2023.102072

149-23 Shardul Kamat, Wayne Cai, Teresa J. Rinker, Jennifer Bracey, Liang Xi, Wenda Tan, A novel integrated process-performance model for laser welding of multi-layer battery foils and tabs, Journal of Materials Processing Technology, 320; 118121, 2023. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2023.118121

148-23 Reza Ghomashchi, Shahrooz Nafisi, Solidification of Al12Si melt pool in laser powder bed fusion, Journal of Materials En gineering and Performance, 2023. doi.org/10.1007/s11665-023-08502-3

133-23 Hesam Moghadasi, Md Tusher Mollah, Deepak Marla, Hamid Saffari, Jon Spangenberg, Computational fluid dynamics modeling of top-down digital light processing additive manufacturing, Polymers, 15.11; 2459, 2023. doi.org/10.3390/polym15112459

131-23 Luca Santoro, Raffaella Sesana, Rosario Molica Nardo, Francesca Curà, In line defect detection in steel welding process by means of thermography, Experimental Mechanics in Engineering and Biomechanics – Proceedings ICEM20, 19981, 2023.

128-23 Md Tusher Mollah, Raphaël Comminal, Wilson Ricardo Leal da Silva, Berin Šeta, Jon Spangenberg, Computational fluid dynamics modelling and experimental analysis of reinforcement bar integration in 3D concrete printing, Cement and Concrete Research, 173; 107263, 2023. doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107263

123-23 Arash Samaei, Zhongsheng Sang, Jennifer A. Glerum, Jon-Erik Mogonye, Gregory J. Wagner, Multiphysics modeling of mixing and material transport in additive manufacturing with multicomponent powder beds, Additive Manufacturing, 67; 103481, 2023. doi.org/10.1016/j.addma.2023.103481

122-23 Chu Han, Ping Jiang, Shaoning Geng, Lingyu Guo, Kun Liu, Inhomogeneous microstructure distribution and its formation mechanism in deep penetration laser welding of medium-thick aluminum-lithium alloy plates, Optics & Laser Technology, 167; 109783, 2023. doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.109783

111-23 Alexander J. Myers, Guadalupe Quirarte, Francis Ogoke, Brandon M. Lane, Syed Zia Uddin, Amir Barati Farimani, Jack L. Beuth, Jonathan A. Malen, High-resolution melt pool thermal imaging for metals additive manufacturing using the two-color method with a color camera, Additive Manufacturing, 73; 103663, 2023. doi.org/10.1016/j.addma.2023.103663

107-23 M. Mohsin Raza, Yu-Lung Lo, Hua-Bin Lee, Chang Yu-Tsung, Computational modeling of laser welding for aluminum–copper joints using a circular strategy, Journal of Materials Research and Technology, 25; pp. 3350-3364, 2023. doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.06.122

106-23 H.Z. Lu, L.H. Liu, X. Luo, H.W. Ma, W.S. Cai, R. Lupoi, S. Yin, C. Yang, Formation mechanism of heterogeneous microstructures and shape memory effect in NiTi shape memory alloy fabricated via laser powder bed fusion, Materials & Design, 232; 112107, 2023. doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112107

105-23 Harun Kahya, Hakan Gurun, Gokhan Kucukturk, Experimental and analytical investigation of the re-melting effect in the manufacturing of 316L by direct energy deposition (DED) method, Metals, 13.6; 1144, 2023. doi.org/10.3390/met13061144

100-23 Dongju Chen, Gang Li, Peng Wang, Zhiqiang Zeng, Yuhang Tang, Numerical simulation of melt pool size and flow evolution for laser powder bed fusion of powder grade Ti6Al4V, Finite Elements in Analysis and Design, 223; 103971, 2023. doi.org/10.1016/j.finel.2023.103971

97-23 Mahyar Khorasani, Martin Leary, David Downing, Jason Rogers, Amirhossein Ghasemi, Ian Gibson, Simon Brudler, Bernard Rolfe, Milan Brandt, Stuart Bateman, Numerical and experimental investigations on manufacturability of Al–Si–10Mg thin wall structures made by LB-PBF, Thin-Walled Structures, 188; 110814, 2023. doi.org/10.1016/j.tws.2023.110814

95-23 M.S. Serdeczny, Laser welding of dissimilar materials – simulation driven optimization of process parameters, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1281; 012018, 2023. doi.org/10.1088/1757-899X/1281/1/012018

90-23 Lin Liu, Tubin Liu, Xi Dong, Min Huang, Fusheng Cao, Mingli Qin, Numerical simulation of thermal dynamic behavior and morphology evolution of the molten pool of selective laser melting BN/316L stainless steel composite, Journal of Materials Engineering and Performance, 2023. doi.org/10.1007/s11665-023-08210-y

89-23 M. P. Serdeczny, A. Jackman, High fidelity modelling of bead geometry in directed energy deposition – simulation driven optimization, Journal of Physics: Conference Series, NOLAMP19, 2023.

88-23 Lu Wang, Shuhao Wang, Yanming Zhang, Wentao Yan, Multi-phase flow simulation of powder streaming in laser-based directed energy deposition, International Journal of Heat and Mass Transfer, 212; 124240, 2023. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124240

80-23 Mahyar Khorasani, AmirHossein Ghasemi, Martin Leary, David Downing, Ian Gibson, Elmira G. Sharabian, Jithin Kozuthala Veetil, Milan Brandt, Stuart Batement, Bernard Rolfe, Benchmark models for conduction and keyhole modes in laser-based powder bed fusion of Inconel 718, Optics & Laser Technology, 164; 109509, 2023. doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.109509

78-23 Md. Tusher Mollah, Raphaël Comminal, Marcin P. Serdeczny, Berin Šeta, Jon Spangenberg, Computational analysis of yield stress buildup and stability of deposited layers in material extrusion additive manufacturing, Additive Manufacturing, 71; 103605, 2023. doi.org/10.1016/j.addma.2023.103605

76-23 Asif Ur Rehman, Kashif Azher, Abid Ullah, Celal Sami Tüfekci, Metin Uymaz Salamci, Binder jetting of SS316L: a computational approach for droplet-powder interaction, Rapid Prototyping Journal, 2023. doi.org/10.1108/RPJ-08-2022-0264

75-23 Dengzhi Yao, Ju Wang, Hao Luo, Yuhang Wu, Xizhong An, Thermal behavior and control during multi-track laser powder bed fusion of 316 L stainless steel, Additive Manufacturing, 70; 103562, 2023. doi.org/10.1016/j.addma.2023.103562

61-23 Yaqing Hou, Hang Su, Hao Zhang, Fafa Li, Xuandong Wang, Yazhou He, Dupeng He, An integrated simulation model towards laser powder bed fusion in-situ alloying technology, Materials & Design, 228; 111795, 2023. doi.org/10.1016/j.matdes.2023.111795

56-23 Maohong Yang, Guiyi Wu, Xiangwei Li, Shuyan Zhang, Honghong Wang, Jiankang Huang, Influence of heat source model on the behavior of laser cladding pool, Journal of Laser Applications, 35.2; 2023. doi.org/10.2351/7.0000963

45-23 Daniel Martinez, Philip King, Santosh Reddy Sama, Jay Sim, Hakan Toykoc, Guha Manogharan, Effect of freezing range on reducing casting defects through 3D sand-printed mold designs, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2023. doi.org/10.1007/s00170-023-11112-x

39-23 Peter S. Cook, David J. Ritchie, Determining the laser absorptivity of Ti-6Al-4V during laser powder bed fusion by calibrated melt pool simulation, Optics & Laser Technology, 162; 109247. 2023. doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.109247

36-23 Yixuan Chen, Weihao Wang, Yao Ou, Yingna Wu, Zirong Zhai, Rui Yang, Impact of laser power and scanning velocity on microstructure and mechanical properties of Inconel 738LC alloys fabricated by laser powder bed fusion, TMS 2023 152nd Annual Meeting & Exhibition Supplemental Proceedings, pp. 138-149, 2023. doi.org/10.1007/978-3-031-22524-6_15

34-23 Chao Kang, Ikki Ikeda, Motoki Sakaguchi, Recoil and solidification of a paraffin droplet impacted on a metal substrate: Numerical study and experimental verification, Journal of Fluids and Structures, 118; 103839, 2023. doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2023.103839

30-23 Fei Wang, Tiechui Yuan, Ruidi Li, Shiqi Lin, Zhonghao Xie, Lanbo Li, Valentino Cristino, Rong Xu, Bing liu, Comparative study on microstructures and mechanical properties of ultra ductility single-phase Nb40Ti40Ta20 refractory medium entropy alloy by selective laser melting and vacuum arc melting, Journal of Alloys and Compounds, 942; 169065, 2023. doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.169065

29-23 Haejin Lee, Yeonghwan Song, Seungkyun Yim, Kenta Aoyagi, Akihiko Chiba, Byoungsoo Lee, Influence of linear energy on side surface roughness in powder bed fusion electron beam melting process: Coupled experimental and simulation study, Powder Technology, 418; 118292, 2023.

27-23 Yinan Chen, Bo Li, Double-phase refractory medium entropy alloy NbMoTi via selective laser melting (SLM) additive manufacturing, Journal of Physics: Conference Series, 2419; 012074, 2023. doi.org/10.1088/1742-6596/2419/1/012074

23-23 Yunwei Gui, Kenta Aoyagi, Akihiko Chiba, Development of macro-defect-free PBF-EB-processed Ti–6Al–4V alloys with superior plasticity using PREP-synthesized powder and machine learning-assisted process optimization, Materials Science and Engineering: A, 864; 144595, 2023. doi.org/10.1016/j.msea.2023.144595

21-23 Tatsuhiko Sakai, Yasuhiro Okamoto, Nozomi Taura, Riku Saito, Akira Okada, Effect of scanning speed on molten metal behaviour under angled irradiation with a continuous-wave laser, Journal of Materials Processing Technology, 313; 117866, 2023. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2023.117866

19-23 Gianna M. Valentino, Arunima Banerjee, Alexander lark, Christopher M. Barr, Seth H. Myers, Ian D. McCue, Influence of laser processing parameters on the density-ductility tradeoff in additively manufactured pure tantalum, Additive Manufacturing Letters, 4; 100117, 2023. doi.org/10.1016/j.addlet.2022.100117

15-23 Runbo Jiang, Zhongshu Ren, Joseph Aroh, Amir Mostafaei, Benjamin Gould, Tao Sun, Anthony D. Rollett, Quantifying equiaxed vs epitaxial solidification in laser melting of CMSX-4 single crystal superalloy, Metallurgical and Materials Transactions A, 54; pp. 808-822, 2023. doi.org/10.1007/s11661-022-06929-2

14-23 Nguyen Thi Tien, Yu-Lung Lo, M. Mohsin Raza, Cheng-Yen Chen, Chi-Pin Chiu, Optimization of processing parameters for pulsed laser welding of dissimilar metal interconnects, Optics & Laser Technology, 159; 109022, 2023. doi.org/10.1016/j.optlastec.2022.109022

9-23 Hou Yi Chia, Wentao Yan, High-fidelity modeling of metal additive manufacturing, Additive Manufacturing Technology: Design, Optimization, and Modeling, Ed. Kun Zhou, 2023.

8-23 Akash Aggarwal, Yung C. Shin, Arvind Kumar, Investigation of the transient coupling between the dynamic laser beam absorptance and the melt pool – vapor depression morphology in laser powder bed fusion process, International Journal of Heat and Mass Transfer, 201.2; 123663, 2023. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.123663

199-22 Md. Tusher Mollah, Raphaël Comminal, Marcin P. Serdeczny, David B. Pedersen, Jon Spangenberg, Numerical predictions of bottom layer stability in material extrusion additive manufacturing, JOM, 74; pp. 1096-1101, 2022. doi.org/10.1007/s11837-021-05035-9

198-22 Md. Tusher Mollah, Amirpasha Moetazedian, Andy Gleadall, Jiongyi Yan, Wayne Edgar Alphonso, Raphael Comminal, Berin Seta, Tony Lock, Jon Spangenberg, Investigation on corner precision at different corner angles in material extrusion additive manufacturing: An experimental and computational fluid dynamics analysis, Proceedings of the 33rd Annual Solid Freeform Fabrication Symposium, 2022.

197-22 Md. Tusher Mollah, Marcin P. Serdeczny, Raphaël Comminal, Berin Šeta, Marco Brander, David B. Pedersen, Jon Spangenberg, A numerical investigation of the inter-layer bond and surface roughness during the yield stress buildup in wet-on-wet material extrusion additive manufacturing, ASPE and euspen Summer Topical Meeting, 77, 2022.

182-22 Chan Kyu Kim, Dae-Won Cho, Seok Kim, Sang Woo Song, Kang Myung Seo, Young Tae Cho, High-throughput metal 3D printing pen enabled by a continuous molten droplet transfer, Advanced Science, 2205085, 2022. doi.org/10.1002/advs.202205085

180-22 Xu Kaikai, Gong Yadong, Zhang Qiang, Numerical simulation of dynamic analysis of molten pool in the process of direct energy deposition, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2022. doi.org/10.1007/s00170-022-10271-7

179-22 Yasuhiro Okamoto, Nozomi Taura, Akira Okada, Study on laser drilling process of solid metal on its liquid, International Journal of Electrical Machining, 27; 2022. doi.org/10.2526/ijem.27.35

175-22 Lu Min, Xhi Xiaojie, Lu Peipei, Wu Meiping, Forming quality and wettability of surface texture on CuSn10 fabricated by laser powder bed fusion, AIP Advances, 12.12; 125114, 2022. doi.org/10.1063/5.0122076

174-22 Thinus Van Rhijn, Willie Du Preez, Maina Maringa, Dean Kouprianoff, An investigation into the optimization of the selective laser melting process parameters for Ti6Al4V through numerical modelling, JOM, 2022. doi.org/10.1007/s11837-022-05608-2

171-22 Jonathan Yoshioka, Mohsen Eshraghi, Temporal evolution of temperature gradient and solidification rate in laser powder bed fusion additive manufacturing, Heat and Mass Transfer, 2022. doi.org/10.1007/s00231-022-03318-8

170-22 Subin Shrestha and Kevin Chou, Residual heat effect on the melt pool geometry during the laser powder bed fusion process, Journal of Manufacturing and Materials Processing, 6.6; 153, 2022. doi.org/10.3390/jmmp6060153

169-22 Aryan Aryan, Obinna Chukwubuzo, Desmond Bourgeois, Wei Zhang, Hardness prediction by incorporating heat transfer and molten pool fluid flow in a mult-pass, multi-layer weld for onsite repair of Grade 91 steel, U.S. Department of Energy Office of Scientific and Technical Information, DOE-OSU-0032067, 2022. doi.org/10.2172/1898594

158-22 Dafan Du, Lu Wang, Anping Dong, Wentao Yan, Guoliang Zhu, Baode Sun, Promoting the densification and grain refinement with assistance of static magnetic field in laser powder bed fusion, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 183; 103965, 2022. doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2022.103965

157-22 Han Chu, Jiang Ping, Geng Shaoning, Liu Kun, Nucleation mechanism in oscillating laser welds of 2024 aluminium alloy: A combined experimental and numerical study, Optics & Laser Technology, 158.A; 108812, 2022. doi.org/10.1016/j.optlastec.2022.108812

153-22 Zixiang Li, Yinan Cui, Baohua Chang, Guan Liu, Ze Pu, Haoyu Zhang, Zhiyue Liang, Changmeng Liu, Li Wang, Dong Du, Manipulating molten pool in in-situ additive manufacturing of Ti-22Al-25 Nb through alternating dual-electron beams, Additive Manufacturing, 60.A; 103230, 2022. doi.org/10.1016/j.addma.2022.103230

149-22 Qian Chen, Yao Fu, Albert C. To, Multiphysics modeling of particle spattering and induced defect formation mechanism in Inconel 718 laser powder bed fusion, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 123; pp. 783-791, 2022. doi.org/10.1007/s00170-022-10201-7

146-22 Zixuan Wan, Hui-ping Wang, Jingjing Li, Baixuan Yang, Joshua Solomon, Blair Carlson, Effect of welding mode on remote laser stitch welding of zinc-coated steel with different sheet thickness combinations, Journal of Manufacturing Science and Engineering, MANU-21-1598, 2022. doi.org/10.1115/1.4055792

143-22 Du-Rim Eo, Seong-Gyu Chung, JeongHo Yang, Won Tae Cho, Sun-Hong Park, Jung-Wook Cho, Surface modification of high-Mn steel via laser-DED: Microstructural characterization and hot crack susceptibility of clad layer, Materials & Design, 223; 111188, 2022. doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111188

142-22 Zichuan Fu, Xiangman Zhou, Bin Luo, Qihua Tian, Numerical simulation study of the effect of weld current on WAAM welding pool dynamic and weld bead morphology, International Conference on Mechanical Design and Simulation, Proceedings, 12261; 122614G, 2022. doi.org/10.1117/12.2639074

132-22 Yiyu Huang, Zhonghao Xie, Wenshu Li, Haoyu Chen, Bin Liu, Bingfeng Wang, Dynamic mechanical properties of the selective laser melting NiCrFeCoMo0.2 high entropy alloy and the microstructure of molten pool, Journal of Alloys and Compounds, 927; 167011, 2022. doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167011

126-22 Jingqi Zhang, Yingang Liu, Gang Sha, Shenbao Jin, Ziyong Hou, Mohamad Bayat, Nan Yang, Qiyang Tan, Yu Yin, Shiyang Liu, Jesper Henri Hattel, Matthew Dargusch, Xiaoxu Huang, Ming-Xing Zhang, Designing against phase and property heterogeneities in additively manufactured titanium alloys, Nature Communications, 13; 4660, 2022. doi.org/10.1038/s41467-022-32446-2

119-22 Xu Kaikai, Gong Yadong, Zhao Qiang, Numerical simulation on molten pool flow of Inconel718 alloy based on VOF during additive manufacturing, Materials Today Communications, 33; 104147, 2022. doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.104147

118-22 AmirPouya Hemmasian, Francis Ogoke, Parand Akbari, Jonathan Malen, Jack Beuth, Amir Barati Farimani, Surrogate modeling of melt pool thermal field using deep learning, SSRN, 2022. doi.org/10.2139/ssrn.4190835

117-22 Chiara Ransenigo, Marialaura Tocci, Filippo Palo, Paola Ginestra, Elisabetta Ceretti, Marcello Gelfi, Annalisa Pola, Evolution of melt pool and porosity during laser powder bed fusion of Ti6Al4V alloy: Numerical modelling and experimental validation, Lasers in Manufacturing and Materials Processing, 2022. doi.org/10.1007/s40516-022-00185-3

112-22 Chris Jasien, Alec Saville, Chandler Gus Becker, Jonah Klemm-Toole, Kamel Fezzaa, Tao Sun, Tresa Pollock, Amy J. Clarke, In situ x-ray radiography and computational modeling to predict grain morphology in β-titanium during simulated additive manufacturing, Metals, 12.7; 1217, 2022. doi.org/10.3390/met12071217

110-22 Haotian Zhou, Haijun Su, Yinuo Guo, Peixin Yang, Yuan Liu, Zhonglin Shen, Di Zhao, Haifang Liu, Taiwen Huang, Min Guo, Jun Zhang, Lin Liu, Hengzhi Fu, Formation and evolution mechanisms of pores in Inconel 718 during selective laser melting: Meso-scale modeling and experimental investigations, Journal of Manufacturing Processes, 81; pp. 202-213, 2022. doi.org/10.1016/j.jmapro.2022.06.072

109-22 Yufan Zhao, Huakang Bian, Hao Wang, Aoyagi Kenta, Yamanaka Kenta, Akihiko Chiba, Non-equilibrium solidification behavior associated with powder characteristics during electron beam additive manufacturing, Materials & Design, 221; 110915, 2022. doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110915

107-22 Dan Lönn, David Spångberg, Study of process parameters in laser beam welding of copper hairpins, Thesis, University of Skövde, 2022.

106-22 Liping Guo, Hongze Wang, Qianglong Wei, Hanjie Liu, An Wang, Yi Wu, Haowei Wang, A comprehensive model to quantify the effects of additional nano-particles on the printability in laser powder bed fusion of aluminum alloy and composite, Additive Manufacturing, 58; 103011, 2022. doi.org/10.1016/j.addma.2022.103011

104-22 Hongjiang Pan, Thomas Dahmen, Mohamad Bayat, Kang Lin, Xiaodan Zhang, Independent effects of laser power and scanning speed on IN718’s precipitation and mechanical properties produced by LBPF plus heat treatment, Materials Science and Engineering: A, 849; 143530, 2022. doi.org/10.1016/j.msea.2022.143530

101-22 Yufan Zhao, Kenta Aoyagi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, A survey on basic influencing factors of solidified grain morphology during electron beam melting, Materials & Design, 221; 110927, 2022. doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110927

98-22 Jon Spangenberg, Wilson Ricardo Leal da Silva, Md. Tusher Mollah, Raphaël Comminal, Thomas Juul Andersen, Henrik Stang, Integrating reinforcement with 3D concrete printing: Experiments and numerical modelling, Third RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication, Eds. Ana Blanco, Peter Kinnell, Richard Buswell, Sergio Cavalaro, pp. 379-384, 2022.

93-22 Minglei Qu, Qilin Guo, Luis I. Escano, Samuel J. Clark Kamel Fezzaa, Lianyi Chen, Mitigating keyhole pore formation by nanoparticles during laser powder bed fusion additive manufacturing, Additive Manufacturing Letters, 100068, 2022. doi.org/10.1016/j.addlet.2022.100068

86-22 Patiparn Ninpetch, Prasert Chalermkarnnon, Pruet Kowitwarangkul, Multiphysics simulation of thermal-fluid behavior in laser powder bed fusion of H13 steel: Influence of layer thickness and energy input, Metals and Materials International, 2022. doi.org/10.1007/s12540-022-01239-z

85-22 Merve Biyikli, Taner Karagoz, Metin Calli, Talha Muslim, A. Alper Ozalp, Ali Bayram, Single track geometry prediction of laser metal deposited 316L-Si via multi-physics modelling and regression analysis with experimental validation, Metals and Materials International, 2022. doi.org/10.1007/s12540-022-01243-3

76-22 Zhichao Yang, Shuhao Wang, Lida Zhu, Jinsheng Ning, Bo Xin, Yichao Dun, Wentao Yan, Manipulating molten pool dynamics during metal 3D printing by ultrasound, Applied Physics Reviews, 9; 021416, 2022. doi.org/10.1063/5.0082461

73-22 Yu Sun, Liqun Li, Yu Hao, Sanbao Lin, Xinhua Tang, Fenggui Lu, Numerical modeling on formation of periodic chain-like pores in high power laser welding of thick steel plate, Journal of Materials Processing Technology, 306; 117638, 2022. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2022.117638

67-22 Yu Hao, Hiu-Ping Wang, Yu Sun, Liqun Li, Yihan Wu, Fenggui Lu, The evaporation behavior of zince and its effect on spattering in laser overlap welding of galvanized steels, Journal of Materials Processing Technology, 306; 117625, 2022. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2022.117625

65-22 Yanhua Zhao, Chuanbin Du, Peifu Wang, Wei Meng, Changming Li, The mechanism of in-situ laser polishing and its effect on the surface quality of nickel-based alloy fabricated by selective laser melting, Metals, 12.5; 778, 2022. doi.org/10.3390/met12050778

58-22 W.E. Alphonso, M. Bayat, M. Baier, S. Carmignato, J.H. Hattel, Multi-physics numerical modelling of 316L Austenitic stainless steel in laser powder bed fusion process at meso-scale, 17th UK Heat Transfer Conference (UKHTC2021), Manchester, UK, April 4-6, 2022.

57-22 Brandon Hayes, Travis Hainsworth, Robert MacCurdy, Liquid-solid co-printing of multi-material 3D fluidic devices via material jetting, Additive Manufacturing, in press, 102785, 2022. doi.org/10.1016/j.addma.2022.102785

55-22 Xiang Wang, Lin-Jie Zhang, Jie Ning, Suck-joo Na, Fluid thermodynamic simulation of Ti-6Al-4V alloy in laser wire deposition, 3D Printing and Additive Manufacturing, 2022. doi.org/10.1089/3dp.2021.0159

54-22 Junhao Zhao, Binbin Wang, Tong Liu, Liangshu Luo, Yanan Wang, Xiaonan Zheng, Liang Wang, Yanqing Su, Jingjie Guo, Hengzhi Fu, Dayong Chen, Study of in situ formed quasicrystals in Al-Mn based alloys fabricated by SLM, Journal of Alloys and Compounds, 909; 164847, 2022. doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.164847

48-22 Yueming Sun, Jianxing Ma, Fei Peng, Konstantin G. Kornev, Making droplets from highly viscous liquids by pushing a wire through a tube, Physics of Fluids, 34; 032119, 2022. doi.org/10.1063/5.0082003

46-22 H.Z. Lu, T. Chen, H. Liu, H. Wang, X. Luo, C.H. Song, Constructing function domains in NiTi shape memory alloys by additive manufacturing, Virtual and Physical Prototyping, 17.3; 2022. doi.org/10.1080/17452759.2022.2053821

42-22 Islam Hassan, P. Ravi Selvaganapathy, Microfluidic printheads for highly switchable multimaterial 3D printing of soft materials, Advanced Materials Technologies, 2101709, 2022. doi.org/10.1002/admt.202101709

41-22 Nan Yang, Youping Gong, Honghao Chen, Wenxin Li, Chuanping Zhou, Rougang Zhou, Huifeng Shao, Personalized artificial tibia bone structure design and processing based on laser powder bed fusion, Machines, 10.3; 205, 2022. doi.org/10.3390/machines10030205

31-22 Bo Shen, Raghav Gnanasambandam, Rongxuan Wang, Zhenyu (James) Kong, Multi-Task Gaussian process upper confidence bound for hyperparameter tuning and its application for simulation studies of additive manufacturing, IISE Transactions, 2022. doi.org/10.1080/24725854.2022.2039813

27-22 Lida Zhu, Shuhao Wang, Hao Lu, Dongxing Qi, Dan Wang, Zhichao Yang, Investigation on synergism between additive and subtractive manufacturing for curved thin-walled structure, Virtual and Physical Prototyping, 17.2; 2022. doi.org/10.1080/17452759.2022.2029009

24-22 Hoon Sohn, Peipei Liu, Hansol Yoon, Kiyoon Yi, Liu Yang, Sangjun Kim, Real-time porosity reduction during metal directed energy deposition using a pulse laser, Journal of Materials Science & Technology, 116; pp. 214-223. doi.org/10.1016/j.jmst.2021.12.013

18-22 Yaohong Xiao, Zixuan Wan, Pengwei Liu, Zhuo Wang, Jingjing Li, Lei Chen, Quantitative simulations of grain nucleation and growth at additively manufactured bimetallic interfaces of SS316L and IN625, Journal of Materials Processing Technology, 302; 117506, 2022. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2022.117506

06-22 Amal Charles, Mohamad Bayat, Ahmed Elkaseer, Lore Thijs, Jesper Henri Hattel, Steffen Scholz, Elucidation of dross formation in laser powder bed fusion at down-facing surfaces: Phenomenon-oriented multiphysics simulation and experimental validation, Additive Manufacturing, 50; 102551, 2022. doi.org/10.1016/j.addma.2021.102551

05-22 Feilong Ji, Xunpeng Qin, Zeqi Hu, Xiaochen Xiong, Mao Ni, Mengwu Wu, Influence of ultrasonic vibration on molten pool behavior and deposition layer forming morphology for wire and arc additive manufacturing, International Communications in Heat and Mass Transfer, 130; 105789, 2022. doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105789

150-21 Daniel Knüttel, Stefano Baraldo, Anna Valente, Konrad Wegener, Emanuele Carpanzano, Model based learning for efficient modelling of heat transfer dynamics, Procedia CIRP, 102; pp. 252-257, 2021. doi.org/10.1016/j.procir.2021.09.043

149-21 T. van Rhijn, W. du Preez, M. Maringa, D. Kouprianoff, Towards predicting process parameters for selective laser melting of titanium alloys through the modelling of melt pool characteristics, Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie, 40.1; 2021.

148-21 Qian Chen, Multiscale process modeling of residual deformation and defect formation for laser powder bed fusion additive manufacturing, Thesis, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA USA, 2021.

147-21 Pareekshith Allu, Developing process parameters through CFD simulations, Lasers in Manufacturing Conference, 2021.

143-21 Asif Ur Rehman, Muhammad Arif Mahmood, Fatih Pitir, Metin Uymaz Salamci, Andrei C. Popescu, Ion N. Mihailescu, Spatter formation and splashing induced defects in laser-based powder bed fusion of AlSi10Mg alloy: A novel hydrodynamics modelling with empirical testing, Metals, 11.12; 2023, 2021. doi.org/10.3390/met11122023

142-21 Islam Hassan, Ponnambalam Ravi Selvaganapathy, A microfluidic printhead with integrated hybrid mixing by sequential injection for multimaterial 3D printing, Additive Manufacturing, 102559, 2021. doi.org/10.1016/j.addma.2021.102559

137-21 Ting-Yu Cheng, Ying-Chih Liao, Enhancing drop mixing in powder bed by alternative particle arrangements with contradictory hydrophilicity, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 104160, 2021. doi.org/10.1016/j.jtice.2021.104160

134-21 Asif Ur Rehman, Muhammad Arif Mahmood, Fatih Pitir, Metin Uymaz Salamci, Andrei C. Popescu, Ion N. Mihailescu, Keyhole formation by laser drilling in laser powder bed fusion of Ti6Al4V biomedical alloy: Mesoscopic computational fluid dynamics simulation versus mathematical modelling using empirical validation, Nanomaterials, 11.2; 3284, 2021. doi.org/10.3390/nano11123284

128-21 Sang-Woo Han, Won-Ik Cho, Lin-Jie Zhang, Suck-Joo Na, Coupled simulation of thermal-metallurgical-mechanical behavior in laser keyhole welding of AH36 steel, Materials & Design, 212; 110275, 2021. doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110275

127-21 Jiankang Huang, Zhuoxuan Li, Shurong Yu, Xiaoquan Yu, Ding Fan, Real-time observation and numerical simulation of the molten pool flow and mass transfer behavior during wire arc additive manufacturing, Welding in the World, 2021. doi.org/10.1007/s40194-021-01214-z

123-21 Boxue Song, Tianbiao Yu, Xingyu Jiang, Wenchao Xi, Xiaoli Lin, Zhelun Ma, ZhaoWang, Development of the molten pool and solidification characterization in single bead multilayer direct energy deposition, Additive Manufacturing, 102479, 2021. doi.org/10.1016/j.addma.2021.102479

112-21 Kathryn Small, Ian D. McCue, Katrina Johnston, Ian Donaldson, Mitra L. Taheri, Precision modification of microstructure and properties through laser engraving, JOM, 2021. doi.org/10.1007/s11837-021-04959-6

111-21 Yongki Lee, Jason Cheon, Byung-Kwon Min, Cheolhee Kim, Modelling of fume particle behaviour and coupling glass contamination during vacuum laser beam welding, Science and Technology of Welding and Joining, 2021. doi.org/10.1080/13621718.2021.1990658

110-21 Menglin Liu, Hao Yi, Huajun Cao, Rufeng Huang, Le Jia, Heat accumulation effect in metal droplet-based 3D printing: Evolution mechanism and elimination strategy, Additive Manufacturing, 48.A; 102413, 2021. doi.org/10.1016/j.addma.2021.102413

108-21 Nozomi Taura, Akiya Mitsunobu, Tatsuhiko Sakai, Yasuhiro Okamoto, Akira Okada, Formation and its mechanism of high-speed micro-grooving on metal surface by angled CW laser irradiation, Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 16.2, 2021. doi.org/10.2961/jlmn.2021.02.2006

105-21 Jon Spangenberg, Wilson Ricardo Leal da Silva, Raphaël Comminal, Md. Tusher Mollah, Thomas Juul Andersen, Henrik Stang, Numerical simulation of multi-layer 3D concrete printing, RILEM Technical Letters, 6; pp. 119-123, 2021. doi.org/10.21809/rilemtechlett.2021.142

104-21 Lin Chen, Chunming Wang, Gaoyang Mi, Xiong Zhang, Effects of laser oscillating frequency on energy distribution, molten pool morphology and grain structure of AA6061/AA5182 aluminum alloys lap welding, Journal of Materials Research and Technology, 15; pp. 3133-3148, 2021. doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.09.141

101-21 R.J.M. Wolfs, T.A.M. Salet, N. Roussel, Filament geometry control in extrusion-based additive manufacturing of concrete: The good, the bad and the ugly, Cement and Concrete Research, 150; 106615, 2021. doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106615

89-21 Wenlin Ye, Jin Bao, Jie Lei, Yichang Huang, Zhihao Li, Peisheng Li, Ying Zhang, Multiphysics modeling of thermal behavior of commercial pure titanium powder during selective laser melting, Metals and Materials International, 2021. doi.org/10.1007/s12540-021-01019-1

81-21 Lin Chen, Gaoyang Mi, Xiong Zhang, Chunming Wang, Effects of sinusoidal oscillating laser beam on weld formation, melt flow and grain structure during aluminum alloys lap welding, Journals of Materials Processing Technology, 298; 117314, 2021. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2021.117314

77-21 Yujie Cui, Yufan Zhao, Haruko Numata, Kenta Yamanaka, Huakang Bian, Kenta Aoyagi, Akihiko Chiba, Effects of process parameters and cooling gas on powder formation during the plasma rotating electrode process, Powder Technology, 393; pp. 301-311, 2021. doi.org/10.1016/j.powtec.2021.07.062

76-21 Md Tusher Mollah, Raphaël Comminal, Marcin P. Serdeczny, David B. Pedersen, Jon Spangenberg, Stability and deformations of deposited layers in material extrusion additive manufacturing, Additive Manufacturing, 46; 102193, 2021. doi.org/10.1016/j.addma.2021.102193

72-21 S. Sabooni, A. Chabok, S.C. Feng, H. Blaauw, T.C. Pijper, H.J. Yang, Y.T. Pei, Laser powder bed fusion of 17–4 PH stainless steel: A comparative study on the effect of heat treatment on the microstructure evolution and mechanical properties, Additive Manufacturing, 46; 102176, 2021. doi.org/10.1016/j.addma.2021.102176

71-21 Yu Hao, Nannan Chena, Hui-Ping Wang, Blair E. Carlson, Fenggui Lu, Effect of zinc vapor forces on spattering in partial penetration laser welding of zinc-coated steels, Journal of Materials Processing Technology, 298; 117282, 2021. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2021.117282

67-21 Lu Wang, Wentao Yan, Thermoelectric magnetohydrodynamic model for laser-based metal additive manufacturing, Physical Review Applied, 15.6; 064051, 2021. doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.064051

61-21 Ian D. McCue, Gianna M. Valentino, Douglas B. Trigg, Andrew M. Lennon, Chuck E. Hebert, Drew P. Seker, Salahudin M. Nimer, James P. Mastrandrea, Morgana M. Trexler, Steven M. Storck, Controlled shape-morphing metallic components for deployable structures, Materials & Design, 208; 109935, 2021. doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109935

60-21 Mahyar Khorasani, AmirHossein Ghasemi, Martin Leary, William O’Neil, Ian Gibson, Laura Cordova, Bernard Rolfe, Numerical and analytical investigation on meltpool temperature of laser-based powder bed fusion of IN718, International Journal of Heat and Mass Transfer, 177; 121477, 2021. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121477

57-21 Dae-Won Cho, Yeong-Do Park, Muralimohan Cheepu, Numerical simulation of slag movement from Marangoni flow for GMAW with computational fluid dynamics, International Communications in Heat and Mass Transfer, 125; 105243, 2021. doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105243

55-21 Won-Sang Shin, Dae-Won Cho, Donghyuck Jung, Heeshin Kang, Jeng O Kim, Yoon-Jun Kim, Changkyoo Park, Investigation on laser welding of Al ribbon to Cu sheet: Weldability, microstructure and mechanical and electrical properties, Metals, 11.5; 831, 2021. doi.org/10.3390/met11050831

50-21 Mohamad Bayat, Venkata K. Nadimpalli, Francesco G. Biondani, Sina Jafarzadeh, Jesper Thorborg, Niels S. Tiedje, Giuliano Bissacco, David B. Pedersen, Jesper H. Hattel, On the role of the powder stream on the heat and fluid flow conditions during directed energy deposition of maraging steel—Multiphysics modeling and experimental validation, Additive Manufacturing, 43;102021, 2021. doi.org/10.1016/j.addma.2021.102021

47-21 Subin Shrestha, Kevin Chou, An investigation into melting modes in selective laser melting of Inconel 625 powder: single track geometry and porosity, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2021. doi.org/10.1007/s00170-021-07105-3

34-21 Haokun Sun, Xin Chu, Cheng Luo, Haoxiu Chen, Zhiying Liu, Yansong Zhang, Yu Zou, Selective laser melting for joining dissimilar materials: Investigations ofiInterfacial characteristics and in situ alloying, Metallurgical and Materials Transactions A, 52; pp. 1540-1550, 2021. doi.org/10.1007/s11661-021-06178-9

32-21 Shanshan Zhang, Subin Shrestha, Kevin Chou, On mesoscopic surface formation in metal laser powder-bed fusion process, Supplimental Proceedings, TMS 150th Annual Meeting & Exhibition (Virtual), pp. 149-161, 2021. doi.org/10.1007/978-3-030-65261-6_14

22-21 Patiparn Ninpetch, Pruet Kowitwarangkul, Sitthipong Mahathanabodee, Prasert Chalermkarnnon, Phadungsak Rattanadecho, Computational investigation of thermal behavior and molten metal flow with moving laser heat source for selective laser melting process, Case Studies in Thermal Engineering, 24; 100860, 2021. doi.org/10.1016/j.csite.2021.100860

19-21 M.B. Abrami, C. Ransenigo, M. Tocci, A. Pola, M. Obeidi, D. Brabazon, Numerical simulation of laser powder bed fusion processes, La Metallurgia Italiana, February; pp. 81-89, 2021.

16-21 Wenjun Ge, Jerry Y.H. Fuh, Suck Joo Na, Numerical modelling of keyhole formation in selective laser melting of Ti6Al4V, Journal of Manufacturing Processes, 62; pp. 646-654, 2021. doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.01.005

11-21 Mohamad Bayat, Venkata K. Nadimpalli, David B. Pedersen, Jesper H. Hattel, A fundamental investigation of thermo-capillarity in laser powder bed fusion of metals and alloys, International Journal of Heat and Mass Transfer, 166; 120766, 2021. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120766

10-21 Yufan Zhao, Yuichiro Koizumi, Kenta Aoyagi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Thermal properties of powder beds in energy absorption and heat transfer during additive manufacturing with electron beam, Powder Technology, 381; pp. 44-54, 2021. doi.org/10.1016/j.powtec.2020.11.082

9-21 Subin Shrestha, Kevin Chou, A study of transient and steady-state regions from single-track deposition in laser powder bed fusion, Journal of Manufacturing Processes, 61; pp. 226-235, 2021. doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.11.023

6-21 Qian Chen, Yunhao Zhao, Seth Strayer, Yufan Zhao, Kenta Aoyagi, Yuichiro Koizumi, Akihiko Chiba, Wei Xiong, Albert C. To, Elucidating the effect of preheating temperature on melt pool morphology variation in Inconel 718 laser powder bed fusion via simulation and experiment, Additive Manufacturing, 37; 101642, 2021. doi.org/10.1016/j.addma.2020.101642

04-21 Won-Ik Cho, Peer Woizeschke, Analysis of molten pool dynamics in laser welding with beam oscillation and filler wire feeding, International Journal of Heat and Mass Transfer, 164; 120623, 2021. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120623

128-20 Mahmood Al Bashir, Rajeev Nair, Martina M. Sanchez, Anil Mahapatro, Improving fluid retention properties of 316L stainless steel using nanosecond pulsed laser surface texturing, Journal of Laser Applications, 32.4, 2020. doi.org/10.2351/7.0000199

127-20 Eric Riedel, Niklas Bergedieck, Stefan Scharf, CFD simulation based investigation of cavitation cynamics during high intensity ultrasonic treatment of A356, Metals, 10.11; 1529, 2020. doi.org/10.3390/met10111529

126-20 Benjamin Himmel, Material jetting of aluminium: Analysis of a novel additive manufacturing process, Thesis, Technical University of Munich, Munich, Germany, 2020.

121-20 Yufan Zhao, Yujie Cui, Haruko Numata, Huakang Bian, Kimio Wako, Kenta Yamanaka, Kenta Aoyagi, Akihiko Chiba, Centrifugal granulation behavior in metallic powder fabrication by plasma rotating electrode process, Scientific Reports, 10; 18446, 2020. doi.org/10.1038/s41598-020-75503-w

116-20 Raphael Comminal, Wilson Ricardo Leal da Silva, Thomas Juul Andersen, Henrik Stang, Jon Spangenberg, Modelling of 3D concrete printing based on computational fluid dynamics, Cement and Concrete Research, 138; 106256, 2020. doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106256

112-20 Peng Liu, Lijin Huan, Yu Gan, Yuyu Lei, Effect of plate thickness on weld pool dynamics and keyhole-induced porosity formation in laser welding of Al alloy, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 111; pp. 735-747, 2020. doi.org/10.1007/s00170-020-05818-5

108-20 Fan Chen, Wentao Yan, High-fidelity modelling of thermal stress for additive manufacturing by linking thermal-fluid and mechanical models, Materials & Design, 196; 109185, 2020. doi.org/10.1016/j.matdes.2020.109185

104-20 Yunfu Tian, Lijun Yang, Dejin Zhao, Yiming Huang, Jiajing Pan, Numerical analysis of powder bed generation and single track forming for selective laser melting of SS316L stainless steel, Journal of Manufacturing Processes, 58; pp. 964-974, 2020. doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.09.002

100-20 Raphaël Comminal, Sina Jafarzadeh, Marcin Serdeczny, Jon Spangenberg, Estimations of interlayer contacts in extrusion additive manufacturing using a CFD model, International Conference on Additive Manufacturing in Products and Applications (AMPA), Zurich, Switzerland, September 1-3: Industrializing Additive Manufacturing, pp. 241-250, 2020. doi.org/10.1007/978-3-030-54334-1_17

97-20 Paree Allu, CFD simulation for metal Additive Manufacturing: Applications in laser- and sinter-based processes, Metal AM, 6.4; pp. 151-158, 2020.

95-20 Yufan Zhao, Kenta Aoyagi, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Role of operating and environmental conditions in determining molten pool dynamics during electron beam melting and selective laser melting, Additive Manufacturing, 36; 101559, 2020. doi.org/10.1016/j.addma.2020.101559

94-20 Yan Zeng, David Himmler, Peter Randelzhofer, Carolin Körner, Processing of in situ Al3Ti/Al composites by advanced high shear technology: influence of mixing speed, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 110; pp. 1589-1599, 2020. doi.org/10.1007/s00170-020-05956-w

93-20 H. Hamed Zargari, K. Ito, M. Kumar, A. Sharma, Visualizing the vibration effect on the tandem-pulsed gas metal arc welding in the presence of surface tension active elements, International Journal of Heat and Mass Transfer, 161; 120310, 2020. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120310

90-20 Guangxi Zhao, Jun Du, Zhengying Wei, Siyuan Xu, Ruwei Geng, Numerical analysis of aluminum alloy fused coating process, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Science and Engineering, 42; 483, 2020. doi.org/10.1007/s40430-020-02569-y

85-20 Wenkang Huang, Hongliang Wang, Teresa Rinker, Wenda Tan, Investigation of metal mixing in laser keyhold welding of dissimilar metals, Materials & Design, 195; 109056, 2020. doi.org/10.1016/j.matdes.2020.109056

82-20 Pan Lu, Zhang Cheng-Lin, Wang Liang, Liu Tong, Liu Jiang-lin, Molten pool structure, temperature and velocity flow in selective laser melting AlCu5MnCdVA alloy, Materials Research Express, 7; 086516, 2020. doi.org/10.1088/2053-1591/abadcf

80-20 Yujie Cui, Yufan Zhao, Haruko Numata, Huakang Bian, Kimio Wako, Kento Yamanaka, Kenta Aoyagi, Chen Zhang, Akihiko Chiba, Effects of plasma rotating electrode process parameters on the particle size distribution and microstructure of Ti-6Al-4 V alloy powder, Powder Technology, 376; pp. 363-372, 2020. doi.org/10.1016/j.powtec.2020.08.027

78-20 F.Q. Liu, L. Wei, S.Q. Shi, H.L. Wei, On the varieties of build features during multi-layer laser directed energy deposition, Additive Manufacturing, 36; 101491, 2020. doi.org/10.1016/j.addma.2020.101491

75-20 Nannan Chen, Zixuan Wan, Hui-Ping Wang, Jingjing Li, Joshua Solomon, Blair E. Carlson, Effect of Al single bond Si coating on laser spot welding of press hardened steel and process improvement with annular stirring, Materials & Design, 195; 108986, 2020. doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108986

72-20 Yujie Cui, Kenta Aoyagi, Yufan Zhao, Kenta Yamanaka, Yuichiro Hayasaka, Yuichiro Koizumi, Tadashi Fujieda, Akihiko Chiba, Manufacturing of a nanosized TiB strengthened Ti-based alloy via electron beam powder bed fusion, Additive Manufacturing, 36; 101472, 2020. doi.org/10.1016/j.addma.2020.101472

64-20 Dong-Rong Liu, Shuhao Wang, Wentao Yan, Grain structure evolution in transition-mode melting in direct energy deposition, Materials & Design, 194; 108919, 2020. doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108919

61-20 Raphael Comminal, Wilson Ricardo Leal da Silva, Thomas Juul Andersen, Henrik Stang, Jon Spangenberg, Influence of processing parameters on the layer geometry in 3D concrete printing: Experiments and modelling, 2nd RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication, RILEM Bookseries, 28; pp. 852-862, 2020. doi.org/10.1007/978-3-030-49916-7_83

60-20 Marcin P. Serdeczny, Raphaël Comminal, Md. Tusher Mollah, David B. Pedersen, Jon Spangenberg, Numerical modeling of the polymer flow through the hot-end in filament-based material extrusion additive manufacturing, Additive Manufacturing, 36; 101454, 2020. doi.org/10.1016/j.addma.2020.101454

58-20 H.L. Wei, T. Mukherjee, W. Zhang, J.S. Zuback, G.L. Knapp, A. De, T. DebRoy, Mechanistic models for additive manufacturing of metallic components, Progress in Materials Science, 116; 100703, 2020. doi.org/10.1016/j.pmatsci.2020.100703

55-20 Masoud Mohammadpour, Experimental study and numerical simulation of heat transfer and fluid flow in laser welded and brazed joints, Thesis, Southern Methodist University, Dallas, TX, US; Available in Mechanical Engineering Research Theses and Dissertations, 24, 2020.

48-20 Masoud Mohammadpour, Baixuan Yang, Hui-Ping Wang, John Forrest, Michael Poss, Blair Carlson, Radovan Kovacevica, Influence of laser beam inclination angle on galvanized steel laser braze quality, Optics and Laser Technology, 129; 106303, 2020. doi.org/10.1016/j.optlastec.2020.106303

34-20 Binqi Liu, Gang Fang, Liping Lei, Wei Liu, A new ray tracing heat source model for mesoscale CFD simulation of selective laser melting (SLM), Applied Mathematical Modeling, 79; pp. 506-520, 2020. doi.org/10.1016/j.apm.2019.10.049

27-20 Xuesong Gao, Guilherme Abreu Farira, Wei Zhang and Kevin Wheeler, Numerical analysis of non-spherical particle effect on molten pool dynamics in laser-powder bed fusion additive manufacturing, Computational Materials Science, 179, art. no. 109648, 2020. doi.org/10.1016/j.commatsci.2020.109648

26-20 Yufan Zhao, Yuichiro Koizumi, Kenta Aoyagi, Kenta Yamanaka and Akihiko Chiba, Isothermal γ → ε phase transformation behavior in a Co-Cr-Mo alloy depending on thermal history during electron beam powder-bed additive manufacturing, Journal of Materials Science & Technology, 50, pp. 162-170, 2020. doi.org/10.1016/j.jmst.2019.11.040

21-20 Won-Ik Cho and Peer Woizeschke, Analysis of molten pool behavior with buttonhole formation in laser keyhole welding of sheet metal, International Journal of Heat and Mass Transfer, 152, art. no. 119528, 2020. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119528

06-20 Wei Xing, Di Ouyang, Zhen Chen and Lin Liu, Effect of energy density on defect evolution in 3D printed Zr-based metallic glasses by selective laser melting, Science China Physics, Mechanics & Astronomy, 63, art. no. 226111, 2020. doi.org/10.1007/s11433-019-1485-8

04-20 Santosh Reddy Sama, Tony Badamo, Paul Lynch and Guha Manogharan, Novel sprue designs in metal casting via 3D sand-printing, Additive Manufacturing, 25, pp. 563-578, 2019. doi.org/10.1016/j.addma.2018.12.009

02-20 Dongsheng Wu, Shinichi Tashiro, Ziang Wu, Kazufumi Nomura, Xueming Hua, and Manabu Tanaka, Analysis of heat transfer and material flow in hybrid KPAW-GMAW process based on the novel three dimensional CFD simulation, International Journal of Heat and Mass Transfer, 147, art. no. 118921, 2020. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118921

01-20 Xiang Huang, Siying Lin, Zhenxiang Bu, Xiaolong Lin, Weijin Yi, Zhihong Lin, Peiqin Xie, and Lingyun Wang, Research on nozzle and needle combination for high frequency piezostack-driven dispenser, International Journal of Adhesion and Adhesives, 96, 2020. doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2019.102453

88-19 Bo Cheng and Charles Tuffile, Numerical study of porosity formation with implementation of laser multiple reflection in selective laser melting, Proceedings Volume 1: Additive Manufacturing; Manufacturing Equipment and Systems; Bio and Sustainable Manufacturing, ASME 2019 14th International Manufacturing Science and Engineering Conference, Erie, Pennsylvania, USA, June 10-14, 2019. doi.org/10.1115/MSEC2019-2891

87-19 Shuhao Wang, Lida Zhu, Jerry Ying His Fuh, Haiquan Zhang, and Wentao Yan, Multi-physics modeling and Gaussian process regression analysis of cladding track geometry for direct energy deposition, Optics and Lasers in Engineering, 127:105950, 2019. doi.org/10.1016/j.optlaseng.2019.105950

78-19 Bo Cheng, Lukas Loeber, Hannes Willeck, Udo Hartel, and Charles Tuffile, Computational investigation of melt pool process dynamics and pore formation in laser powder bed fusion, Journal of Materials Engineering and Performance, 28:11, 6565-6578, 2019. doi.org/10.1007/s11665-019-04435-y

77-19 David Souders, Pareekshith Allu, Anurag Chandorkar, and Ruendy Castillo, Application of computational fluid dynamics in developing process parameters for additive manufacturing, Additive Manufacturing Journal, 9th International Conference on 3D Printing and Additive Manufacturing Technologies (AM 2019), Bangalore, India, September 7-9, 2019.

75-19 Raphaël Comminal, Marcin Piotr Serdeczny, Navid Ranjbar, Mehdi Mehrali, David Bue Pedersen, Henrik Stang, Jon Spangenberg, Modelling of material deposition in big area additive manufacturing and 3D concrete printing, Proceedings, Advancing Precision in Additive Manufacturing, Nantes, France, September 16-18, 2019.

73-19 Baohua Chang, Zhang Yuan, Hao Cheng, Haigang Li, Dong Du 1, and Jiguo Shan, A study on the influences of welding position on the keyhole and molten pool behavior in laser welding of a titanium alloy, Metals, 9:1082, 2019. doi.org/10.3390/met9101082

57-19 Shengjie Deng, Hui-Ping Wang, Fenggui Lu, Joshua Solomon, and Blair E. Carlson, Investigation of spatter occurrence in remote laser spiral welding of zinc-coated steels, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 140, pp. 269-280, 2019. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.06.009

53-19 Mohamad Bayat, Aditi Thanki, Sankhya Mohanty, Ann Witvrouw, Shoufeng Yang, Jesper Thorborg, Niels Skat Tieldje, and Jesper Henri Hattel, Keyhole-induced porosities in Laser-based Powder Bed Fusion (L-PBF) of Ti6Al4V: High-fidelity modelling and experimental validation, Additive Manufacturing, Vol. 30, 2019. doi.org/10.1016/j.addma.2019.100835

51-19 P. Ninpetch, P. Kowitwarangkul, S. Mahathanabodee, R. Tongsri, and P. Ratanadecho, Thermal and melting track simulations of laser powder bed fusion (L-PBF), International Conference on Materials Research and Innovation (ICMARI), Bangkok, Thailand, December 17-21, 2018. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 526, 2019. doi.org/10.1088/1757-899X/526/1/012030

46-19 Hongze Wang and Yu Zou, Microscale interaction between laser and metal powder in powder-bed additive manufacturing: Conduction mode versus keyhole mode, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 142, 2019. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118473

45-19 Yufan Zhao, Yuichiro Koizumi, Kenta Aoyagi, Kenta Yamanaka, and Akihiko Chiba, Manipulating local heat accumulation towards controlled quality and microstructure of a Co-Cr-Mo alloy in powder bed fusion with electron beam, Materials Letters, Vol. 254, pp. 269-272, 2019. doi.org/10.1016/j.matlet.2019.07.078

44-19 Guoxiang Xu, Lin Li, Houxiao Wang, Pengfei Li, Qinghu Guo, Qingxian Hu, and Baoshuai Du, Simulation and experimental studies of keyhole induced porosity in laser-MIG hybrid fillet welding of aluminum alloy in the horizontal position, Optics & Laser Technology, Vol. 119, 2019. doi.org/10.1016/j.optlastec.2019.105667

38-19 Subin Shrestha and Y. Kevin Chou, A numerical study on the keyhole formation during laser powder bed fusion process, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol. 141, No. 10, 2019. doi.org/10.1115/1.4044100

34-19 Dae-Won Cho, Jin-Hyeong Park, and Hyeong-Soon Moon, A study on molten pool behavior in the one pulse one drop GMAW process using computational fluid dynamics, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 139, pp. 848-859, 2019. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.05.038

30-19 Mohamad Bayat, Sankhya Mohanty, and Jesper Henri Hattel, Multiphysics modelling of lack-of-fusion voids formation and evolution in IN718 made by multi-track/multi-layer L-PBF, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 139, pp. 95-114, 2019. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.05.003

29-19 Yufan Zhao, Yuichiro Koizumi, Kenta Aoyagi, Daixiu Wei, Kenta Yamanaka, and Akihiko Chiba, Comprehensive study on mechanisms for grain morphology evolution and texture development in powder bed fusion with electron beam of Co–Cr–Mo alloy, Materialia, Vol. 6, 2019. doi.org/10.1016/j.mtla.2019.100346

28-19 Pareekshith Allu, Computational fluid dynamics modeling in additive manufacturing processes, The Minerals, Metals & Materials Society (TMS) 148th Annual Meeting & Exhibition, San Antonio, Texas, USA, March 10-14, 2019.

24-19 Simulation Software: Use, Advantages & Limitations, The Additive Manufacturing and Welding Magazine, Vol. 2, No. 2, 2019

22-19 Hunchul Jeong, Kyungbae Park, Sungjin Baek, and Jungho Cho, Thermal efficiency decision of variable polarity aluminum arc welding through molten pool analysis, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 138, pp. 729-737, 2019. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.04.089

07-19 Guangxi Zhao, Jun Du, Zhengying Wei, Ruwei Geng and Siyuan Xu, Numerical analysis of arc driving forces and temperature distribution in pulsed TIG welding, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, Vol. 41, No. 60, 2019. doi.org/10.1007/s40430-018-1563-0

03-19 Dongsheng Wu, Anh Van Nguyen, Shinichi Tashiro, Xueming Hua and Manabu Tanaka, Elucidation of the weld pool convection and keyhole formation mechanism in the keyhold plasma arc welding, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 131, pp. 920-931, 2019. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.11.108

97-18 Wentao Yan, Ya Qian, Wenjun Ge, Stephen Lin, Wing Kam Liu, Feng Lin, Gregory J. Wagner, Meso-scale modeling of multiple-layer fabrication process in Selective Electron Beam Melting: Inter-layer/track voids formation, Materials & Design, 2018. doi.org/10.1016/j.matdes.2017.12.031

84-18 Bo Cheng, Xiaobai Li, Charles Tuffile, Alexander Ilin, Hannes Willeck and Udo Hartel, Multi-physics modeling of single track scanning in selective laser melting: Powder compaction effect, Proceedings of the 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, pp. 1887-1902, 2018.

81-18 Yufan Zhao, Yuichiro Koizumi, Kenta Aoyagi, Daixiu Wei, Kenta Yamanaka and Akihiko Chiba, Molten pool behavior and effect of fluid flow on solidification conditions in selective electron beam melting (SEBM) of a biomedical Co-Cr-Mo alloy, Additive Manufacturing, Vol. 26, pp. 202-214, 2019. doi.org/10.1016/j.addma.2018.12.002

77-18 Jun Du and Zhengying Wei, Numerical investigation of thermocapillary-induced deposited shape in fused-coating additive manufacturing process of aluminum alloy, Journal of Physics Communications, Vol. 2, No. 11, 2018. doi.org/10.1088/2399-6528/aaedc7

76-18 Yu Xiang, Shuzhe Zhang, Zhengying We, Junfeng Li, Pei Wei, Zhen Chen, Lixiang Yang and Lihao Jiang, Forming and defect analysis for single track scanning in selective laser melting of Ti6Al4V, Applied Physics A, 124:685, 2018. doi.org/10.1007/s00339-018-2056-9

74-18 Paree Allu, CFD simulations for laser welding of Al Alloys, Proceedings, Die Casting Congress & Exposition, Indianapolis, IN, October 15-17, 2018.

72-18 Hunchul Jeong, Kyungbae Park, Sungjin Baek, Dong-Yoon Kim, Moon-Jin Kang and Jungho Cho, Three-dimensional numerical analysis of weld pool in GMAW with fillet joint, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, Vol. 19, No. 8, pp. 1171-1177, 2018. doi.org/10.1007/s12541-018-0138-4

60-18 R.W. Geng, J. Du, Z.Y. Wei and G.X. Zhao, An adaptive-domain-growth method for phase field simulation of dendrite growth in arc preheated fused-coating additive manufacturing, IOP Conference Series: Journal of Physics: Conference Series 1063, 012077, 2018. doi.org/10.1088/1742-6596/1063/1/012077

59-18 Guangxi Zhao, Jun Du, Zhengying Wei, Ruwei Geng and Siyuan Xu, Coupling analysis of molten pool during fused coating process with arc preheating, IOP Conference Series: Journal of Physics: Conference Series 1063, 012076, 2018. doi.org/10.1088/1742-6596/1063/1/012076 (Available at http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1063/1/012076/pdf and in shared drive)

58-18 Siyuan Xu, Zhengying Wei, Jun Du, Guangxi Zhao and Wei Liu, Numerical simulation and analysis of metal fused coating forming, IOP Conference Series: Journal of Physics: Conference Series 1063, 012075, 2018. doi.org/10.1088/1742-6596/1063/1/012075

55-18 Jason Cheon, Jin-Young Yoon, Cheolhee Kim and Suck-Joo Na, A study on transient flow characteristic in friction stir welding with realtime interface tracking by direct surface calculation, Journal of Materials Processing Tech., vol. 255, pp. 621-634, 2018.

54-18 V. Sukhotskiy, P. Vishnoi, I. H. Karampelas, S. Vader, Z. Vader, and E. P. Furlani, Magnetohydrodynamic drop-on-demand liquid metal additive manufacturing: System overview and modeling, Proceedings of the 5th International Conference of Fluid Flow, Heat and Mass Transfer, Niagara Falls, Canada, June 7 – 9, 2018; Paper no. 155, 2018. doi.org/10.11159/ffhmt18.155

52-18 Michael Hilbinger, Claudia Stadelmann, Matthias List and Robert F. Singer, Temconex® – Kontinuierliche Pulverextrusion: Verbessertes Verständnis mit Hilfe der numerischen Simulation, Hochleistungsmetalle und Prozesse für den Leichtbau der Zukunft, Tagungsband 10. Ranshofener Leichtmetalltage, 13-14 Juni 2018, Linz, pp. 175-186, 2018.

38-18 Zhen Chen, Yu Xiang, Zhengying Wei, Pei Wei, Bingheng Lu, Lijuan Zhang and Jun Du, Thermal dynamic behavior during selective laser melting of K418 superalloy: numerical simulation and experimental verification, Applied Physics A, vol. 124, pp. 313, 2018. doi.org/10.1007/s00339-018-1737-8

19-18 Chenxiao Zhu, Jason Cheon, Xinhua Tang, Suck-Joo Na, and Haichao Cui, Molten pool behaviors and their influences on welding defects in narrow gap GMAW of 5083 Al-alloy, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 126:A, pp.1206-1221, 2018. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.05.132

16-18 P. Schneider, V. Sukhotskiy, T. Siskar, L. Christie and I.H. Karampelas, Additive Manufacturing of Microfluidic Components via Wax Extrusion, Biotech, Biomaterials and Biomedical TechConnect Briefs, vol. 3, pp. 162 – 165, 2018.

09-18 The Furlani Research Group, Magnetohydrodynamic Liquid Metal 3D Printing, Department of Chemical and Biological Engineering, © University at Buffalo, May 2018.

08-18 Benjamin Himmel, Dominik Rumschöttel and Wolfram Volk, Thermal process simulation of droplet based metal printing with aluminium, Production Engineering, March 2018 © German Academic Society for Production Engineering (WGP) 2018.

07-18 Yu-Che Wu, Cheng-Hung San, Chih-Hsiang Chang, Huey-Jiuan Lin, Raed Marwan, Shuhei Baba and Weng-Sing Hwang, Numerical modeling of melt-pool behavior in selective laser melting with random powder distribution and experimental validation, Journal of Materials Processing Tech. 254 (2018) 72–78.

60-17 Pei Wei, Zhengying Wei, Zhen Chen, Yuyang He and Jun Du, Thermal behavior in single track during selective laser melting of AlSi10Mg powder, Applied Physics A: Materials Science & Processing, 123:604, 2017. doi.org/10.1007/z00339-017-1194-9

51-17 Koichi Ishizaka, Keijiro Saitoh, Eisaku Ito, Masanori Yuri, and Junichiro Masada, Key Technologies for 1700°C Class Ultra High Temperature Gas Turbine, Mitsubishi Heavy Industries Technical Review, vol. 54, no. 3, 2017.

49-17 Yu-Che Wu, Weng-Sing Hwang, Cheng-Hung San, Chih-Hsiang Chang and Huey-Jiuan Lin, Parametric study of surface morphology for selective laser melting on Ti6Al4V powder bed with numerical and experimental methods, International Journal of Material Forming, © Springer-Verlag France SAS, part of Springer Nature 2017. doi.org/10.1007/s12289-017-1391-2.

37-17 V. Sukhotskiy, I. H. Karampelas, G. Garg, A. Verma, M. Tong, S. Vader, Z. Vader, and E. P. Furlani, Magnetohydrodynamic Drop-on-Demand Liquid Metal 3D Printing, Solid Freeform Fabrication 2017: Proceedings of the 28th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium – An Additive Manufacturing Conference

15-17 I.H. Karampelas, S. Vader, Z. Vader, V. Sukhotskiy, A. Verma, G. Garg, M. Tong and E.P. Furlani, Drop-on-Demand 3D Metal Printing, Informatics, Electronics and Microsystems TechConnect Briefs 2017, Vol. 4

14-17 Jason Cheon and Suck-Joo Na, Prediction of welding residual stress with real-time phase transformation by CFD thermal analysis, International Journal of Mechanical Sciences 131–132 (2017) 37–51.

91-16 Y. S. Lee and D. F. Farson, Surface tension-powered build dimension control in laser additive manufacturing process, Int J Adv Manuf Technol (2016) 85:1035–1044, doi.org/10.1007/s00170-015-7974-5.

84-16 Runqi Lin, Hui-ping Wang, Fenggui Lu, Joshua Solomon, Blair E. Carlson, Numerical study of keyhole dynamics and keyhole-induced porosity formation in remote laser welding of Al alloys, International Journal of Heat and Mass Transfer 108 (2017) 244–256, Available online December 2016.

68-16 Dongsheng Wu, Xueming Hua, Dingjian Ye and Fang Li, Understanding of humping formation and suppression mechanisms using the numerical simulation, International Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 104, January 2017, Pages 634–643, Published online 2016.

39-16 Chien-Hsun Wang, Ho-Lin Tsai, Yu-Che Wu and Weng-Sing Hwang, Investigation of molten metal droplet deposition and solidification for 3D printing techniques, IOP Publishing, J. Micromech. Microeng. 26 (2016) 095012 (14pp), doi: 10.1088/0960-1317/26/9/095012, July 8, 2016

29-16 Scott Vader, Zachary Vader, Ioannis H. Karampelas and Edward P. Furlani, Advances in Magnetohydrodynamic Liquid Metal Jet Printing, Nanotech 2016 Conference & Expo, May 22-25, Washington, DC.

26-16 Y.S. Lee and W. Zhang, Modeling of heat transfer, fluid flow and solidification microstructure of nickel-base superalloy fabricated by laser powder bed fusion, S2214-8604(16)30087-2, doi.org/10.1016/j.addma.2016.05.003, ADDMA 86.

123-15 Koji Tsukimoto, Masashi Kitamura, Shuji Tanigawa, Sachio Shimohata, and Masahiko Mega, Laser welding repair for single crystal blades, Proceedings of International Gas Turbine Congress, pp. 1354-1358, 2015.

122-15 Y.S. Lee, W. Zhang, Mesoscopic simulation of heat transfer and fluid flow in laser powder bed additive manufacturing, Proceedings, 26th Solid Freeform Fabrication Symposium, Austin, Texas, 2015.

116-15 Yousub Lee, Simulation of Laser Additive Manufacturing and its Applications, Ph.D. Thesis: Graduate Program in Welding Engineering, The Ohio State University, 2015, Copyright by Yousub Lee 2015

103-15 Ligang Wu, Jason Cheon, Degala Venkata Kiran, and Suck-Joo Na, CFD Simulations of GMA Welding of Horizontal Fillet Joints based on Coordinate Rotation of Arc Models, Journal of Materials Processing Technology, Available online December 29, 2015

96-15 Jason Cheon, Degala Venkata Kiran, and Suck-Joo Na, Thermal metallurgical analysis of GMA welded AH36 steel using CFD – FEM framework, Materials & Design, Volume 91, February 5 2016, Pages 230-241, published online November 2015

86-15 Yousub Lee and Dave F. Farson, Simulation of transport phenomena and melt pool shape for multiple layer additive manufacturing, J. Laser Appl. 28, 012006 (2016). doi: 10.2351/1.4935711, published online 2015.

63-15 Scott Vader, Zachary Vader, Ioannis H. Karampelas and Edward P. Furlani, Magnetohydrodynamic Liquid Metal Jet Printing, TechConnect World Innovation Conference & Expo, Washington, D.C., June 14-17, 2015

46-15 Adwaith Gupta, 3D Printing Multi-Material, Single Printhead Simulation, Advanced Qualification of Additive Manufacturing Materials Workshop, July 20 – 21, 2015, Santa Fe, NM

25-15 Dae-Won Cho and Suck-Joo Na, Molten pool behaviors for second pass V-groove GMAW, International Journal of Heat and Mass Transfer 88 (2015) 945–956.

21-15 Jungho Cho, Dave F. Farson, Kendall J. Hollis and John O. Milewski, Numerical analysis of weld pool oscillation in laser welding, Journal of Mechanical Science and Technology 29 (4) (2015) 1715~1722, www.springerlink.com/content/1738-494x, doi.org/10.1007/s12206-015-0344-2.

82-14 Yousub Lee, Mark Nordin, Sudarsanam Suresh Babu, and Dave F. Farson, Effect of Fluid Convection on Dendrite Arm Spacing in Laser Deposition, Metallurgical and Materials Transactions B, August 2014, Volume 45, Issue 4, pp 1520-1529

59-14 Y.S. Lee, M. Nordin, S.S. Babu, and D.F. Farson, Influence of Fluid Convection on Weld Pool Formation in Laser Cladding, Welding Research/ August 2014, VOL. 93

18-14 L.J. Zhang, J.X. Zhang, A. Gumenyuk, M. Rethmeier, and S.J. Na, Numerical simulation of full penetration laser welding of thick steel plate with high power high brightness laser, Journal of Materials Processing Technology (2014), doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.03.016.

36-13 Dae-Won Cho,Woo-Hyun Song, Min-Hyun Cho, and Suck-Joo Na, Analysis of Submerged Arc Welding Process by Three-Dimensional Computational Fluid Dynamics Simulations, Journal of Materials Processing Technology, 2013. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2013.06.017

12-13 D.W. Cho, S.J. Na, M.H. Cho, J.S. Lee, A study on V-groove GMAW for various welding positions, Journal of Materials Processing Technology, April 2013, doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2013.02.015.

01-13 Dae-Won Cho & Suck-Joo Na & Min-Hyun Cho & Jong-Sub Lee, Simulations of weld pool dynamics in V-groove GTA and GMA welding, Weld World, doi.org/10.1007/s40194-012-0017-z, © International Institute of Welding 2013.

63-12 D.W. Cho, S.H. Lee, S.J. Na, Characterization of welding arc and weld pool formation in vacuum gas hollow tungsten arc welding, Journal of Materials Processing Technology, doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2012.09.024, September 2012.

77-10 Lim, Y. C.; Yu, X.; Cho, J. H.; et al., Effect of magnetic stirring on grain structure refinement Part 1-Autogenous nickel alloy welds, Science and Technology of Welding and Joining, Volume: 15 Issue: 7, Pages: 583-589, doi.org/10.1179/136217110X12720264008277, October 2010

18-10 K Saida, H Ohnishi, K Nishimoto, Fluxless laser brazing of aluminium alloy to galvanized steel using a tandem beam–dissimilar laser brazing of aluminium alloy and steels, Welding International, 2010

58-09 Cho, Jung-Ho; Farson, Dave F.; Milewski, John O.; et al., Weld pool flows during initial stages of keyhole formation in laser welding, Journal of Physics D-Applied Physics, Volume: 42 Issue: 17 Article Number: 175502 ; doi.org/10.1088/0022-3727/42/17/175502, September 2009

57-09 Lim, Y. C.; Farson, D. F.; Cho, M. H.; et al., Stationary GMAW-P weld metal deposit spreading, Science and Technology of Welding and Joining, Volume: 14 Issue: 7 ;Pages: 626-635, doi.org/10.1179/136217109X441173, October 2009

1-09 J.-H. Cho and S.-J. Na, Three-Dimensional Analysis of Molten Pool in GMA-Laser Hybrid Welding, Welding Journal, February 2009, Vol. 88

52-07 Huey-Jiuan Lin and Wei-Kuo Chang, Design of a sheet forming apparatus for overflow fusion process by numerical simulation, Journal of Non-Crystalline Solids 353 (2007) 2817–2825.

50-07 Cho, Min Hyun; Farson, Dave F., Understanding bead hump formation in gas metal arc welding using a numerical simulation, Metallurgical and Mateials Transactions B-Process Metallurgy and Materials Processing Science, Volume: 38, Issue: 2, Pages: 305-319, doi.org/10.1007/s11663-007-9034-5, April 2007

49-07 Cho, M. H.; Farson, D. F., Simulation study of a hybrid process for the prevention of weld bead hump formation, Welding Journal Volume: 86, Issue: 9, Pages: 253S-262S, September 2007

48-07 Cho, M. H.; Farson, D. F.; Lim, Y. C.; et al., Hybrid laser/arc welding process for controlling bead profile, Science and Technology of Welding and Joining, Volume: 12 Issue: 8, Pages: 677-688, doi.org/10.1179/174329307X236878, November 2007

47-07 Min Hyun Cho, Dave F. Farson, Understanding Bead Hump Formation in Gas Metal Arc Welding Using a Numerical Simulation, Metallurgical and Materials Transactions B, Volume 38, Issue 2, pp 305-319, April 2007

36-06 Cho, M. H.; Lim, Y. C.; Farson, D. F., Simulation of weld pool dynamics in the stationary pulsed gas metal arc welding process and final weld shape, Welding Journal, Volume: 85 Issue: 12, Pages: 271S-283S, December 2006

Aluminum Integral Foam Molding Process

Aluminum Integral Foam Molding Process

This application note was contributed by Johannes Hartmann and Vera Jüchter, Department of Materials Science, Chair of Metals Science and Technology, University of Erlangen-Nuremberg

알루미늄 폼은 우수한 댐핑 및 높은 에너지 흡수율 및 굴곡 강성과 같은 예외적인 특성을 보여줍니다[1]. 강성은 특히 하중 지지 및 경량 구조에 사용하기에 특히 매력적입니다. 중량별 강성을 높이고 보다 우수한 하중 전달을 위해 알 Aluminum Foam Sandwiches (AFS)와 같은 컴팩트한 특성이 필요합니다 [2].

Erlangen-Nuremberg 대학의 금속 공학과 기술 위원장은 알루미늄 발포 특성을 점차적으로 생산하기 위해 다이캐스팅 공정인 Integral Foam Molding 개발하였습니다(그림 1 참조). 이 공정은 폴리머의 사출 성형으로 개발되었으며 따라서 컴팩트한 층을 가진 복잡한 폼을 비용 효율적으로 대량 생산에 적합합니다. 이 노트에 설명 된 시뮬레이션 기법은 프로세스 매개 변수를 선택하는데 도움을 주기 위한 모델링프로세스를 확인할 수 있습니다.

Figure 1. Cross section of an aluminum integral foam with a compact skin, a transition region with decreasing relative density and smaller pores, as well as a foamed core.

Aluminum Integral Foam Molding Technology

일정량의 발포제 (수소화 마그네슘, MgH2)가 러너 시스템에 배치되고 샷 챔버는 알루미늄 용융물로 채워진다 (공정은 그림 2에 묘사되어 있으며, 공정은 [3]에 자세히 설명되어있다). 피스톤이 진행됨에 따라, 분말은 난류 방식으로 주형에 이송된다. 기술 변형 “고압 일체형 폼 몰딩 (HP-IFM)”의 경우 표준 다이캐스팅 공정에서 알 수 있듯이 이 부품은 주변의 높은 압력에서 완전히 채워져 우수한 표면 품질을 보장합니다. 템퍼링된 금형 표면에서 시작하여 용융물은 일체형으로 고형화되기 시작합니다. 몇 밀리 초가 지나면 금형은 코어 풀러 시스템 위에 열리고 부피는 국부적으로 증가하고 압력은 감소하여 열분해 및 수소화 마그네슘 입자의 수소 방출로 인해 여전히 반고체 내부 영역에서 기공 성장을 시작합니다. 모든 발포제 입자는 이웃하는 공극의 역압에 의해 멈추어 질 때까지 공극의 성장을 지속합니다. 발포된 입자의 벽은 알루미늄 합금의 응고된 입자에 의해 안정화가 되며 이를 endogenous stabilization이라고 합니다[4].

Figure 2. Schematic process cycle of “High Pressure Integral Foam Molding (HP-IFM)” of aluminum.

주조 부품의 전체 부피에서 균일한 형태에 대한 전제조건은 분해 순간의 양호한 입자분포입니다. 또한, 발포제 유입시의 용융물의 온도는 수소화 마그네슘의 분해를 결정하며 (그림 3 참조), 게다가 발포시 solid phase의 양을 결정한다. 그러나 고상의 양이 너무 많으면 기공의 강성이 증가하고 현상 기공의 구형화를 방해하여 구조가 파괴된다 [2].

Microcellular Aluminum Integral Foams – Approaching the Process Limits

일체형 발포 성형 공정시뮬레이션은 새로운 부품 설계의 몰드 충진 특성을 조사하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 입자 침투도 예측하고 비용을 절약할 수 있게 발포 공정 조건을 결정할 수 있는 강력한 도구입니다. 현재 연구의 목표는 다공성 수준을 일정하게 유지하면서 기공 크기를 줄이는 것입니다. 전산 유체 역학 (CFD) 시뮬레이션은 가능한 한 현재의 프로세스 한계에 가깝게 접근할 수 있습니다. 발포 형태의 개선은 기계적 물성에서 균질 한 구조를 유도 할뿐만 아니라 기계적 성질에 의해 더 얇은 부품의 생산이 가능할 것입니다. 이 목적은 용융물 내에서의 높은 입자 분포 밀도와 동시에 응집 현상의 감소와 함께 완전히 안정된 기공 성장에 의해서만 달성 될 수 있다.

Figure 3. Schematic curves of decomposition of magnesium hydride as a function of the melt temperature, calculated by the Johnson-Mehl-Avrami approach [2]

Figure 4. Adjustment of heat transfer by comparisons of a real solidification curve (black) to the growth rate of the solidified skin in simulation (red).

Adapting the Simulation Parameters to Practical Integral Foam Molding Experiments

입자 거동이나 온도장에 대한 신뢰성 있는 예측을 위한 CFD 시뮬레이션을 사용할 수 있으려면 실제 실험과 일치하도록 매개 변수를 결정해야 합니다. 이를 위해, 30-130 ms의 지연 시간을 갖는 일체형 발포 부품을 제작하였으며 성형 팽창 및 기공 성장 개시 순간에 고상분율 때문에 발포 형성이 불가능한 다른 밀도의 형상을 만들었습니다. 열 전달 계수 (완전한 액체 용융물과 완전 응고된 용융물)를 변화시켜 합금 AlSi9Cu3 (Fe)의 주조 사이클을 시뮬레이션하면 응고 곡선을 적용할 수 있습니다. 이러한 목표를 달성하기 위해 시뮬레이션을 피스톤 이동이 시작되기 전에 실제 온도분포를 묘사해야 합니다. 온도는 배치된 열에 의해 숏 챔버에서 국부적으로 측정되었으며 시뮬레이션 내 실제 데이터와 잘 일치하여 성공적으로 묘사 될 수 있었습니다. 금형 충진 중에 금형 표면에서 온도 측정을 참조 할 수도 있습니다. 시간 경과에 따른 그 변화는 시뮬레이션 결과와 잘 일치합니다.

표면장력이나 응고 항력계수와 같은 용융의 유동을 정의하는 추가 매개 변수 단계에서는 다른 설정과 시뮬레이션을 비교하여 조정됩니다. 시뮬레이션 내에서 용융물의 흐름이 실제 시험과 일치하는 즉시 매개 변수가 설정됩니다

Figure 5. Adjustment of melt flow defining parameters such as the surface tension by comparisons of real experiments (left) to simulations (right)

냉각 및 용해 흐름 특성을 정의한 후 입자의 유입을 시뮬레이션 합니다. 입자 / 유체 의 상호 작용에 대한 시뮬레이션을 조정하기 위해 매개 변수계수의 X 선 샘플과 비교가 되며 구리선 입자에서는 수산화 마그네슘보다 높은 함량 입자가 적용됩니다. (그림 6 참조). 시뮬레이션 결과는 실험과 매우 잘 어울리므로 프로세스 매개 변수의 함수로서 입자 분포의 신뢰할 수 있습니다.

Figure 6. Adjustment of parameters influencing particle/melt-interactions by comparisons of x-rayed samples left); produced by the entrainment of copper particles) to simulations (right)

Conclusion

전체적으로 FLOW-3D는 실제 생산 전에 새로운 부품 제조의 잠재적 결함을 조사하는 중요한 수단이 될 수 있다는 것을 증명할 수 있었습니다. 이러한 방식으로, 차가운 흐름 또는 데드 존이 없는 성공적인 충전 및 발포제 분포가 보장 될 수 있다. 또한, 예상되는 온도 필드의 정확한 묘사로, 수소화 마그네슘의 분해 특성 및 기공형성을 예측할 수 있습니다. 이는 일체형 폼 구조와 관련하여 고객의 요구를 충족시키기 위한 공정 변수를 정의 할 수 있는 가능성을 제공합니다

¹ Criterion is the solid phase fraction where the shear strength and therefore the resistance to pore evolution increases drastically.

References

[1] C. Körner, R. F. Singer, Adv. Eng. Mater. 2000, 2 (4), pp. 159-165.
[2] C. Körner, in Integral Foam Molding of Light Metals – Technology, Foam Physics and Foam Simulation, Springer, Berlin, Heidelberg, Germany 2008.
[3] H. Wiehler, C. Körner, R. F. Singer, Adv. Eng. Mater. 2008, 10 (3), pp. 171-178.
[4] J. Hartmann, A. Trepper, C. Körner, Adv. Eng. Mater. 2011, 13 (11), pp. 1050-1055.

Learn more about the versatility and power of modeling metal casting processes with FLOW-3D Cast>

CFD에 대해서

What You Should Know About CFD Modeling when Selecting a CFD Package

유체 흐름 및 열 전달 해석용 소프트웨어 패키지에는 여러 형태가 있습니다. 물리적 근사와 수치 해법의 기법이 패키지마다 크게 다르기 때문에 적절한 패키지를 선택하는 것은 매우 어렵습니다. 다음 설명에서는 열유동 시뮬레이션 소프트웨어를 선택할 때 고려해야 할 중요한 몇 가지를 소개합니다.

Software packages for fluid flow and heat transfer analysis come in many forms. These packages differ greatly in their physical approximations and numerical solution techniques, which makes the selection of a suitable package a challenging proposition. The following discussion covers some important items to consider when choosing flow simulation software.

Meshing and Geometry

유한 요소 또는 “body-fitted coordinates”를 채용하고 있는 수치해석 방법은 유체 영역의 기하학적 형상에 적합한 격자를 생성해야 합니다. 정확한 수치 근사치를 얻기 위해 허용 할 수 있는 요소 크기 및 형상에서 이러한 격자를 생성하는 것은 매우 중요한 작업입니다.

복잡한 경우에는 이와 같은 방법으로 격자를 생성하면 며칠 또는 몇 주가 걸릴 수 있습니다. 어떤 프로그램은 사각형의 격자 요소만을 사용함으로써 문제를 해결하려고 하지만, 그럴 경우에는 경계부분에 계단이 생기고 흐름과 열전달 특성이 달라지는 문제에 직면하게 됩니다.

FLOW-3D는 FAVOR™(면적율 / 부피 비율)법 을 사용하여 지오메트리의 특성을 원활하게 포함하므로써, 간단한 사각형 격자만으로도 두 문제를 해결할 수 있습니다. 또한, 간단하고 강력한 솔리드 모델러가 FLOW-3D 패키지에 기본 포함되어 있으며, CAD 프로그램에서 생성한 기하형상 데이터를 가져올 수 있습니다.

Solution methods that employ finite-element or “body-fitted coordinates” require the generation of a solution grid that conforms to the geometry of the flow region. It is a non-trivial task to generate these grids with acceptable element sizes and shapes for accurate numerical approximations. In complicated cases this type of grid generation may consume days or even weeks of effort. Some programs attemptto eliminate this generation problem by using only rectangular grid elements, but then they must contend with “stair-step” boundaries that alter flow and heat-transfer properties. FLOW-3D solves both problems by using easy-to-generate rectangular grids in which geometric features are smoothly embedded using the FAVOR™ (fractional area/volume) method. A simple and powerful solids modeler is packaged with FLOW-3D or users may import geometric data from a CAD program.

Momentum Equation vs. Approximate Flow Models

유체 운동량의 정확한 처리가 중요한 몇 가지 이유가 있습니다. 첫째, 이것은 복잡한 기하학적 형상에서 유체가 어떻게 흐르는지를 예측하는 유일한 방법입니다. 둘째, 액체에 의하여 걸린 동적인 힘(압력)은 운동량에서만 계산할 수 있습니다. 마지막으로, 열 에너지의 대류 수송을 계산하려면 다른 유체 입자 및 경계에 대한 개별 유체 입자의 상대적인 움직임을 정확하게 파악하는 것이 필요합니다. 이것은 운동량의 정확한 처리를 의미합니다. 운동량 보존을 대충 근사하기만 한 CFD 모델은 FLOW-3D에서는 사용되지 않습니다. 이러한 모델은 현실적인 유체 구성 및 온도 분포 예측에 사용할 수 없기 때문입니다.

An accurate treatment of fluid momentum is important for several reasons. First, it is the only way to predict how fluid will flow through complicated geometry. Second, the dynamic forces (i.e., pressures) exerted by the fluid can only be computed from momentum considerations. Finally, to compute the convective transport of thermal energy, it is necessary to have an accurate picture of how individual fluid particles move in relation to other fluid particles and confining boundaries. This implies an accurate treatment of momentum. Simplified flow models that only crudely approximate the conservation of momentum are not used in FLOW-3D because they cannot be used to predict realistic fluid configurations and temperature distributions.

Liquid-Solid Heat Transfer Area

액체와 고체 사이 (금속 주형 등)의 열전달은 경계면 면적의 정확한 추정이 필요합니다. 경계가 계단 모양으로 되어 있는 경우, 보통 이 면적이 크게 추정됩니다. 예를 들어, 실린더의 표면적은 약 27 %정도 크게 추정됩니다. FLOW-3D의 경우 정확한 경계면 면적은 FAVOR™법에 따라 FLOW-3D 전처리기에서 컨트롤 볼륨마다 자동으로 계산됩니다.

Heat transfer between a liquid and a solid (e.g., metal-to-mold) requires an accurate estimate of the interfacial area. Stair-step boundaries over-estimate this area; for example, the surface area of a cylinder would be over-estimated by a factor of 27%. Accurate interfacial areas are automatically computed by the FAVOR™ method for each control volume in the FLOW-3D pre-processor.

Control Volume Effects on Liquid-Solid Heat Transfer

컨트롤 볼륨의 크기가 액체와 고체 사이에서 교환되는 열 비율과 양에 영향을 줄 수 있습니다. 이것은 열이 액체와 고체의 경계면을 포함하는 컨트롤 볼륨을 흐를 필요가 있기 때문입니다. FLOW-3D는 액체와 고체의 경계면에 걸쳐 열 전달률을 계산할 때 컨트롤 볼륨의 크기와 전도율이 고려됩니다.

The size of control volumes can influence the rate and amount of heat exchanged between a liquid and solid because heat must also flow in the control volumes containing the liquid/solid interface. In FLOW-3D control volume sizes and their conductivities are accounted for when computing heat transfer rates across liquid-solid interfaces.

Implicitness and Accuracy

비선형 방정식과 결합 방정식의 Implicit 방법은 반복 될 때마다 under-relaxation 특성을 갖는 반복적 해법이 필요합니다. 이 동작은 상황에 따라 심각한 오류 (또는 수렴 속도의 급격한 하락)가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 비율이 큰 컨트롤 볼륨을 사용하는 경우나, 실제로는 중요하지 않은 효과를 예상하고 암시적인 해법을 사용하는 경우 등입니다. FLOW-3D는 가능한 명시적인 수치해법이 사용되고 있습니다. 이것은 필요한 계산량이 적고, 수치 안정성의 요구 사항이 요구된 정밀도에 상응하기 때문입니다. 자세한 내용은 “암시적인 수치해법과 명시적인 수치해법“을 참조하십시오.

Implicit methods for nonlinear and coupled equations require iterative solution methods that have the character of an under-relaxation in each iteration. This behavior can cause significant errors (or very slow convergence) in some situations, for example, when using control volumes with large aspect ratios or when the implicitness is used in anticipation of an effect that is not actually significant. In FLOW-3D explicit numerical methods are used whenever possible because they require less computational effort, and their numerical stability requirements are equivalent to accuracy requirements. Read more in the Implicit vs. Explicit Numerical Methods article.

Implicit Numerical Methods For Convective Transport

모든 크기의 타임 스텝 크기를 계산에 사용할 수 있는 암시적인 수치 기법은 CPU 시간을 줄이기 위해 많이 사용되는 방법입니다. 불행하게도, 이 방법은 대류 현상 해석에 대해 정확하지 않습니다. 암시적인 해법은 근사 방정식에 확산 효과를 도입함으로써 시간 단계의 독립성을 획득합니다. 수치 확산을 물리적 확산 (열전도 등)에 추가해도 확산율이 변경될 뿐이므로 심각한 문제가 되지 않을 수 있습니다. 그러나 수치 확산(발산)을 대류 과정에 추가하면 모델링 대상의 물리 현상의 특성은 완전히 다르게 됩니다. FLOW-3D는 시간의 정확한 근사치를 보장하기 위해 프로그램에 의해 time step이 자동으로 제어됩니다.

Implicit numerical techniques that allow arbitrarily large time-step sizes to be used in calculations are a popular way to reduce CPU time requirements. Unfortunately, these methods are not accurate for convective processes. Implicit methods gain their time-step independence by introducing diffusive effects into the approximating equations. The addition of numerical diffusion to physical diffusion, e.g., to heat conduction, may not cause a serious problem as it only modifies the diffusion rate. However, adding numerical diffusion to convective processes completely changes the character of the physical phenomena being modeled. In FLOW-3D time steps are automatically controlled by the program to ensure time-accurate approximations.

Relaxation and Convergence Parameters

암시적으로 근사치를 사용하는 수치법은 하나 이상의 수렴 및 완화(이완)의 매개 변수를 선택해야 합니다. 이러한 매개 변수를 신중하게 선택하지 않으면 발산하거나 수렴에 시간이 걸리는 경우가 있습니다. FLOW-3D를 융합하는 매개 변수와 완화(이완) 매개 변수를 하나씩만 사용하여 두 매개 변수는 프로그램에 의해 동적으로 선택됩니다. 수치 해법을 제어하는 매개 변수를 사용자가 설정할 필요는 없습니다.

Numerical methods that use implicit approximations also require the selection of one or more convergence and relaxation parameters. Making poor choices for these parameters can lead to either divergences or slow convergence rates. Only one convergence and one relaxation parameter are used in FLOW-3D, and both parameters are dynamically selected by the program. Users are not required to set any parameters controlling the numerical solver.

Free-Surface Tracking

액체와 기체의 경계면 (자유 표면 등)의 모델링에 사용되는 방법은 두 가지가 있습니다. 하나는 액체, 기체 두 영역의 흐름을 계산하고 경계면을 유체 밀도의 급격한 변화로 처리하는 방법입니다.

일반적으로 밀도의 불연속은 고차 수치 근사를 사용하여 모델링됩니다. 불행하게도 이 프로세스는 소수의 격자 셀에서 경계면이 평탄화되고, 이러한 경계면에 보통 존재하는 유체흐름의 접선 속도의 급격한 변화는 고려되지 않습니다.

기체가 계산 영역에 들어가는 액체로 대체되는 경우에는 이 방법에는 기체의 출구 포트 또는 출구 싱크도 보충 할 필요가 있습니다. 또한 이러한 방법은 일반적으로 유체의 비압축성를 충족하기 위해 더 많은 노력이 필요합니다. 이것이 발생하는 기체 영역에 거의 균일 한 압력 조정이 필요하며, 이를 통해 계산 수렴 시간이 소요되기 때문입니다.

FLOW-3D는 VOF (Volume-of-Fluid) 법 이라는 독창적인 방법이 사용되고 있습니다. 이것은 진정한 3 차원 경계면 추적 방식으로, 경계면을 3 차원 인터페이스로 추적하는 체계입니다. 또한 옵션의 표면 장력을 포함한 일반적인 접선 응력 경계 조건은 경계면에 적용됩니다. 기체 영역은 모델에 포함하도록 사용자가 요청하지 않는 한 계산되지 않습니다.

There are two methods used to model liquid-gas interfaces (i.e., free surfaces). One of these is to compute flow in both the liquid and gas regions and to treat the interface as a sharp change in fluid density. Typically, the density discontinuity is modeled using higher-order numerical approximations. Unfortunately, this treatment allows the interface to smooth out over a few grid cells and does not account for a corresponding sharp change in tangential flow velocity that generally exists at such interfaces. This technique must also be supplemented with escape ports or sinks for the gas if it is to be replaced by liquid entering a computational region. Further, such methods must typically work harder to satisfy the incompressibility of the fluids. This happens because gas regions must have nearly uniform pressure adjustments which tend to slow down the solution convergence rate. A different technique, the Volume-of-Fluid (VOF) method, is used in FLOW-3D. This is a true three-dimensional interface tracking scheme in which the interface is closely maintained as a step discontinuity. Moreover, normal and tangential stress boundary conditions, including optional surface tension forces, are applied at the interface. Gas regions are not computed unless the user requests these regions to be included in the model.

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Sand Core Making / 모래 코어 제작

Sand Core Making / 모래 코어 제작

This article on sand core making was contributed by Dr. Matthias Todte and Frieder Semler, Flow Science Deutschland GmbH.

주조 품질에 대한 수요가 증가하고 고성능 구성 요소에 대한 박막형 구조로의 추세로 인해 품질에 대한 요구가 강화되었으며 동시에 모래 코어의 기하학적 복잡성도 증가했습니다. 시뮬레이션은 코어 박스의 설계를 최적화하는 데 도움이 되며, 저온 및 고온 코어 박스를 위한 유기 및 무기 바인더 시스템의 촬영, 가스 처리 및 경화를 위한 강력한 공정 조건을 확립합니다.

기체 주입, 건조 및 템퍼링의 기본 프로세스에 대한 논의는 실험적 검증을 거쳐야 합니다. 그런 다음 주물 결함을 방지하기 위해 코어 사격 공정 시뮬레이션이 필수적이었는지를 보여 줍니다. 마지막으로 코어 박스의 마모와 수명을 예측하는 수치모델을 개발한 연구 프로젝트를 소개합니다.

Water jacket core

Simulation of sand core making processes

Shooting

Shooting Simulation에서 모래로 채워진 타격 헤드가 공기를 통해 가압되고, 이로 인해 공기/모래/실린더/바인더 혼합물로 구성된 “유체”가 생성됩니다. 이 유체는 분사 노즐을 통해 코어 박스로 흐르고 배출 노즐을 통해 상자 밖으로 공기가 배출됩니다. Shooting Simulation의 목적은 코어 박스에 있는 모래의 밀도분포를 높히고 균일하게 하는 것입니다.

촬영 과정에서 모래로 채워진 블로 헤드가 공기를 통해 가압되어 공기/모래/바인더 혼합물로 구성된 “유체”가 생성됩니다. 이 유체는 블로우 헤드에서 분사 노즐을 통해 코어 박스로 흘러 나와 공기를 환기 노즐을 통해 박스 밖으로 밀어냅니다. Shooting 의 목표는 가능한 한 높고 균일하게 코어 박스에 있는 모래의 밀도 분포를 달성하는 것입니다. 변경할 수 있는 프로세스 매개 변수는 분사 압력과 발사 및 배기 노즐의 수와 위치입니다. 시간과 비용을 절약하기 위해 코어의 품질을 저하시키지 않고 가능한 한 노즐을 적게 사용하는 것이 바람직합니다.

Sand density distribution after the shooting

시뮬레이션을 사용하여 다양한 사격 및 환기 노즐 구성과 그 구성이 결과 모래 밀도 분포에 미치는 영향을 분석할 수 있습니다. 엔지니어는 속도와 전단 응력을 예측하여 코어 상자의 마모 및 이에 따른 수명에 대한 결론을 도출할 수 있습니다.

Gassing

유기 바인더 시스템에서는 모래가 유기 수지로 코팅됩니다. 이 수지의 경화는 보통 아민이라는 기체에 의해 이루어지는데, 이것은 일반적으로 분사에 사용된 노즐을 통해 주입됩니다. 이 가스는 코어가 모든 부분에서 경화되도록 하기위해 모든부분에 도달할 만큼 길어야 한다. 반면에, 유독 가스를 줄이기 위해서는 가스 배출이 필요이상으로 길어서는 안됩니다.

유기 바인더 시스템에서는 모래가 유기 레진으로 코팅되어 있습니다. 이 레진의 경화는 보통 아민 가스 작용제에 의해 이루어지는데, 아민은 주로 인젝션에 사용되는 노즐을 통해 분사됩니다. 이 가스 주입은 가스가 코어의 모든 부분에 도달할 수 있도록 충분히 길어야 합니다. 코어가 모든 곳에서 경화되도록 하기 위해서입니다. 반면, 가스 배출은 독성 가스를 절약하기 위해 필요 이상으로 길지 않아야 합니다.

Amine concentration in a core

시뮬레이션은 시간 경과에 따른 코어의 아민 농도 분포를 예측하며, 이는 코어의 경도와 동일하다. 이를 통해 엔지니어들은 가스 생성 공정에 대한 합리적인 시간 규모를 결정할 수 있습니다.

Drying

주조물의 수가 증가하는 경우, 독성이 있는 유기적 시스템 대신 무기, 수성-기반 바인더 시스템이 사용됩니다. 배기 가스 배출이 없는 코어 생산 공정의 이점 외에도 이 시스템은 주조 공정 중 코어 가스 생산량을 줄여 주조 품질을 향상시킵니다.

모래 코어의 경화를 위해서는 일반적으로 뜨거운 공기가 주입되어 이루어지는 코어에서 물을 제거해야 합니다. 이러한 바인더 시스템의 경우, 코어의 잔류 수분은 경도에 대한 측정 값입니다. 시뮬레이션은 코어를 통과하는 공기의 흐름뿐만 아니라 물이나 증기의 증발과 응축, 뜨거운 공기와 함께 증기의 이동을 모델링 해야 합니다.

아래 이미지는 예측된 잔류 수분과 실제 코어의 강도(또는 손상)의 상관 관계를 보여 줍니다.

Correlation of predicted residual moisture and the damage of a real core

Tempering of core boxes

핫 박스 및 크로닝과 같은 특정 코어 제조 공정에서는 가열된 코어 박스에 있는 바인더의 열 반응을 통해 코어의 경화가 이루어집니다. 상자의 가열은 가열 채널과 전기 가열 요소를 사용하여 수행됩니다. 좋은 코어 품질을 위해서는 코어 상자의 균일한 온도 분포가 바람직합니다. 시뮬레이션은 특정 가열 소자 구성에 대한 온도 분포를 시간 경과에 따른 예측하고 발열의 균일성과 원하는 온도에 도달하는 데 필요한 시간을 표시합니다.

Temperature distribution in a heated core box

Validation of the core blowing model

Experiments and simulations for a water jacket core

핵심 shooting 실험은 TU 뮌헨의 파운드리 연구소에서 실시되었습니다. shooting 시간과 압력, 흡입구와 환기구의 수 등의 공정 매개 변수들이 다양하였으며 이들 매개 변수들이 분석된 코어 품질에 미치는 영향이 다양하였다. 실제 코어에서 발생한 결점은 시뮬레이션에서 모래 밀도가 낮은 영역과 상관 관계가 있습니다(아래 그림 참조).

Core defects compared to simulated density distribution

Application of the core blowing model : 리어 액슬 하우징의 주조 품질 개선

품질 보증에서 리어 액슬 하우징의 주물 결함을 감지했습니다(아래 그림 참조). 그 결함들은 중심부의 표면 결함의 결과인 것처럼 보였다. 이 가설을 뒷받침하고 코어 표면 품질을 개선하기 위한 조치를 권고하기 위해 시뮬레이션이 수행되었다. 마지막으로, 코어 박스 환기구의 다른 구성(숫자 및 위치)을 통해 주조 품질을 개선할 수 있었습니다.

Casting defects of a rear axle housing

Correlation of surface defects and simulated density distribution

Research project: Prediction of the lifetime of core boxes

코어 박스는 대부분 폴리우레탄 수지 코팅의 알루미늄으로 제작된다. 사격 과정에서 모래에 의한 코어 박스 표면의 침식은 코어 박스의 수명을 제한하는 요인이다. 프로젝트 목표는 표면 처리가 수명에 미치는 영향을 이해하고 단일 시뮬레이션에서 다수의 샷에 의해 발생하는 침식을 예측할 수 있는 연산 모델을 개발하는 침식 프로세스를 분석하는 것이었다.

일반적인 코어 상자(아래 참조)는 다른 모양의 삽입물로 제작되었습니다.

Core box with different inserts

수치 모델은 코어 박스 벽의 압력과 전단력의 공간적, 시간적 통합에 기초하여 부식에 대한 양을 도출한다. 모형에 의해 예측된 침식은 실험 값과 일치했습니다(아래 그림 참조).

Comparison of measured and simulated erosion

Computational Analysis of Drop Formation and Detachment

Introduction and Problem Statement

신속, 반복, 작은 물방울의 생성 및 증착, 작은 형상의 프린팅 또는 패터닝 (예 : l = 10-3-1 mm), 스프레이로 균일한 두께의 박막 형성은 다양한 산업에 매우 중요합니다(1-5). 액체 이동과 액적 형성 / 증착 공정은 복잡한 자유 표면 흐름, 자연적인 모세관운동 형성, thinning, pinch-off를 수반한다 (1-5). 단순한 뉴턴 및 비탄성 유체에 대해 액적 생성 및 액적 이동을 분석하기위한 실험적, 이론적 및 1 차원 시뮬레이션 연구가 진행되었지만 프린팅 또는 패터닝에 대한 기계론적인 이해는 여전히 과제로 남아 있습니다. 현재의 계산에 대한 주된 목표는 뉴턴 유체의 pinch-off에 대한 기계론적 이해를 얻기 위해 FLOW-3D에 내장된 VOF(volume-of-fluid) 접근법으로 시험하는 것입니다. 전산해석은 모세관, 관성, 점성 응력의 복잡한 상호 작용을 포착하여 자기유사 모세관의 thinning and pinch-off를 결정합니다. 뉴턴 유체의 물방울 형성 및 분리현상은 전산해석으로부터 얻어진 자기유사 모세관현상 이론, 보편적인 축소화 기법인 1D 시뮬레이션 (1-7)과 실험 (1, 2, 8-12)을 이용하여 설명될 수 있음을 보여준다. 이러한 우리가 진행한 원형흐름 시뮬레이션은 유한한 시간의 비선형 역학, 위성 낙하현상, 복잡한 형상의 프린팅과 같이 어려운 전산해석의 기반이 될 것 입니다.

방울 형성의 전산 분석 — 그림 1 : FLOW-3D를 사용하여 시뮬레이션 한 저점도 유체의 드롭 형성 및 분리에 대한 전산해석 : (a) 5개의 저점도 유체에 대한 물방울의 necking에 대한 반경이 시간변화에 따라 표시됩니다. 물방울 necking의 반지름이 오른쪽에서 왼쪽으로 시간에 따른 전개를 보여줍니다. 마찬가지로 스냅 샷은 necking의 반경이 오른쪽에서 왼쪽으로 줄어듭니다. 속도의 크기 (단위 : cm/s) 와 화살표의 방향에 대한 컬러 맵을 사용하면 변형장을 결정할 수 있으며 Fluid 5 (표 1 참조)의 경우에는 순식간에 신장이됩니다. 이미지 II에 캡처 된 pinch-off 하기 전에 형성된 원추형 necking은 실험을 통해 얻은 necking 모양과 유사합니다.

Modeling Approach and Parameter Space

표면 장력 및 중력 모델을 적용한 FLOW-3D 에서 균일한 메쉬 크기를 사용하여 노즐에서 드롭 형성 및 분리에 대한 시뮬레이션을 수행하였습니다. 유한 체적의 유체를 떨어뜨리거나 분리하는 일은 물방울의 성장과 드롭, 노즐에 연결되는 모세관 현상, 관성, 점도 및 중력에 대한 상호 작용을 수반합니다. 시뮬레이션에서 스테인레스 강 노즐 ( ${{D} _ {0}} = 2 {{R} _ {0}} = 1.7 \, \ text {mm}$ ) 에서 유한 체적의 뉴턴 유체가 발생합니다. 표면 장력이 중력을 겪으면 새로 형성된 액적 분리가 발생합니다 ( $mg> 2 \ pi \ sigma {{R} _ {0}}$ ). 시뮬레이션은 유체점도의 영향을 설명하기 위해 두 그룹으로 나누어져 있습니다: 저점도 유체 (글리세롤 함량이 40 % 미만인 물과 글리세롤/물 혼합물) 및 점도가 높은 유체 (예 : 글리세롤과 글리세롤/물 혼합물 점도 > 100x 물 점도). 두 그룹의 유체 특성은 각각 표 1과 2에 나와 있습니다.

계산 분석 드롭 형성 저점도

그림 2 : FLOW-3D를 사용하여 시뮬레이션 한 저점도 유체의 드롭형성 및 분리에 대한 전산 해석 : 반경 플롯에서 4개의 고점도 뉴톤유체에 대해 necking 반경을 시간변화에 따라 표시합니다. 낙하 분리 중 모세관 현상이 스냅 샷으로 표시됩니다. 컬러 맵은 Fluid 8의 속도 크기 (단위 : cm/s)의 변화를 포착합니다 (표2 참조). 화살표는 성장하는 물방울과 얇아지는 물방울내에서 흐름방향을 나타냅니다. FLOW-3D 시뮬레이션으로 얻은 necking 모양은 고점도의 뉴턴유체에 대한 특징인 원통형 유체요소로 이어집니다.

<표 1 : FLOW-3D를 사용하여 시뮬레이션 된 저점도 유체의 특성>

Fluid Property	Fluid 1	Fluid 2	Fluid 3	Fluid 4	Fluid 5
Viscosity [Pa · s]	0.05	0.02	0.01	0.0075	0.005
Surface Tension [mN / m]	68	68	68	68	68
Density [g / cm ³ ]	1	1	1	1	1
Ohnesorge Number	0.21	0.08	0.04	0.03	0.021

저점도 유체 (표 1의 유체 2) 가 노즐에서 떨어지는 것을 시뮬레이션 합니다. 색상변수는 속도크기 (단위 : cm / s)이며 속도벡터가 표시됩니다.

<표 2 : FLOW-3D를 사용하여 시뮬레이션 된 고점도 유체의 특성>

Fluid Property	Fluid 6	Fluid 7	Fluid 8	Fluid 9
Viscosity [Pa · s]	1.5	0.8	0.5	0.25
Surface Tension [mN / m ]	68	68	68	68
Density [g / cm ³ ]	1	1	1	1
Ohnesorge Number	6.24	3.33	2.08	1.04

고점도 유체 (표 2의 유체 8) 가 노즐에서 떨어지는 것을 시뮬레이션 합니다. 색상변수는 속도크기 (단위 : cm / s) 이며 속도 벡터가 표시됩니다.

Discussion of the Simulation Results

드롭 형성 및 분리는 표1과 표2에 열거 된 유체에 대해 FLOW-3D 를 사용하여 시뮬레이션 하였고, 시간 경과에 따른 necking 모양, 반경을 분석하였습니다. 물방울의 necking 모양과 저점도에서의 necking에 대한 역학(그림 1 참조)은 실험, 흐름 이론, 1D 시뮬레이션, 자기유사 관성에 대한 모세현상의 특성을 나타냅니다 (1, 2, 6, 7, 13) :

(1) $\ displaystyle \ frac {{R (t)}} {{{{R} _ {0}}}} \ approx 0.8 R {{{{왼쪽} {R} {0} 3}}} 오른쪽}) ^ {{{{frac {1} {3}}} {{왼쪽 {{{{왼쪽}}} {2} {3}}}}$

여기서 R (t)가 necking의 순간 반경이고, R₀는 노즐의 외부반경이며, $\ displaystyle \ sigma$ 는 표면 장력, $\ displaystyle \ rho$ 는 유체의 밀도 t_C 는 pinch-off 시간이다. 마찬가지로, 이러한 더 높은 점도의 뉴턴유체에 대한 반경 변화데이터는 시간에 따른 반경의 감소를 나타내는 것이며, Papageorgiou’s visco-capillary scaling (8, 9)은 아래의 식으로 표현된다.

(2) $\ {0 \} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} { } ({{t} _ {p}} - t)$

모세관 속도(표면 장력과 점도의 비)의 측정 값은 McKinley와 Tripathi (8)에 의해 Capillary Break-Up Extensional Rheometer (CaBER)라고 불리는 상업적으로 이용 가능한 장비를 사용하여 얻은 값과 모세관 속도는 공칭 표면 장력과 점도를 사용하여 계산됩니다.

FLOW-3D 는 물방울의 necking부분을 속도 벡터로 시각화하여 유체의 흐름을 나타낼 수 있습니다. 또한, 이는 그림 1과 같이 전단, 확장을 겪은 후 얇아지는 물방울이 흐르는 과정의 순간을 결정할 수 있는 가능성을 줍니다. 추가로, 낮은 점도의 뉴턴유체는 높은 점도의 뉴턴 유체에 비해 질적으로 다른 거동을 보여준다(그림 2참조). 낮은 점도의 뉴턴 유체에 대한 necking 프로파일은 이론(6,13)에 따라 자기 유사성이 됩니다.

Conclusions, Outlook and Ongoing work

우리의 예비결과는 FLOW-3D 기반의 전산해석이 액적 형성과 탈착의 기초가 되는 프로토타입의 자유 표면흐름을 시뮬레이션하는데 사용될 수 있음을 보여줍니다 . 시뮬레이션된 반경변화 프로파일이 실험적으로 관찰된 높은 유체 및 이론적으로 예측된 유체인 스케일링 법칙 및 pinch-off dynamics과 일치하는 것을 발견하였습니다.

자주 사용되는 1D 또는 2D 모델과 달리 FLOW-3D 는 기본 응력 및 확장 유동장 (균일도 및 크기)의 강도와 얇은 액체 필라멘트 내 흐름에 대한 시각화를 나타낼 수 있습니다(그림1과 2 참조). 확장 유동장과 연관된 흐름 방향 속도 구배는 모세관현상이 나타나는 물방울의 얇은 부분 내에서 발생합니다. 유동학적으로 복잡한 유체에서 non Newtonian shear 및 신장, 점도뿐만 아니라 그외의 탄성 응력이 nonlinear pinch-off dynamics을 급격하게 변화시킵니다(2, 10-12). 우리는 현재 점탄성과 non-Newtonian 유동학을 사용하여 FLow-3D에 복합 유체의 처리 성능평가를 위한 강력한 연산 프로토콜을 개발하고 있습니다.

References

J. Eggers, Nonlinear dynamics and breakup of free-surface flows. Rev. Mod. Phys. 69, 865-929 (1997).
G. H. McKinley, Visco-elasto-capillary thinning and break-up of complex fluids. Rheology Reviews, 1-48 (2005).
B. Derby, Inkjet Printing of Functional and Structural Materials: Fluid Property Requirements, Feature Stability, and Resolution. Annual Review of Materials Research 40, 395-414 (2010).
O. A. Basaran, H. Gao, P. P. Bhat, Nonstandard Inkjets. Annual Review of Fluid Mechanics 45, 85-113 (2013).
S. Kumar, Liquid Transfer in Printing Processes: Liquid Bridges with Moving Contact Lines. Annual Review of Fluid Mechanics 47, 67-94 (2014).
R. F. Day, E. J. Hinch, J. R. Lister, Self-similar capillary pinchoff of an inviscid fluid. Phys. Rev. Lett. 80, 704-707 (1998).
J. Eggers, M. A. Fontelos, Singularities: Formation, Structure, and Propagation. (Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2015), vol. 53.
G. H. McKinley, A. Tripathi, How to extract the Newtonian viscosity from capillary breakup measurements in a filament rheometer. J. Rheol. 44, 653-670 (2000).
D. T. Papageorgiou, On the breakup of viscous liquid threads. Phys. Fluids 7, 1529-1544 (1995).
J. Dinic, L. N. Jimenez, V. Sharma, Pinch-off dynamics and dripping-onto-substrate (DoS) rheometry of complex fluids. Lab on a Chip 17, 460-473 (2017).
J. Dinic, Y. Zhang, L. N. Jimenez, V. Sharma, Extensional Relaxation Times of Dilute, Aqueous Polymer Solutions. ACS Macro Letters 4, 804-808 (2015).
V. Sharma et al., The rheology of aqueous solutions of Ethyl Hydroxy-Ethyl Cellulose (EHEC) and its hydrophobically modified Analogue (hmEHEC): Extensional flow response in capillary break-up, jetting (ROJER) and in a cross-slot extensional rheometer. Soft Matter 11, 3251-3270 (2015).
J. R. Castrejón-Pita et al., Plethora of transitions during breakup of liquid filaments. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112, 4582-4587 (2015).

[FLOW-3D 물리모델] Solidification 응고

응고 모델은 열전달이 활성화되고(Physics → Heat Transfer → Fluid internal energy advection) 유체비열(Fluids → Fluid 1 → Thermal Properties → Specific heat)과 전도도(Fluids → Fluid 1 → Thermal Properties → Thermal Conductivity) 이 지정될 때 사용될 수 있다. 단지 유체 1만 상 변화를 겪을 수 있다.

응고모델을 활성화하기 위해 Fluids → Fluid 1 → Solidification Model 을 체크하고 물성 Fluids → Fluid 1 → Solidification Model 가지에서 Liquidus temperature, Solidus temperature, 그리고 Latent heat of fusion 를 지정한다. 가장 간단한 모델(Latent Heat Release Definition 에 펼쳐지는 메뉴에서 Linearly with constant 를 선택)에서, 잠열은 물체가 Liquidus 에서 Solidus 온도로 냉각될 때 선형적으로 방출된다. 고상에서의 상변화열을 포함하는, 잠열 방출의 더 자세한 모델을 위해 온도의 함수로 잠열방출을 정의하기 위해 Specific energy vs. temperature 또는 Solid fraction vs. temperature 선택을 사용한다. 이 지정에 대한 더 자세한 내용은 이론 매뉴얼의 Heat of Transformation 를 참조한다.

응고는 유체의 강직성 및 유동저항을 뜻한다. 이 강직성은 두 가지로 모델링 된다. 낮은 고상율에 대해 즉 Fluids → Fluid 1 → Solidification Model → Solidified Fluid 1 Properties → Coherent Solid Fraction 의 coherency 점 밑에서는 점도는 고상율의 함수이다. 간섭 고상율보다 큰 고상율에 대해서는 고상율의 함수에 비례하는 항력계수를 갖는 Darcy 형태의 항력이 이용된다. 이 항력은 모멘텀 방정식에 (b_x,b_y,b_z) 로써 추가된다- Momentum Equations 를 보라. 이 항력의 계산은 Solidification Drag Model 에서 기술된다. 항력계수는 사용자가 유동저항에 양을 조절할 수 있는 Coefficient of Solidification Drag 인자를 포함한다. 항력계수는 FLOW-3D 출력에서 기록된 속도에 상응하는 지역 상 평균 속도에 의해 곱해진다.

Fluid 1 Properties)을 지나면 항력은 무한대가 되고 계산격자 관련하여 유동이 있을 수 없다(단 예외로 Moving Solid Phase를 참조).

Note

모든 유체가 완전히 응고하면 모사를 정지시키기 위해 General → Finish condition → Solidified fluid fraction 를 이용한다. General → Finish condition → Finish fraction 은 모사를 중지하기 위한 고상율 값을 정한다.

Drag in the Mushy Zone, Mushy영역 내 항력

주조 시 mushy zone 은 액상과 고상이 혼합물로 존재하는 지역이다. 이 지역 혼합점도는 동축의 수지상 조직(과냉각된 액체 안에서 방사상으로 자라는 결정으로 된 구조) 이 액체 안에서 자유롭게 부유할 때 영향을 미친다.

일단 수지상 조직의 간섭성이 발생하여 고정된 고상 망이 형성되면 액상이 고정된 다공 수지상 구조를 통과해야 하므로 추가의 유동손실이 발생한다. 다른 방법으로는 간섭점을 지난 액/고상 혼합물은 다공물질을 통한 유동 대신에 고점도의 유체로 간주될 수 있다. 점성유체로 간주하는 접근은 예를 들면 연속 이중 롤 주조 과정같이 고상이 계속 이동 및 변형할 때 유용하다.

Solidification Drag Models in FLOW-3D, FLOW-3D 내 응고 항력모델

응고에 의한 항력계수를 정의하기 위해 사용자는 우선 열전달 및 응고모델을 활성화 해야 한다. 이들은 Model Setup → Physics 탭 에서 활성화될 수 있다. 수축모델 또한 응고모델 창에서 활성화될 수 있다.

일단 Solidification 모델이 활성화되면 항력의 공식이 지정될 필요가 있다. Solidification대화의 밑 좌측 모퉁이에서 Porous media drag-based 와 Viscosity-based 의 항력공식 중의 선택을 한다.

- Viscosity-based 공식은 점성 유체로 취급하며 Viscosity 영역 내Flow model for solidified metal 입력 밑에서 지정되는 순수 고상 점성을 갖는 고상화된 유체로 간주된다. 이 접근법은 경직성의 항력모델(즉, 응고 금속이 롤러 사이로 압착될 때)을 사용할 수 없는 경우의 모사에 이용된다. 이 점성은 고상율에 따라 선형으로 변한다.고상율이0일 때 점도는 유체1의 점도이다.고상율이1이면 점도는 Solidification 패널에서 지정된 값과 같다.
- Porous media drag-based 공식은 응고상태를 결정하기 위해 고상율을 사용한다. 고상율이 Critical Solid Fraction 이거나 초과하면 이때 항력은 무한대가 된다-즉, 액상/고상 혼합물은 고체같이 거동한다. 고상율이 Coherent Solid Fraction 보다 작으면 항력은 0이다. 이 두 값 사이에서 유동은 mushy 지역에 있고 이를 통한 유동은 마치 다공질 내에서의 유동같이 처리된다. 또한 모델은 고상율이 Coherent Solid Fraction 보다 작을 때 자동적으로 용융 금속의 점도를 조절한다. 이 상태에서 고상결정은 점도를 올리지만 결합하지는 않는다(즉, 간섭 없음). 일단 유체가 Coherent Solid Fraction 에 도달하면 항력방정식이 고려되고 점도는 간섭성에 도달하기 전의 값으로 일정하게 된다. 임계 및 간섭 고상율은 사용자가 정의하며 논문이나 책 등에서 찾을 수 있다. 이 식에서는 Coefficient of Solidification Drag 가 정의되어야 한다. 이는 Solidification 창 또는 Fluid 1 → Solidification Model→Solidified Fluid 1 Properties tree → Other 트리를열어 Model Setup →Fluids 탭에서 될 수 있다.

How to Calculate Permeability 투과성 계산법

밑에 주어진 Darcy법칙은 수지상 구조를 위한 다공매질내의 수학적 유동기술이다.[Poi87].

(19) $\mathbf{u} = - \frac{K}{\mu} \nabla P$

여기서 u 는 수지상 구조 내 유동의 속도이고 ∇P 는 지역 압력구배, 그리고 K 는 mushy 구역의 특정 투수성이다. 이 방정식은 단지 유동이 거의 정상 상태이고, 관성효과가 없으며 유체의 체적율이 일정하고 균일하며 액체-액체의 상호작용 힘이 없을 때 유효하다. 투수성을 정의하는데 이용될 수 있는 대 여섯 개의 모델이 있으나 FLOW-3D 는 밑에 보여주는 Blake-Kozeny 을 이용한다. 다른 모델들은 코드와 함께 제공되는 소스코드를 사용자 사양에 맞게 수정하여 추가할 수 있다.

(20) $\mathbf{u} = -C_2 \left( \frac{\lambda_1^2 (1-f_s)^3}{\mu f_s^2} \right) \left( \nabla P - \rho \mathbf{g} \right)$

여기서

C₂는 전형적으로 와 같은 비틀림

f_s는 고상율이고

λ₁는 유동을 위한 특정 치수

이 응용에서 수지상 가지 간격(DAS)이 이용된다.

식 (11.19) 을 식(11.20) 에 적용하면 투수성을 위한 다음 식을 얻는다.

(21) $K = \lambda_1^2 \frac{(1-f_s)^3}{180f_s^2}$

수지상 가지 간격(DAS)에 대한 일반적인 값들은 밑에 주어져 있다.

Range of Cooling Rates in Solidification Processes¶
COOLING RATE, K/s	PRODUCTION PROCESSES	DENDRITE ARM SPACING, $\mu m$
$10^{-4}$ to $10^{-2}$	large castings	5000 to 200
$10^{-2}$ to $10^3$	small castings, continuous castings, die castings, strip castings, coarse powder atomization	200 to 5
$10^3$ to $10^9$	fine powder atomization, melt spinning, spray deposition, electron beam or laser surface melting	5 to 0.05

Range of cooling rates in solidification processes [CF85]

How FLOW-3D Defines the Coefficient of Solidification Drag FLOW-3D 가 응고 항력계수를 결정하는법

FLOW-3D 는 액고상 변화를 모델링하기 위해 다공매질항력을 이용한다. 항력은 고상율의 함수이다. 사용자에게 두 수축모델이 이용 가능하다; 급속 수축 모델 과 완전 유동모델. 급속 수축 모델은 상변화와 연관된 체적변화를 고려하지 않으며 유체는 정지해 있다고 가정한다. 완전 유동모델은 상변화가 관련된 체적변화를 고려한다. 항력은 투수성에 역으로 비례하므로 다음과 같이 표현될 수 있다.

(22) $K = \frac{\mu}{\rho F_d}$

여기서, F_d는 FLOW-3D 에서 사용된 항력계수이다. 이 항력계수는 지역 속도에 의해 곱해지고 모멘텀 방정식의 오른쪽에서 차감된다 (Momentum Equations 참조). 식 (11.22) 를 재정리하고 식 (11.21) 로부터의 투수성에 치환하면 다음을 얻는다.

The Coefficient of Solidification Drag: $\text{TSDRG}=\frac{180 \mu}{\lambda_1^2\rho }$ ,
The drag force: $F_d = \mbox{TSDRG} \frac{ f_s^2}{(1-f_s)^3}$ .

Macro-Segregation during Alloy Solidification 합금응고시 거시적 편절

편절 모델은 대류와 확산에 의한 용질 이동에 따른 이원합금 요소에서의 변화를 모델링 하도록 되어 있다. 이 모델링은 Physics → Solidification 로 부터 될 수 있다.

Activate binary alloy segregation model 을 체크하고 편절 모델을 활성화한다.

여러 온도에서 평형에 있는2원합금 요소농도를 정의하는 상태도는 직선의 고상선 및 액상선을 가진다고 가정된다. 상태도는 입력데이터에 의해 구성되고 전처리 그림파일 prpplt 에 포함된다. Analyze → Existing 에서 이용 가능하다

Macro-Segregation Model (under Fluids → Fluid 1 → Solidification Model)에 관련된 일부 유체물성 트리가 밑에 보여진다. 상태도는 Reference Solute Concentration 에서의 the Solidus 와 Liquidus Temperatures 값들에 의해 정의된다. 추가로 Concentration Variables 밑의 Partition coefficient 도 정의되어야 한다. 그렇지 않으면 Pure Solvent Melting Temperature 가 정의될 수 있다. Partition coefficient 와 Pure Solvent Melting Temperature 둘 다가 지정되면 용매 용융 온도는 상태도로부터 재 정의된다.

Eutectic Temperature 또는 Eutectic Concentration 는 융해작용을 정의하기 위해 지정될 수 있다. 또 이 두 변수가 다 지정되면 Eutectic Concentration 은 상태도에서 재 정의된다.

Diffusion Coefficients 는 고상과 액상 사이의 용질의 확산계수 비율을 정의한다. 액체 내의 용질의 분자 확산계수는 Physics → Solidification 에서 specifying Solute diffusion coefficient 를 지정함으로써 정해진다. RMSEG 는 용질의 난류 확산계수 승수를 정의한다; 이는 입력파일에서 직접 지정된다.

용질 재 분배에 의한 농도변화가 중요하면 Physics → Density evaluation → Density evaluated as a function of other quantities를 정하고 용질농도의 선형함수로써 금속농도를 정의하기 위해 Fluids → Segregation model 밑의 Solutal Expansion Coefficient 를 용질 확장계수로 지정한다. 이 경우 Reference Solute Concentration 이 기준농도로 사용될 것이다. 추가로 Fluids → Fluid 1 → Density Properties → Volumetric Thermal Expansion 은 액체 내 열부력 효과를 참작하기 위해 지정될 수 있다(또한 Buoyant Flow참조).

초기 용질농도는 Meshing & Geometry → Initial → Global → Uniform alloy solute concentration 에서 지정될 수 있다. 불 균일한 초기 분포는 Alloy solute concentration 밑의 초기유체 구역 안에서 정의될 수 있다. 추가로 농도는 Initial Conditions: Region Values 에서 기술된 바와 같이 2차함수를 사용하는 부분을 편집하여 공간상의2차함수로 변화할 수 있다. 압력과속도 경계에서 용질 경계조건을 정하기 위해 Boundaries → Boundary face → Solute concentration 를 이용한다.

액상 및 고상 구성은 후처리에서 데이터 변환을 이용하여 그려질 수 있다. 용융 응고금속은 금속 내 용융의 질량 분율을 저장하는 SLDEUT 를 그림으로써 가시화될 수 있다.

액상 내 열구배가 크면 Physics → Heat Transfer → Second order monotonicity preserving 를 지정함으로써 더 나은 정확성을 위해 고차원 이류법을 사용한다.

mushy 지역에서의 유동손실은 수지상 가지 간격(DAS)의 함수인 Fluids → Fluid 1 → Solidification Model → Solidified Fluid 1 Properties → Coefficient of Solidification Drag 에 의해 조절된다. 후자는 이 모델에 의해 계산되지 않으므로 사용자는 Coefficient of Solidification Drag 를 지정해야 한다

Note

표준 응고모델 과는 달리 상태도상의 용융점을 지나 고상선을 외삽하여 정의되므로 여기서 응고선의 값은 음수일 수 있다.

Microporosity Formation 미세다공형성

미세다공모델은 단지 응고(Solidification참조)를 모델링할 때 사용될 수 있고 Physics → Solidification → Activate micro-porosity model 에서 활성화된다. 필요한 입력은 Fluids → Densities → Fluid 1 and Fluids → Solidification Properties → Solidified Fluid 1 Properties → Density 에서 정의되는 액체와 고상 유체밀도이며 고상유체밀도는 액체밀도보다 크다. 또한 Fluids → Fluid 1 → Solidification Model → Solidified Fluid 1 Properties 안에 있는 Critical Solid Fraction 은 1.0보다작게 설정되어야 한다.

Square of the speed of sound at critical solid fraction 값이 정의될 수 있다. 이는 수축에 의해 mushy 지역에서 전개되는 커다란 음압에서의 응고유체의 압축성을 기술한다. Critical pressure at which gas pores can form 값은 모델이 Initial tab 탭에서 또는 재 시작 데이터에서 정의되는 유체내의 초기 압력과 결합되도록 한다.

Intensification pressure 또한 다공 생성을 지연시키기 위해 응고 시 shot sleeve plunger 에 의해 형성되는 추가압력을 고려하기 위한 고압 주조모사를 위해 정의될 수 있다. Intensification pressure 가 클수록 더 적은 양의 다공이 주조 시 응고 과정에서 발생할 것이다.

미세 다공 모델은 응고 모델의 활성화 이외의 어떤 다른 설정을 필요로 하지 않는다. 이는 완전 유동방정식이나 속도장이 0인 경우, 즉 순수한 열 문제에서도 함께 사용될 수 있다.

이 모델은 후처리 과정의 공간 및 이력에서 사용 가능한 Percent micro-porosity 라고 불리는 추가 출력 양을 생성한다.

Note

A Flow Science technical note on modeling micro-porosity (TN66) can be found at http://users.flow3d.com/technical-notes/.

Moving Solid Phase 이동고상

MAIN VARIABLES:

OBS:

IFOB, UTOBS, VTOBS, WTOBS

이동고상 선택은 연속주조 모델링을 가능하게 한다. Continuous Casting Phantom 요소는 응고된 이동 유체가 있는 지역에서 정의된다. 이는 지정된 영역을 차지하지만 정의에만 존재하므로 환영요소라고 한다. 이는 실제로 면적이나 체적을 차지하지 않으므로 체적이 없고 결과에서도 고체요소로 보이지 않는다. 이는 Meshing & Geometry → Geometry → Component → Component Type 옆 펼쳐지는 메뉴에서 정의된다.

다른 방법으로는 입력파일(prepin.*)에서 IFOB(N) 변수가 4로 지정되고 N 은 요소 번호이다. 이 파일은 File → Edit Simulation…. 을 선택하여 이용될 수 있다. 또한 입력파일에서 시간의 함수(TOBS(t) 에 의해 지정되는)일 수 있는 가상 요소의 속도성분 UTOBS(t,N), VTOBS(t,N) 그리고 WTOBS(t,N) 이 지정된다.

Fluids → Fluid 1 → Solidification Properties → Solidified Fluid 1 Properties → Coherent Solid Fraction 에 의해 정의된 간섭 고상율 보다 큰 고상율에 대해서는 Darcy 형태의 항력 이 유체를 가상 요소의 속도로 움직이게 하는데 사용된다. 고상율이 Fluids → Fluid 1 → Solidification Properties → Solidified Fluid 1 Properties → Critical Solid Fraction 에서 지정된 경직점을 능가하게 되면 가상 요소의 속도를 따라 움직일 것이다.

Note

가상 요소는 요소 그림에 안 나타나나 Component number 를 그릴 때는 보여진다.가상 요소는 균일속도가 요소의 전체에 적용되므로 평평해야 한다.

Solidification Shrinkage 응고수축

체적 수축은 소재가 응고하고 응고소재의 밀도가 액체소재의 밀도보다 클 때 나타난다(즉, Fluids → Fluid 1 → Solidification Model → Solidified Fluid 1 Properties → Density > Fluids → Fluid 1 → Density Properties → Density). 수축모델은 그러므로 Solidification 모델이 활성화되어야 하고 고상/액상의 두 밀도가 정의되어야 한다. 수축은 단지 1유체의 뚜렷한 경계면 문제에서만 모델링 될 수 있다.

두 가지 수축모델이 있다. Shrinkage model with flow effects 를 선택하면 완전 열 유체방정식을 해석한다(이론 매뉴얼의Solidification Shrinkage and Porosity Models 참조). 그러나 이 모델은 특히 장시간의 응고가 고려되면 컴퓨터 계산시간이 많이 소요된다. 다른 방법으로 사용자 Interface 에 Shrinkage model 이라고 불리는 단순모델이 있다.

이 모델은 단지 열전달 방정식의 해석에 의존하며 특히 내재적 열전달 모델 (Numerics → Explicit/implicit options → Heat transfer → Implicit –Thermal solution 참조)과 사용시에 빨리 해석할 수 있다. 액체 체적 내로의 유동 통로가 없을 때 내부공동이 발생한다.

이 두 모델에서 유입은 mushy 지역 유동에 대한 항력계수를 계산함으로써 정의된다. 격자 내 모든 점에서의 항력함수는 상수승수 Fluids → Solidification properties → Other → Coefficient of Solidification Drag (Solidification Drag Model 참조)를 가지는 지역 고상율의 함수로 계산된다. 항력함수의 역의 값은 공간 그림에서 가시화 될 수 있다: 이 그림을 위한 변수이름은 ‘drag coefficient’ 이다.

Mushy 지역에서의 커다란 유동 손실에 따른 부분적 유입이 Shrinkage model with flow effects 에서 발생할 수 있지만 단순화된 Shrinkage model 은 완전 유입이 아니면 유입이 없게 된다. 후자는 유입 통로를 따라 지역 고상율이 Fluids → Fluid 1 → Solidification Model → Solidified Fluid 1 Properties → Critical Solid Fraction (디폴트는1.0)에서 정의된 임계값보다 커질 때 발생한다. 추가로 고립된 액체 내의 금속의 고상율이 Coherent Solid Fraction 에 도달할 때까지 단순모델에서의 유입은 고립부 상부로부터 발생한다. 그 후로는 유입이 고립부의 가장 뜨거운 부분에서부터 발생한다.

모든 유체가 완전히 응고되면 모사가 정지하도록 General → Additional finish condition → Solidified fluid fraction 를 사용한다. 변수 Finish fraction 는 유체가 지정된 고상율에 도달할 때 모사가 정지하도록 하는데 사용될 수 있다.

$Solid fraction finish condition$

Note

이송 방향을 결정하기 위해 단순 수축 모델에서 중력이 필요하며 좌표축 중 하나를 따라야합니다. 둘 이상의 중력 구성 요소가 0이 아닌 경우, 가장 큰 중력 구성 요소가 공급 방향을 결정하는 데 사용됩니다.

주철 / Cast Iron

Carbide (red) and graphite (blue) rich areas in a solidified gray iron casting.

FLOW-3D‘의 주철 모델은 hypo 및 hyper-eutectic 철-탄소-실리콘 합금의 응고를 설명합니다. FLOW-3D‘는 융해하는 혼합반응(eutectic reaction) 동안 흑연, 오스테나이트 (또는 감마 – 철) 및 탄화물 상(유동) 형성을 예측합니다. 냉각 및 고형화 동안의 용적 변화는 수축 및 다공성 형성 모델과 결합됩니다. 주철 모델은 실제 철 동결 경로와 냉각 취약성 기준을 사용하여 현장의 탄화 수소 형성을 제어합니다.

주조 공장 엔지니어의 주요 관심사 중 하나는 응고 중에 형성될 수 있는 과도한 수축 다공성입니다. 주철의 체적 변화는 대부분 액체 합금을 주입 온도에서 고체로 냉각할 때, 그리고 더욱 중요하게는 감마선, 흑연 및 탄화물 형태로 응고할 때 발생합니다. 라이저(or risering)를 배치하면 수축을 유도할 수 있는 추가 금속이 제공됩니다. 최소 비용으로 우수한 품질의 주물을 달성하기 위해서는 최적의 하역이 중요합니다. 또한 금속의 적절한 합금과 냉각을 통해 수축의 양을 제어할 수 있습니다. FLOW-3D의 주철 모델은 이러한 모든 요소를 고려하여 용융, 응고 동안 기공 형성 및 위상 개발을 예측합니다.

주철 모델 개요 / Overview of the Cast Iron Model

주철은 탄소와 실리콘이 합금 된 용융 철입니다. 탄소는 전형적으로 2.5 wt % 내지 4.5 wt % 범위로 존재하고 실리콘은 1 wt % 내지 3 wt % 범위로 존재합니다. 흑연을 안정화하고 “냉각”경향 (즉, 탄소 철의 형성)을 줄이기 위해 실리콘이 첨가됩니다. 다른 원소 및 화합물은 미량으로 존재하며 일반적으로 흑연 모양 (예 : 연성 철의 마그네슘)을 제어하거나, 추가 탈산제 (예 : 인)로 작용하거나, 흑연의 주입제 (예 : 페로 실리콘) 역할을합니다.

FLOW-3D 의 주철 모델은 주입 온도에서 응고까지 발생하는 부피 변화를 설명합니다. 액체 상태에서 냉각 중 수축; 사전 용융 감마 철 형성 동안 추가 수축; 용융 반응 동안 후속 수축 또는 팽창; 그리고 용융 반응의 끝에서 고형 선으로의 2 차 수축. 주철은 일반적으로 탄화물의 형성에 영향을 미칠 수있는 비철 상을 포함하기 때문에, 응고된 금속의 밀도에 대한 이러한상의 영향에 대해 휴리스틱 허용치 (냉각 민감성 매개 변수의 형태)가 만들어집니다.

주철 응고 모델의 잠열 방출은 초기 용융물에서 탄소와 실리콘의 농도를 사용하여 Fe-C 위상 다이어그램 [1] 에서 결정된 온도 함수 (소위 동결 경로)로 계산됩니다 . 이 모델은 유동 유무에 관계없이 일반 응고 모델과 함께 사용할 수 있습니다. 그러나 다른 단계의 형성과 관련된 체적 변화는 흐름을 포함하지 않는 단순화된 수축 모델에만 결합됩니다.

철 확장 중 금형 벽 이동의 효과는 현재 모델에 포함되지 않습니다. 금형에서 사용 가능한 공간으로 수용 할 수없는 순 체적 확장은 무시됩니다.

융해 영역에서는 융해 경계의 속도를 사용하여 국부적인 냉각 경향을 계산하고, 따라서 국부적인 탄화물의 양을 계산하므로 금형 벽 근처의 냉각 영역을 모델링 할 수 있습니다. 고체 유전체 변환 중에는 더 이상의 공기상 변화를 추적하려는 시도가 없습니다. 즉, 최종 물질 미세 구조가 예측되지 않습니다.

hyper-eutectic cast irons의 경우, 회색 및 연성 주철과 같이 초기 경화전 공정 단계에서 흑연만 형성되는 것으로 가정합니다. 즉, 이 모델은 주로 탄화물이 형성되는 사전 융해 단계에서 hyper-eutectic white irons의 응고를 포함하지 않습니다.

Cast Iron Freezing Path

주철 동결 경로는 공융 합금의 경로입니다. 이는 액상 선 온도, 공융 온도, 공융 – 시작 및 공융 – 말단 고체 분율 및 고 상면 온도에 의해 특징 지어 질 수 있습니다. 모두지만, 마지막 두 양은 평형 3 원 Fe-C-Si 상 다이어그램 [1]에서 계산됩니다.
(The cast iron freezing path is that of a eutectic alloy. It can be characterized by the liquidus temperature, eutectic temperature, the eutectic-start and eutectic-end solid fractions and the solidus temperature. All, but the last two quantities are computed from the equilibrium ternary Fe-C-Si phase diagram [1].)

감마상의 탄소 용해도는 다음에 따라 중량 % 단위 의 Si 함량 에 따라 달라집니다 .

(1) $\displaystyle {{C}_{{\gamma ,mx}}}=2.07-0.098Si,$

이는 Stefanescu [2]에 의해 보고된 용해도와 밀접한 관련이 있습니다. 합금의 액상 점 (섭씨 온도)은 hypo-eutectic liquidus plane :

(2) $\displaystyle {{T}_{i}}=1636-113\left( {C+0.25Si} \right)$

또는 초정밀 액상 평면 [2] :

(3) $\displaystyle {{T}_{i}}=-505.8+389.1\left( {C+0.31Si} \right),$

그리고 공융 혼합물 및 온도는 이들 평면의 교차점에 의해 주어집니다.

(4) $\displaystyle {{C}_{e}}=4.26-0.296Si,$ $\displaystyle {{T}_{e}}=1154.6+5.2Si$

공융 반응의 시작은 레버 규칙에 의해 주어진 파생된 양입니다.

(5) $\displaystyle {{f}_{e}}=\frac{{c-{{c}_{\varepsilon }}}}{{{{c}_{{\gamma ,mx}}}-{{c}_{\varepsilon }}}}.$

[3]의 측정은 이 근사가 많은 주철에 적합 함을 암시합니다.

흑연 공융 반응의 끝, 수수료 및 solidus Ts는 사용자 정의 수량으로 남습니다. 액체에서 인의 양의 분리를 고려하면 실제 고 상선 온도는 흑연 공융 온도보다 낮고 1100 ° C 정도로 낮습니다. 이 경우, 흑연 침전은 동결이 끝나기 전에 완료되고 동결되는 금속의 마지막 부분은 공융 밀도와 다른 밀도 ρ_ei 에서 수행된다고 가정합니다.

흑연 공융 반응의 끝 f _ee 및 고형 선 T _s 는 사용자 정의 수량으로 남습니다. 액체에서 인의 양의 분리를 고려하면 실제 고 상선 온도는 흑연 공융 온도보다 낮으며 1100 ° C까지 낮습니다. 이 경우, 흑연 침전이 동결이 끝나기 전에 완료되고 동결 할 마지막 금속 부분 인 1- f _ee 가 공융 밀도와 다른 밀도 ρ _ei 에서 그렇게 한다고 가정합니다.
( The end of graphitic eutectic reaction, f_ee , and the solidus T_s, are left as user-defined quantities. If one considers positive segregation of phosphorous in the liquid, the actual solidus temperature is below the graphitic eutectic temperature, and is as low as 1100 °C. For this case, it is assumed that graphite precipitation is complete before the end of freezing, and that the last fraction of metal to freeze, 1-f_ee, does so at a density ρ_ei different from the eutectic density. )

밀도 변화 / Density Changes

일반적으로 주철 주물의 과열은 크며 응고가 시작되기 전에 냉각 중 수축이 중요합니다. 액체 철 밀도의 온도 의존성은 선형 형태로 모델링됩니다 :

(6) $\displaystyle \rho \left( T \right)={{\rho }_{0}}\left[ {1-\alpha \left( {T-{{T}_{0}}} \right)} \right]$

또는 테이블 형식으로 함수 ρ (T) 를 정의하여 .

일단 동결 범위에 들어가면 감마철은 고형분수에 도달할 때까지 형성됩니다. 이 단계의 농도 값인 ,ϒ은 7.2 g/cc입니다 [4,5,6]. 고형분수에 도달하면, 일반(흰색) 공극과 불규칙한 회색 공극이 경쟁적으로 성장하는 동안 공극 반응이 시작됩니다. 높은 동결률과 높은 황동-전방 속도에서 백색 황동은 부분적으로 황동 전방에 앞서 탄소 농도 구배가 더 낮기 때문에 안정적입니다. 낮은 Eutectic-front 속도에서는 회색 Eutectic이 안정적입니다.
( Once in the freezing range, gamma iron forms until f_e solid fraction is reached. The density value of this phase, ρ_ϒ, is a 7.2 g/cc [4,5,6]. Upon reaching f_e solid fraction, the eutectic reaction begins during which a regular (white) eutectic and an irregular grey eutectic grow competitively. At high freezing rates and high eutectic-freezing-front speeds the white eutectic is stable in part due to shallower carbon concentration gradients ahead of the eutectic front. At lower eutectic-front speeds the grey eutectic is stable. )

냉기 형성을 설명하기 위해 간단한 접근 방식이 사용됩니다. In a range of eutectic freezing front speeds,

(7) $\displaystyle {{\nu }_{e}}\in \left[ {\frac{{\nu -}}{{{{X}_{{eut}}}}},\frac{{\nu +}}{{{{X}_{{eut}}}}}} \right]$

형성되는 냉기의 양은 주어진 탄소 구성에서 허용되는 최대치에서 0까지 다양합니다. 파라미터 ν-=30μ/ms, ν+=60μ/ms, Xeut은 사용자 정의 파라미터인 쿨링 취약성 기준이며, 값이 0.0 ~ 1.0 범위이고 기본값은 1입니다. 잘 절연된 철이나 특정 표면적이 높은 회색 광택제의 경우 Xeut는 0에 가깝고 추위는 형성되지 않습니다. 반면, 철이 절연되지 않은 경우 기본값인 1이 더 적합해야 합니다. Xeut의 실제 값은 예를 들어 ASTM 쿨웨지 테스트(그림 1)에서 실험적으로 결정해야 합니다.
( the amount of chill formed varies from zero to the maximum allowed for a given carbon composition. The parameters ν-=30 μ/ms, and ν+=60 μ/ms, and X_eut is the chilling susceptibility criterion, a user-defined parameter, with values in the range from 0.0 to 1.0 with the default of one. For well-inoculated iron, or for a grey eutectic with a high specific surface area, X_eut is close to zero, and no chill will form. On the other hand, if the iron is un-inoculated the default value of one should be more appropriate. The actual value of X_eut must be determined experimentally, for example, from an ASTM chill-wedge test (Fig 1.).)

Figure 1. Carbide (left) and graphite (right) content in a 3.4 wt% C, 1.7 wt% Si iron with Xeut=0.25 (top) and Xeut=0.40 (bottom)

주조물의 순 체적 변화는 응고 과정에서 형성되는 서로 다른 상의 양과 액체 수축의 결합 효과입니다. 그림 2는 3.4wt %의 탄소와 2.5wt %의 실리콘을 갖는 합금에 대한 3 가지 상이한 과열 온도에 대한 금속 부피의 변화를 보여줍니다. 더 큰 과열은 금속 체적의 순수한 감소로 이어. 그래파이트 형성으로 인해 응고 동안 나중에 팽창은 체적의 손실을 보상 할 수 없습니다.

Figure 2. Computed volume vs. time for three pouring temperatures for a 3.4 wt % C, 2.5 wt % Si cast iron. From top to bottom: 1250, 1400 and 1550°C pouring temperatures.

Summary

동결시 철의 밀도 변화를 추적하고 흑연, 오스테나이트 및 탄화물 상을 포함하는 미세 구조를 예측하기 위한 주철 모델을 기술하였습니다. 이 모델은 단순 응고 수축 및 미세 다공성 모델에 대한 옵션입니다. 고형물 (> 2 %)을 함유 한 철의 변성 열을 정의하기 위해 유동이 있건, 없건 응고 중에 사용할 수 있습니다. 수축 및 팽창 모두 흐름없이 모델에 포함됩니다. 팽창을 위한 공간이 없는 경우를 제외하고 팽창은 무시됩니다.

References

[1] G. Goodrich and John Svoboda, “Basic Concepts of Ferrous Metallurgy,” Cast Metals Institute, Inc., American Foundry Society, Inc., 1997.

[2] D. M. Stefanescu, S. Katz, “Thermodynamic Properties of Iron-Base Alloys,” ASM Handbook Volume 15, Casting (ASM International), 2008.

[3] K.G. Upadhya, D.M. Stefanescu, K. Lieu and D.P. Yeager, “Computer-Aided Cooling Curve Analysis: Principles and Applications in Metal Casting,” AFS Transactions, Vol. 97, 1989, 61-66.

[4] AFS, “Gating Calculations for Iron Castings,” spreadsheet, 2009.

[5] Von Alfred Holzmuller, VDG and Robert Wlodawer, VDG, “Zehn Jahre Speiser-Eingrs-Verfahren fur Guseisen,” Giesserei, 1963.

[6] G. Goodrich, “Introduction to Cast Irons,” ASM Handbook, Volume 15: Casting, 2008, pp 794-795.

[7] A. Starobin, M.C. Carter, “Modeling Volume Changes and High Temperature Microstructure in Cast Iron,” Flow Science Technical Note FSI-11-TN89, 2011.

FSR-05-14_moisture drying model [수분/습기 건조 모델]

Introduction
In the manufacture of paper it is necessary to remove all water from the paper before it is rolled up. The majority of water is typically removed by squeezing the paper between large rollers. The remaining moisture can be removed by forcing hot air through the paper to accelerate its evaporation.
Using heated air can be an expensive process so there is interest in investigating optimum arrangements for achieving the fastest and least expensive means of removing the residual water from paper. A prototype arrangement using heated air is shown in the following figure: (그림은 첨부파일 참조)

Both the paper and the fabric backing are porous materials. The support blocks may not be porous. It is expected that the permeability of the fabric and paper will be a function of their water content.
This report describes a software development that allows for a realistic treatment of the drying process in porous media such as that shown in Fig. 1. A description is given of the new model, which has been validated with available data. This data does not cover the entire range of moisture content or airflow rates that are typically encountered in practice. Consequently, it may be found necessary to make some small model adjustments. It is hoped that the formulation of the model, which is based on simple physical principles, will be easy to adjust to fit a larger range of observations.
Before describing the new model, a better perspective of its capabilities can be appreciated by noting some of the ways that it differs from previous work on paper drying. Most importantly, the new model considers the paper as having finite thickness and properties such as moisture content, temperature and vapor concentration that vary through the thickness. Thus, the paper may have dried on the upstream side, but still be completely wet on the opposite side. Another difference is that air and water vapor constitute a two-component gas that is compressible. Compressibility means, for
example, that the gas velocity in the paper must increase in the direction of flow because of the decrease in pressure through the paper (i.e., density and/or temperature must decrease by expansion to give a pressure decrease). Since flow velocity has an important effect on drying rate, compressibility can influence local drying conditions in the paper.

Finally, by computing transient conditions throughout the paper, this model could be used to investigate arbitrary non-uniform initial conditions or paper with a non-uniform thickness and/or porosity distribution.

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FSR-05-14_moisture drying model

FSR_01-12_Air-Entrainment-Report [공기 혼입 모델 분석]

Overview
In free-surface flows the turbulence in the liquid may be sufficient to disturb the surface to the point of entraining air into the flow. This process is important, for example, in water treatment where air is needed to sustain microorganisms for water purification and in rivers and streams for sustaining a healthy fish population. Air entrainment is typically engineered into spillways downstream of hydropower plants to reduce the possibility of cavitation damage at the base of the spillway. Situations where air entrainment is undesirable are in the sprue and runner systems used by metal casters, and in the filling of liquid containers used for consumer products.
The importance of being able to predict the amount and distribution of entrained air at a free liquid surface has led to the development of a unique model in FLOW-3D®. The model has two options. One option, to be used when the volume fraction of entrained air is relatively low, uses a passive scalar variable to record and transport the air volume fraction. This model is passive in that it does not alter the dynamics of the flow.
The second air-entrainment model option is based on a variable density formulation. This model includes the “bulking” of fluid volume by the addition of air and the buoyancy effects associated with entrained air. This dynamically coupled model cannot, however, be used in conjunction with heat transport and natural (thermal) convection.
In addition, when using the variable density formulation, the model can include a relative drifting of air in water, the possible escape of air if it rises to the surface of the water and the removal or addition of air to trapped bubble regions represented as adiabatic bubbles.
The same basic entrainment process is used in both options. It is based on a competition between the stabilizing forces of gravity and surface tension and the destabilizing effects of surface turbulence.
Because turbulence is the main cause of entrainment, a turbulence-transport model must be used in connection with the air-entrainment model. It is recommended that the RNG version of the more traditional k-epsilon turbulence model be employed. All the validation tests reported in this Technical Note were performed using the RNG model.

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FSR_01-12_Air-Entrainment-Report

Salt dissolution model [소금 용해 모델]

Introduction
Dissolution of salt in liquid is of interest in several applications – from solution mining to food processing to medical applications. This article describes a new model in FLOW-3D1 version 10.0 for dissolving salt in fluids and tracking the solute in the brine.
The dissolution of salt increases the density of the fluid and thus may affect the flow. In addition, as salt is dissolved, the flow domain increases. It is of interest, therefore, to predict these changes in the flow as well as the transport of the dissolved salt in the fluid.
The model accounts for the basic physical phenomena, such as mass transfer at the interface between salt and fluid, the change of volume and shape of the solid salt, diffusion and convection of dissolved salt in fluid and, finally, the change in fluid density, viscosity and surface tension coefficient.

Drift Model for Two-Component Flows [두 구성 요소 흐름에 대한 표류 모델]

Overview
In fluids composed of multiple components, e.g., fluid/particles, fluid/bubbles, fluid/fluid mixtures, where the components have different densities, it is observed that the components can assume different flow velocities. Velocity differences arise because the density differences result in non-uniform body forces. Often the differences in velocities can be very pronounced, for example, large raindrops falling through air or gravel sinking in water. Under many conditions, however, the relative velocities are small enough to be described as a “drift” of one component through the other. Examples are dust in air and silt in water.
The “drift” distinction has to do with whether or not the inertia of a dispersed component moving in a continuous component is significant. If the inertia of relative motion can be ignored, and the relative velocity reduced to a balance between a driving force (say gravity or a pressure gradient) and an opposing drag force between the components, then we can speak of a “drift-flux” approximation. Drift velocities are primarily responsible for the transport of mass and energy. Some momentum may be transported as well, but this is usually quite small and has been neglected in the FLOW-3D1 drift model. A more complete analysis of when the “drift” assumption is valid can be found in the Flow Science, Inc.

AN IMPLICIT METHOD TO SOLVE PROBLEMS OF RIGID BODY MOTION COUPLED WITH FLUID FLOW

For general moving object (GMO) problems, when mass density of the moving object(s) under coupled motion is less than that of fluid, the existing explicit GMO method in FLOW-3D® often fails due to stability difficulties. In this work, an implicit GMO method was developed and incorporated into FLOW-3D®. The main difference between the implicit and the explicit GMO methods is that in each computational cycle, or time step, the former calculates the object motion and the fluid flow iteratively while the later calculates them separately. Unlike the explicit method, the implicit approach imposes no limitations on mass density of the moving objects. Tests show it possesses good stability for density of moving objects as low as 0.1% of that of fluid. Close matches between the computational and experimental results were obtained for simulations of a light boat under coupled motion in water stream.

Lost Foam Variable Pattern Density

Overview
Making foam patterns for use in the lost foam casting process is a difficult business. To make a pattern foam beads are blown into a mold containing discrete vent locations for the displaced air and steam. This makes the density of the packed beads difficult to control. Patterns typically show final density variations of ±20%. Much larger variations are not uncommon.
One goal of the Lost Foam Consortium is to evaluate techniques for improving the uniformity of patterns. A related goal is to determine to what extent density variations in patterns are significant with respect to the quality of the parts produced.
Recent real-time X-Ray observations of the metal filling process reported by Dr. Wayne Sun (Advanced Lost Foam Casting Technology-Phase V Meeting, June 20-21, 2001) revealed several interesting facts about the behavior of foam patterns. In particular, when the foam has a low degree of fusion metal is observed to move very fast into the foam (e.g., 4 to 5 times faster than in normal fusion foam). The advancement of the metal is typically in the form of fingers, which subsequently spread sideways causing the meeting of metal fronts that result in many fold defects. Furthermore, the location of the fingering is significantly affected by density variations in the foam pattern.
In contrast, when the foam patterns consisted of normal fusion foam, the metal front moved smoothly (i.e., no fingering) and considerably fewer fold defects occur. Also, the presence of density variations in the foam has little effect on the propagation of the metal fronts.
Based on these findings it was concluded that no attempt should be made to model low fusion foam because this in not likely to be choice for production work. Instead, we report here the development and testing of a model for adding a variable foam density to the FLOW-3D® software package from Flow Science, Inc.

Sediment Scour [침전 / 세굴(쇄굴)]

Introduction
The sediment scour model predicts the behavior of packed and suspended sediment within the three-dimensional flow capabilities of FLOW-3D®. Potential applications include erosion around bridge piers, weirs, dams and underwater pipelines, and removal and drifting of sand or snow over terrain. The model consists of two basic components: drifting and lifting. Drifting acts on sediment that is suspended in the flow; gravity (along with other body forces) causes the settling of the sediment. This model is based on the drift-flux model already incorporated into FLOW-3D®. Lifting takes place only at the interface between the packed sediment and fluid and occurs where the local shear stress imposed by the liquid on the bed interface exceeds a critical value. The amount of lifting is proportional to the shear stress. In conjunction with the drifting and lifting models, a drag model is used to mimic the solid-like behavior of the sediment in regions where its concentration exceeds a cohesive solid fraction. The viscosity and density are functions of the sediment concentration; they are calculated as a function of the sediment concentration.

Modeling Turbulent Entrainment of Air at a Free Surface

Overview
In free-surface flows the turbulence in the liquid may be sufficient to disturb the surface to the point of entraining air into the flow. This process is important, for example, in water treatment where air is needed to sustain microorganisms for water purification and in rivers and streams for sustaining a healthy fish population. Air entrainment is typically engineered into spillways downstream of hydropower plants to reduce the possibility of cavitation damage at the base of the spillway. Other situations where air entrainment is undesirable are in the sprue and runner systems used by metal casters, and in the filling of liquid containers used for consumer products.
The importance of being able to predict the amount and distribution of entrained air at a free liquid surface has led to the development of a unique model that can be easily inserted into FLOW-3D® as a user customization. The model has two options. One option, to be used when the volume fraction of entrained air is relatively low, uses a scalar variable to record the air volume fraction. This model is passive in that it does not alter the dynamics of the flow.
A second air-entrainment model, option two, is based on a variable density formulation. This model includes the “bulking” of fluid volume by the addition of air and the buoyancy effects associated with entrained air. However, this dynamically coupled model cannot be used in connection with heat transport and natural (thermal) convection.
In both model options the same basic entrainment process is used that is based on a competition between the stabilizing forces of gravity and surface tension and the destabilizing effects of surface turbulence. The model is described in the next section. Because turbulence is the main cause of entrainment, a turbulence-transport model must be used in connection with the air-entrainment model (i.e., ifvis=3 or 4). It is recommended that the RNG version of the more traditional k-epsilon turbulence model be employed. All the validation tests reported in this Technical Note were performed using the RNG turbulence model.

Modeling Thermal Expansion Effects in FLOW-3D

This note describes the modeling used in FLOW-3D® for thermal expansion processes in onefluid, incompressible flows. Volume changes are modeled in unconfined flows while the limited
compressibility model may be used to compute the change is pressure in flows that are confined and density cannot change.

Addition of Dielectric Phenomena to FLOW-3D

Overview
There are situations where it would be helpful to account for the interaction of electric fields with liquid and solid materials. For example, electrostatic air cleaners rely on the ability to attract small particles in flowing air to a surface where they can be collected and removed from the air. In this case the primary attractive force arises from dielectric polarization of the particles.
Spraying liquid drops onto a surface, as in spray painting, is often improved by electrifying the drops so that they repel one another and produce a more uniform distribution. Also, electrified drops can be driven to overcome air resistance by suitable electric fields.
In many types of micro-electrical-mechanical-systems (MEMS) fluids are caused to move by the application of electric potentials. Usually this behavior is induced by electric forces acting on dielectric polarization charges generated at free fluid surfaces or at the interfaces between two fluids.

In some situations the effects of both dielectrically induced charges as well as free electric charges in a fluid must be considered. For these cases the fluid has some nonzero conductivity that must be accounted for by tracking charge densities and adding additional body forces to the fluid. The range of possibilities when conduction is present includes bound and free charges, recombination, ionization, currents without net charge densities, etc. As described next, we shall limit the present development to a useful subset of the many possibilities.

In this note we describe a set of program developments that give FLOW-3DÒ the capability to model fluid and particulate flows involving both free and induced charge densities. In the current released version of FLOW-3D® (Ver. 7.7) both particles and fluid can contain a fixed charge density, but there is no provision for dielectric materials.

Here we describe the addition of dielectric properties for particles, fluids, and solids. In addition, linear polarization forces acting on particles and fluids by electrostatic fields are added to the momentum equations for fluid and particles.

Particle-Fluid Coupling [입자-유체 연동]

There are many important flow situations involving a dispersed liquid or solid material in a continuous gas or liquid. A few everyday examples are fuel injection in a automobile engine,
rain, dust storms and all sorts of atomizers for painting, cleaning and applying medicine. In most cases there are significant interactions between the continuous and dispersed materials
that arise because of the drag experienced by the dispersed particles as they move through the continuous fluid. A secondary interaction effect is the displacement of fluid volume by particle
volume.
Of the two interaction effects, i.e., volume exclusion and momentum exchange, the most important is momentum exchange because this can be significant even when the volume of
particles is small. To see why this is so, consider a typical two-phase system with properties similar to that of water and air. The density ratio between water and air is about 1000. This
means that a liquid fraction of only 10E-4 translates into 10% of the mixture mass. Thus, even when the water volume is a negligible fraction of the whole, it still may account for a significant
portion of the mixture momentum.

물리 모델 소개

FLOW-3D 는 고도의 정확성이 필요한 항공, 자동차, 수자원 및 환경, 금속 산업분야의 세계적인 선진 기업에서 사용됩니다.

FLOW-3D의 광범위한 다중 물리 기능(multiphysics )은 자유 표면 흐름, 표면 장력, 열전달, 난류, 움직이는 물체, 단순 변형 고체, 전기 기계, 캐비테이션, 탄/소성, 점성, 가소성, 입자, 고체 연료, 연소 및 위상 변화를 포함합니다.
이러한 모델은 FLOW-3D를 사용하는 사용자들이 기술 및 과학의 광범위한 문제를 해결하도록 설계를 최적화하고 복잡한 프로세스 흐름에 대한 통찰력을 얻을 수 있도록 합니다.

Physics Models

Air EntrainmentCavitation
Cavitation
Combustible Objects
Core Gas
Defect Tracking
Dissolving Objects
Drift Flux
Granular Flow
Lost Foam
Moisture
Moving Objects
Porous Media
Sediment Scour
Shallow Water
Thermal Die Cycling
Solidification
Wind Effects

Flow/Fluid Modes

Incompressible and Compressible Flows
Constant/Varying Density
Fluid Sources
Non-Inertial Frame Reference
Laminar/Turbulent Flow
Elastic Stresses
Electro-Mechanics
Heat Transfer
Particle Tracking
Surface Tension
Wall Contact Time
Phase Change

Materials Databases

Fluids Database
Solids Database

매우 정확한
시뮬레이션 결과

FAVOR™, 으로 알려진 특별한 메쉬 프로세스는 데카르트 구조의 단순함을 유지하면서 복잡한 형상을 효율적으로 구현합니다.

Optimized Setup
and Workflow

TruVOF 표면 추적 방법은 유동시뮬레이션을 위해 알려진 유체 체적을 사용하는 동안 가장 높은 정확도를 제공합니다.

FlowSight
Postprocessing

산업계에서 최고의 시각화 postprocessor인 FlowSight 는 사용자에게 2차원 및 3차원에 대한 심층 분석 기능을 제공합니다.

Coating Bibliography

아래는 코팅 참고 문헌의 기술 문서 모음입니다.
이 모든 논문은 FLOW-3D 결과를 포함하고 있습니다. FLOW-3D를 사용하여 코팅 공정을 성공적으로 시뮬레이션 하는 방법에 대해 자세히 알아보십시오.

Coating Bibliography

2024년 11월 20일 Update

98-24 Fabiano I. Indicatti, Bo Cheng, Michael Rädler, Elisabeth Stammen, Klaus Dilger, Experimental and numerical investigation of the squeegee process during stencil printing of thick adhesive sealings, The Journal of Adhesion, 2024. doi.org/10.1080/00218464.2024.2356105

130-22 Md Didarul Islam, Himendra Perera, Benjamin Black, Matthew Phillips, Muh-Jang Chen, Greyson Hodges, Allyce Jackman, Yuxuan Liu, Chang-Jin Kim, Mohammed Zikry, Saad Khan, Yong Zhu, Mark Pankow, Jong Eun Ryu, Template-free scalable fabrication of linearly periodic microstructures by controlling ribbing defects phenomenon in forward roll coating for multifunctional applications, Advanced Materials Interfaces, 9.27; 2201237, 2022. doi.org/10.1002/admi.202201237

03-21 Delong Jia, Peng Yi, Yancong Liu, Jiawei Sun, Shengbo Yue, Qi Zhao, Effect of laser textured groove wall interface on molybdenum coating diffusion and metallurgical bonding, Surface and Coatings Technology, 405; 126561, 2021. doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126561

50-19 Peng Yi, Delong Jia, Xianghua Zhan, Pengun Xu, and Javad Mostaghimi, Coating solidification mechanism during plasma-sprayed filling the laser textured grooves, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 142, 2019. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118451

01-19 Jelena Dinic and Vivek Sharma, Computational analysis of self-similar capillary-driven thinning and pinch-off dynamics during dripping using the volume-of-fluid method, Physics of Fluids, Vol. 31, 2019. doi: 10.1063/1.5061715

85-18 Zia Jang, Oliver Litfin and Antonio Delgado, A semi-analytical approach for prediction of volume flow rate in nip-fed reverse roll coating process, Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, Vol. 18, no. 1, Special Issue: 89^th Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics, 2018. doi: 10.1002/pamm.201800317

80-14 Hiroaki Koyama, Kazuhiro Fukada, Yoshitaka Murakami, Satoshi Inoue, and Tatsuya Shimoda, Investigation of Roll-to-Sheet Imprinting for the Fabrication of Thin-film Transistor Electrodes, IEICE TRAN, ELECTRON, VOL.E97-C, NO.11, November 2014

46-14 Isabell Vogeler, Andreas Olbers, Bettina Willinger and Antonio Delgado, Numerical investigation of the onset of air entrainment in forward roll coating, 17th International Coating Science and Technology Symposium September 7-10, 2014 San Diego, CA, USA

17-12 Chi-Feng Lin, Bo-Kai Wang, Carlos Tiu and Ta-Jo Liu, On the Pinning of Downstream Meniscus for Slot Die Coating, Advances in Polymer Technology, Vol. 00, No. 0, 1-9 (2012) © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Available online at Wiley.

01-11 Reid Chesterfield, Andrew Johnson, Charlie Lang, Matthew Stainer, and Jonathan Ziebarth, Solution-Coating Technology for AMOLED Displays, Information Display Magazine, 1/11 0362-0972/01/2011-024 © SID 2011.

61-09 Yi-Rong Chang, Chi-Feng Lin and Ta-Jo Liu, Start-up of slot die coating, Polymer Engineering and Science, Vol. 49, pp. 1158-1167, 2009. doi:10.1002/pen.21360

26-06 James M. Brethour, 3-D transient simulation of viscoelastic coating flows, 13th International Coating Science and Technology Symposium, September 2006, Denver, Colorado

19-06 Ivosevic, M., Cairncross, R. A., and Knight, R., 3D Predictions of Thermally Sprayed Polymer Splats Modeling Particle Acceleration, Heating and Deformation on Impact with a Flat Substrate, Int. J. of Heat and Mass Transfer, 49, pp. 3285 – 3297, 2006

9-06 M. Ivosevic, R. A. Cairncross, R. Knight, T. E. Twardowski, V. Gupta, Drexel University, Philadelphia, PA; J. A. Baldoni, Duke University, Durham, NC, Effect of Substrate Roughness on Splatting Behavior of HVOF Sprayed Polymer Particles Modeling and Experiments, International Thermal Spray Conference, Seattle, WA, May 2006.

26-05 Ivosevic, M., Cairncross, R. A., Knight, R., Impact Modeling of Thermally Sprayed Polymer Particles, Proc. International Thermal Spray Conference [ITSC-2005], Eds., DVS/IIW/ASM-TSS, Basel, Switzerland, May 2005.

11-05 Brethour, J., Simulation of Viscoelastic Coating Flows with a Volume-of-fluid Technique, in Proceedings of the 6th European Coating Symposium, Bradford, UK, 2005

1-05 C.W. Hirt, Electro-Hydrodynamics of Semi-Conductive Fluids: With Application to Electro-Spraying, Flow Science Technical Note #70, FSI-05-TN70

38-04 K.H. Ho and Y.Y. Zhao, Modelling thermal development of liquid metal flow on rotating disc in centrifugal atomisation, Materials Science and Engineering, A365, pp. 336-340, 2004. doi:10.1016/j.msea.2003.09.044

30-04 M. Ivosevic, R.A. Cairncross, and R. Knight, Impact Modeling of HVOF Sprayed Polymer Particles, Presented at the 12th International Coating Science and Technology Symposium, Rochester, New York, September 23-25, 2004

29-04 J.M. Brethour and C.W. Hirt, Stains Arising from Dried Liquid Drops, Presented at the 12th International Coating Science and Technology Symposium, Rochester, New York, September 23-25, 2004

20-03 James Brethour, Filling and Emptying of Gravure Cells–A CFD Analysis, Convertech Pacific October 2002, Vol. 10, No 4, p 34-37

4-03 M. Toivakka, Numerical Investigation of Droplet Impact Spreading in Spray Coating of Paper, In Proceedings of 2003 TAPPI 8th Advanced Coating Fundamentals Symposium, TAPPI Press, Atlanta, 2003

28-02 J.M. Brethour and H. Benkreira, Filling and Emptying of Gravure Cells—Experiment and CFD Comparison, 11th International Coating Science and Technology Symposium, September 23-25, 2002, Minneapolis, Minnesota

22-02 Hirt, C.W., and Brethour, J.M., Contact Line on Rough Surfaces with Application to Air Entrainment, Presented at the 11th International Coating Science and Technology Symposium, September 23-25, 2002, Minneapolis, Minnesota. Unpublished.

17-01 J. M. Brethour, C. W. Hirt, Moving Contact Lines on Rough Surfaces, 4th European Coating Symposium, 2001, Belgium

16-01 J. M. Brethour, Filling and Emptying of Gravure Cells–-A CFD Analysis, proceedings of the 4th European Coating Symposium 2001, October 1-4, 2001, Brussels, Belgium

26-00 Ronald H. Miller and Gary S. Strumolo, A Self-Consistent Transient Paint Simulation, Proceedings of IMEC2000: 2000 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, November 2000, Orlando, Florida

6-99 C. W. Hirt, Direct Computation of Dynamic Contact Angles and Contact Lines, ECC99 Coating Conference, Erlangen, Germany (FSI-99-00-2), Sept. 1999

7-98 J. E. Richardson and Y. Becker, Three-Dimensional Simulation of Slot Coating Edge Effects, Flow Science Inc, and Polaroid Corporation, presented at the 9th International Coating Science and Technology Symposium, Newark, DE, May 18-20, 1998

6-98 C. W. Hirt and E. Choinski, Simulation of the Wet-Start Process in Slot Coating, Flow Science Inc, and Polaroid Corporation, presented at the 9th International Coating Science and Technology Symposium, Newark, DE, May 18-20, 1998

3-97 C. W. Hirt and J. E. Richardson of Flow Science Inc, and K.S. Chen, Sandia National Laboratory, Simulation of Transient and Three-Dimensional Coating Flows Using a Volume-of-Fluid Technique, presented at the 50th Annual Conference of the Society for Imaging and Science Technology, Boston, MA 18-23 May 1997

2-96 C. W. Hirt, K. S. Chen, Simulation of Slide-Coating Flows Using a Fixed Grid and a Volume-of-Fluid Front-Tracking Technique, presented a the 8th International Coating Process Science & Technology Symposium, February 25-29, 1996, New Orleans, LA

Metal Casting Bibliography

다음은 금속 주조 참고 문헌의 기술 문서 모음입니다.
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2024년 11월 20일 Update

93-24 Benedict Baumann, Andreas Kessler, Claudia Dommaschk, Gotthard Wolf , Influence of filter structure and casting system on filtration efficiency in aluminum mold casting, Multifunctional Ceramic Filter Systems for Metal Melt Filtration, Eds. C.G. Aneziris, H. Biermann, Springer Series in Materials Science, 337; 2024. doi.org/10.1007/978-3-031-40930-1_28

87-24 Rahul Jayakumar, T.P.D. Rajan, Sivaraman Savithri, A GPU based accelerated solver for simulation of heat transfer during metal casting process, Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 32.5; 055013, 2024. doi.org/10.1088/1361-651X/ad4406

46-24 Masyrukan, Irwan Mawarda, Sunardi Wiyono, Bibit Sugito, Ummi Kultsum, Dessy Ade Pratiwi, Desi Gustiani, Nur Annisa Istiqamah, The effect of differences in in-gate diameter size on the structure and mechanical properties of aluminum (Al) castings in pipe products with a red sand mold, AIP Conference Proceedings, 2838.1; 2024. doi.org/10.1063/5.0185773

43-24 German Alberto Barragán De Los Rios, Silvio Andrés Salazar Martínez, Emigdio Mendoza Fandiño, Patricia Fernández-Morales, Numerical simulation of aluminum foams by space holder infiltration, International Journal of Metalcasting, 2024. doi.org/10.1007/s40962-024-01287-8

40-24 Bin Zhang, Gary P. Grealy, Thermomechanical modeling on AirSlip® billet DC casting of high-strength crack-prone aluminum alloys, Light Metals 2024, Eds. S. Wagstaff, pp. 1015-1025, 2024. doi.org/10.1007/978-3-031-50308-5_128

35-24 Balaji Chandrakanth, Ved Prakash, Adwaita Maiti, Diya Mukherjee, Development of triply periodic minimal surface (TPMS) inspired structured cast iron foams through casting route, International Journal of Metalcasting, 2024. doi.org/10.1007/s40962-023-01247-8

19-24 Diya Mukherjee, Himadri Roy, Balaji Chandrakanth, Nilrudra Mandal, Sudip Kumar Samanta, Manidipto Mukherjee, Enhancing properties of Al-Zn-Mg-Cu alloy through microalloying and heat treatment, Materials Chemistry and Physics, 314; 128881, 2024. doi.org/10.1016/j.matchemphys.2024.128881

181-23 Daichi Minamide, Ken’ichi Yano, Masahiro Sano, Takahiro Aoki, Overflow design system to decrease gas defects considering the direction of molten metal flow, 3rd International Conference on Electrical, Computer, Communications and Mechatronics Engineering (ICECCME), pp. 1-6, 2023. doi.org/10.1109/ICECCME57830.2023.10253413

102-23 Daichi Minamide, Ken’ichi Yano, Masahiro Sano, Takahiro Aoki, Automatic design of overflow system for preventing gas defects by considering the direction of molten metal flow, Computer-Aided Design, 163; 103586, 2023. doi.org/10.1016/j.cad.2023.103586

87-23 Prosenjit Das, Optimisation of melt pouring temperature and low superheat casting of Al-15Mg2Si-4.5Si composite, International Journal of Cast Metals Research, 36.1-3; 2023. doi.org/10.1080/13640461.2023.2211895

60-23 Yuanhao Gu, Feng Wang, Jian Jiao, Zhi Wang, Le Zhou, Pingli Mao, Zheng Liu, Study on semisolid rheo-diecasting process, microstructure and mechanical properties of Mg-6Al-1Ca-0.5Sb alloy with high solid fraction, International Journal of Metalcasting, 2023. doi.org/10.1007/s40962-023-01001-0

48-23 Patricia Fernández‑Morales, Lauramaría Echeverrí, Emigdio Mendoza Fandiño, Alejandro Alberto Zuleta Gil, Replication casting and additive manufacturing for fabrication of cellular aluminum with periodic topology: optimization by CFD simulation, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 26; pp. 1789-1797, 2023. doi.org/10.1007/s00170-023-11124-7

38-23 Emanuele Pagone, Christopher Jones, John Forde, William Shaw, Mark Jolly, Konstantinos Salonitis, Defect minimization in vacuum-assisted plaster mould investment casting through simulation of high-value aluminium alloy components, TMS 2023: Light Metals, pp. 1078-1086, 2023.

33-23 Philip King, Guha Manogharan, Novel experimental method for metal flow analysis using open molds for sand casting, International Journal of Metalcasting, 2023. doi.org/10.1007/s40962-023-00966-2

32-23 Sujeet Kumar Gautam, Himadri Roy, Aditya Kumar Lohar, Sudip Kumar Samanta, Studies on mold filling behavior of Al–10.5Si–1.7Cu Al alloy during rheo pressure die casting system, International Journal of Metalcasting, 2023. doi.org/10.1007/s40962-023-00958-2

31-23 Anand Kumbhare, Prasenjit Biswas, Anil Bisen, Chandan Choudary, Investigation of effect of the rheological parameters on the flow behavior of ADC12 Al alloy in rheo-pressure die casting, International Journal of Metalcasting, 2023. doi.org/10.1007/s40962-023-00962-6

24-23 Natalia Raźny, Anna Dmitruk, Maria Serdechnova, Carsten Blawert, Joanna Ludwiczak, Krzysztof Naplocha, The performance of thermally conductive tree-like cast aluminum structures in PCM-based storage units, International Communications in Heat and Mass Transfer, 142; 106606, 2023. doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2022.106606

172-22 J. Yokesh Kumar, S. Gopi, K.S. Amirthagadeswaran, Redesigning and numerical simulation of gating system to reduce cold shut defect in submersible pump part castings, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, 2022. doi.org/10.1177/0954408922114218

125-22 Maximilian Erber, Tobias Rosnitschek, Christoph Hartmann, Bettina Alber-Laukant, Stephan Tremmel, Wolfram Volk, Geometry-based assurance of directional solidification for complex topology-optimized castings using the medial axis transform, Computer-Aided Design, 152; 103394, 2022. doi.org/10.1016/j.cad.2022.103394

74-22 Vasilios Fourlakidis, Ilia Belov, Attila Diószeg, Experimental model of the pearlite interlamellar spacing in lamellar graphite iron, Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração, 19; e2634, 2022. doi.org/10.4322/2176-1523.20222634

71-22 M. G. Mahmoud, Amr Abdelghany, Serag Salem, Numerical simulation of door lock plates castings produced by high pressure die casting process, International Journal of Metalcasting, 2022. doi.org/10.1007/s40962-022-00797-7

70-22 Andreas Schilling, Daniel Schmidt, Jakob Glück, Niklas Schwenke, Husam Sharabi, Martin Fehlbier, About the impact on gravity cast salt cores in high pressure die casting and rheocasting, Simulation Modelling Practice and Theory, 119; 102585, 2022. doi.org/10.1016/j.simpat.2022.102585

52-22 Manthan Dhisale, Jitesh Vasavada, Asim Tewari, An approach to optimize cooling channel parameters of low pressure die casting process for reducing shrinkage porosity in aluminium alloy wheels, Materials Today: Proceedings, in print, 2022. doi.org/10.1016/j.matpr.2022.03.478

44-22 Zihan Lang, Feng Wang, Wei Wang, Zhi Wang, Le Zhou, Pingli Mao, Zheng Liu, Numerical simulation and experimental study on semi-solid forming process of 319s aluminum alloy test bar, International Journal of Metalcasting, 2022. doi.org/10.1007/s40962-022-00788-8

32-22 Elisa Fracchia, Federico Simone Gobber, Claudio Mus, Raul Pirovino, Mario Russo, The local squeeze technology for challenging aluminium HPDC automotive components, Light Metals, pp. 772-778, 2022. doi.org/10.1007/978-3-030-92529-1_102

141-21 O. Ayer, O. Kaya, Mould design optimisation by FEM, Journal of Physics: Conference Series, 2130; 012021, 2021. doi.org/10.1088/1742-6596/2130/1/012021

117-21 I. Rajkumar, N. Rajini, T. Ram Prabhu, Sikiru O. Ismail, Suchart Siengchin, Faruq Mohammad, Hamad A. Al-Lohedan , Applicability of angular orientations of gating designs to quality of sand casting components using two-cavity mould set-up, Transactions of the Indian Institute of Metals, 2021. doi.org/10.1007/s12666-021-02434-z

106-21 M. Ahmed, E. Riedel, M. Kovalko, A. Volochko, R. Bähr, A. Nofal, Ultrafine ductile and austempered ductile irons by solidification in ultrasonic field, International Journal of Metalcasting, 2021. doi.org/10.1007/s40962-021-00683-8

97-21 J. Glueck, A. Schilling, N. Schwenke, A. Fros, M.Fehlbier, Efficiency and agility of a liquid CO2 cooling system for molten metal systems, Case Studies in Thermal Engineering, 28; 101485, 2021. doi.org/10.1016/j.csite.2021.101485

82-21 Giulia Scampone, Raul Pirovano, Stefano Mascetti, Giulio Timelli, Experimental and numerical investigations of oxide-related defects in Al alloy gravity die castings, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 117; pp. 1765-1780, 2021. doi.org/10.1007/s00170-021-07680-5

74-21 Shuyang Ren, Feng Wang, Jingying Sun, Zheng Liu, Pingli Mao, Gating system design based on numerical simulation and production experiment verification of aluminum alloy bracket fabricated by semi-solid rheo-die casting process, International Journal of Metalcasting, 2021. doi.org/10.1007/s40962-021-00648-x

69-21 Ozen Gursoy, Murat Colak, Kazim Tur, Derya Dispinar, Characterization of properties of Vanadium, Boron and Strontium addition on HPDC of A360 alloy, Materials Chemistry and Physics, 271; 124931, 2021. doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124931

54-21 K. Munpakdee, P. Ninpetch, S. Otarawanna, R. Canyook, P. Kowitwarangkul, Effect of feed sprue size on porosity defects in Platinum 950 centrifugal investment casting via numerical modelling, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 11th TSME-International Conference on Mechanical Engineering, Ubon Ratchathani, Thailand, December 1-4, 2020, 1137; 012021, 2021. doi.org/10.1088/1757-899X/1137/1/012021/

44-21 Yunxiang Zhang, Haidong Zhao, Fei Liu, Microstructure characteristics and mechanical properties improvement of gravity cast Al-7Si-0.4Mg alloys with Zr additions, Materials Characterization, 176; 111117, 2021. doi.org/10.1016/j.matchar.2021.111117

05-21 Heqian Song, Lunyong Zhang, Fuyang Cao, Xu Gu, Jianfei Sun, Oxide bifilm defects in aluminum alloy castings, Materials Letters, 285; 129089, 2021. doi.org/10.1016/j.matlet.2020.129089

86-20 Malte Leonhard, Matthias Todte, Jörg Schäfer, Realistic simulation of the combustion of exothermic feeders, Modern Casting, August 2020; pp. 35-40, 2020. (See also 58-19)

52-20 Mingfan Qi, Yonglin Kang, Jingyuan Li, Zhumabieke Wulabieke, Yuzhao Xu, Yangde Li, Aisen Liu, Junchen Chen, Microstructures refinement and mechanical properties enhancement of aluminum and magnesium alloys by combining distributary-confluence channel process for semisolid slurry preparation with high pressure die-casting, Journal of Materials Processing Technology, 285; 116800, 2020. doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2020.116800

46-20 Yasushi Iwata, Shuxin Dong, Yoshio Sugiyama, Jun Yaokawa, Melt permeability changes during solidification of aluminum alloys and application to feeding simulation for die castings, Materials Transactions, 61.7; pp. 1381-1386, 2020. doi.org/10.2320/matertrans.F-M2020822

45-20 Daniel Bernal, Xabier Chamorro, Iñaki Hurtado, Iñaki Madariaga, Effect of boron content and cooling rate on the microstructure and boride formation of β-solidifying γ-TiAl TNM alloy, Metals, 10.5; 698, 2020. doi.org/10.3390/met10050698

72-19 Santosh Reddy Sama, Eric Macdonald, Robert Voigt, and Guha Manogharan, Measurement of metal velocity in sand casting during mold filling, Metals, 9:1079, 2019. doi:10.3390/met9101079

58-19 Von Malte Leonhard, Matthias Todte, and Jörg Schäffer, Realistic simulation of the combustion of exothermic feeders, Casting, No. 2, pp. 28-32, 2019. In English and German.

25-19 Stefano Mascetti, Raul Pirovano, and Giulio Timelli, Interazione metallo liquido/stampo: Il fenomeno della metallizzazione, La Metallurgia Italiana, No. 4, pp. 44-50, 2019. In Italian.

20-19 Fu-Yuan Hsu, Campbellology for runner system design, Shape Casting: The Minerals, Metals & Materials Series, pp. 187-199, 2019. doi: 10.1007/978-3-030-06034-3_19

64-18 Vasilios Fourlakidis, Ilia Belov and Attila Diószegi, Strength prediction for pearlitic lamellar graphite iron: Model validation, Metals, Vol. 8, No. 9, 2018. doi: 10.3390/met8090684

100-16 Robert Watson, New numerical techniques to quantify and predict the effect of entrainment defects, applied to high pressure die casting, PhD Thesis: University of Birmingham, 2016.

59-16 R. Pirovano and S. Mascetti, Tracking of collapsed bubbles during a filling simulation, La Metallurgia Italiana – n. 6 2016

35-16 Konstantinos Salonitis, Mark Jolly, Binxu Zeng, and Hamid Mehrabi, Improvements in energy consumption and environmental impact by novel single shot melting process for casting, Journal of Cleaner Production, doi:10.1016/j.jclepro.2016.06.165, Open Access funded by Engineering and Physical Sciences Research Council, June 29, 2016

20-16 Fu-Yuan Hsu, Bifilm Defect Formation in Hydraulic Jump of Liquid Aluminum, Metallurgical and Materials Transactions B, 2016, Band: 47, Heft 3, 1634-1648.

112-15 José Miguel Gonçalves Ledo Belo da Costa, Optimization of filling systems for low pressure by FLOW-3D, Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica, http://hdl.handle.net/1822/40132, 2015

89-15 B.W. Zhu, L.X. Li, X. Liu, L.Q. Zhang and R. Xu, Effect of Viscosity Measurement Method to Simulate High Pressure Die Casting of Thin-Wall AlSi10MnMg Alloy Castings, Journal of Materials Engineering and Performance, Published online, November 2015, DOI: 10.1007/s11665-015-1783-8, © ASM International.

83-15 Zu-Qi Hu, Xin-Jian Zhang and Shu-Sen Wu, Microstructure, Mechanical Properties and Die-Filling Behavior of High-Performance Die-Cast Al–Mg–Si–Mn Alloy, Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.), DOI 10.1007/s40195-015-0332-7, © The Chinese Society for Metals and Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015.

69-15 A. Viswanath, S. Sivaraman, U. T. S. Pillai, Computer Simulation of Low Pressure Casting Process Using FLOW-3D, Materials Science Forum, Vols. 830-831, pp. 45-48, September 2015

68-15 J. Aneesh Kumar, K. Krishnakumar and S. Savithri, Computer Simulation of Centrifugal Casting Process Using FLOW-3D, Materials Science Forum, Vols. 830-831, pp. 53-56, September 2015

59-15 F. Hosseini Yekta and S. A. Sadough Vanini, Simulation of the flow of semi-solid steel alloy using an enhanced model, Metals and Materials International, August 2015.

44-15 Ulrich E. Klotz, Tiziana Heiss and Dario Tiberto, Platinum investment casting material properties, casting simulation and optimum process parameters, Jewelry Technology Forum 2015

41-15 M. Barkhudarov and R. Pirovano, Minimizing Air Entrainment in High Pressure Die Casting Shot Sleeves, GIFA 2015, Düsseldorf, Germany

40-15 M. Todte, A. Fent, and H. Lang, Simulation in support of the development of innovative processes in the casting industry, GIFA 2015, Düsseldorf, Germany

19-15 Bruce Morey, Virtual casting improves powertrain design, Automotive Engineering, SAE International, March 2015.

15-15 K.S. Oh, J.D. Lee, S.J. Kim and J.Y. Choi, Development of a large ingot continuous caster, Metall. Res. Technol. 112, 203 (2015) © EDP Sciences, 2015, DOI: 10.1051/metal/2015006, www.metallurgical-research.org

99-14 R. Bhola and S. Chandra, Predicting Castability for Thin-Walled HPDC Parts, Foundry Management Technology, December 2014

69-14 L. Xue, M.C. Carter, A.V. Catalina, Z. Lin, C. Li, and C. Qiu, Predicting, Preventing Core Gas Defects in Steel Castings, Modern Casting, September 2014

20-14 Johannes Hartmann, Tobias Fiegl, Carolin Körner, Aluminum integral foams with tailored density profile by adapted blowing agents, Applied Physics A, 10.1007/s00339-014-8377-4, March 2014.

08-14 FY Hsu, SW Wang, and HJ Lin, The External and Internal Shrinkages in Aluminum Gravity Castings, Shape Casting: 5th International Symposium 2014. Available online at Google Books

90-13 A. Karwińskia, M. Małyszaa, A. Tchórza, A. Gila, B. Lipowska, Integration of Computer Tomography and Simulation Analysis in Evaluation of Quality of Ceramic-Carbon Bonded Foam Filter, Archives of Foundry Engineering, DOI: 10.2478/afe-2013-0084, Published quarterly as the organ of the Foundry Commission of the Polish Academy of Sciences, ISSN, (2299-2944), Volume 13, Issue 4/2013

35-13 A. Pari, Real Life Problem Solving through Simulations in the Die Casting Industry – Case Studies, © Die Casting Engineer, July 2013.

34-13 Martin Lagler, Use of Simulation to Predict the Viability of Salt Cores in the HPDC Process – Shot Curve as a Decisive Criterion, © Die Casting Engineer, July 2013.

24-13 I.N.Volnov, Optimizatsia Liteynoi Tekhnologii, (Casting Technology Optimization), Liteyshik Rossii (Russian Foundryman), 3, 2013, 27-29. In Russian

91-12 Hong Yan, Jian Bin Zhu, Ping Shan, Numerical Simulation on Rheo-Diecasting of Magnesium Matrix Composites, 10.4028/www.scientific.net/SSP.192-193.287, Solid State Phenomena, 192-193, 287.

76-12 A. Reikher and H. Gerber, Analysis of Solidification Parameters During the Die Cast Process, 2012 Die Casting Congress & Exposition, © NADCA, October 8-10, 2012, Indianapolis, IN.

75-12 R.A. Miller, Y. Wang and K. Kabiri-Bamoradian, Estimating Cavity Fill Time, 2012 Die Casting Congress & Exposition, © NADCA, October 8-10, 2012, Indianapolis, IN.

44-12 Antoni Drys and Stefano Mascetti, Aluminum Casting Simulations, Desktop Engineering, September 2012

27-12 E Kaschnitz, Numerical simulation of centrifugal casting of pipes, 2012 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 33 012031, Issue 1. Full paper available at IOP.

07-12 Amir H. G. Isfahani and James M. Brethour, Simulating Thermal Stresses and Cooling Deformations, Die Casting Engineer, March 2012

104-11 Fu-Yuan Hsu and Huey Jiuan Lin, Foam Filters Used in Gravity Casting, Metall and Materi Trans B (2011) 42: 1110. doi:10.1007/s11663-011-9548-8.

76-11 J. Hartmann, A. Trepper, and C. Körner, Aluminum Integral Foams with Near-Microcellular Structure, Advanced Engineering Materials 2011, Volume 13 (2011) No. 11, © Wiley-VCH

65-11 V.A. Chaikin, A.V. Chaikin, I.N.Volnov, A Study of the Process of Late Modification Using Simulation, in Zagotovitelnye Proizvodstva v Mashinostroenii, 10, 2011, 8-12. In Russian.

51-11 A. Reikher and H. Gerber, Calculation of the Die Cast parameters of the Thin Wall Aluminum Cast Part, 2011 Die Casting Congress & Tabletop, Columbus, OH, September 19-21, 2011

27-11 A. Pari, Optimization of HPDC Process using Flow Simulation Case Studies, Die Casting Engineer, July 2011

26-11 A. Reikher, H. Gerber, Calculation of the Die Cast Parameters of the Thin Wall Aluminum Die Casting Part, Die Casting Engineer, July 2011

08-11 Hai Peng Li, Chun Yong Liang, Li Hui Wang, Hong Shui Wang, Numerical Simulation of Casting Process for Gray Iron Butterfly Valve, Advanced Materials Research, 189-193, 260, February 2011.

04-11 C.W. Hirt, Predicting Core Shooting, Drying and Defect Development, Foundry Management & Technology, January 2011.

68-10 A. Reikher, H. Gerber, K.M. Pillai, T.-C. Jen, Natural Convection—An Overlooked Phenomenon of the Solidification Process, Die Casting Engineer, January 2010

47-10 A.V. Chaikin, I.N. Volnov, and V.A. Chaikin, Development of Dispersible Mixed Inoculant Compositions Using the FLOW-3D Program, Liteinoe Proizvodstvo, October, 2010, in Russian.

41-10 Pamela J. Waterman, Understanding Core-Gas Defects, Desktop Engineering, October 2010. Available online at Desktop Engineering. Also published in the Foundry Trade Journal, November 2010.

37-10 Morris Murray, Lars Feldager Hansen, and Carl Reinhardt, I Have Defects – Now What, Die Casting Engineer, September 2010

27-10 For an Aerospace Diecasting, Littler Uses Simulation to Reveal Defects, and Win a New Order, Foundry Management & Technology, July 2010

23-10 Michael R. Barkhudarov, Minimizing Air Entrainment, The Canadian Die Caster, June 2010

09-10 Shannon Wetzel, Fullfilling Da Vinci’s Dream, Modern Casting, April 2010.

08-10 B.I. Semenov, K.M. Kushtarov, Semi-solid Manufacturing of Castings, New Industrial Technologies, Publication of Moscow State Technical University n.a. N.E. Bauman, 2009 (in Russian)

07-10 Carl Reilly, Development Of Quantitative Casting Quality Assessment Criteria Using Process Modelling, thesis: The University of Birmingham, March 2010 (Available upon request)

06-10 A. Pari, Optimization of HPDC Process using Flow Simulation – Case Studies, CastExpo ’10, NADCA, Orlando, Florida, March 2010

04-10 Pamela Waterman, Simulating Porosity Factors, Foundry Management Technology, March 2010, Article available at Foundry Management Technology

56-09 Jozef Kasala, Ondrej Híreš, Rudolf Pernis, Start-up Phase Modeling of Semi Continuous Casting Process of Brass Billets, Metal 2009, 19.-21.5.2009

21-09 A. Pari, Case Studies – Optimization of HPDC Process Using Flow Simulation, Die Casting Engineer, July 2009

20-09 M. Sirvio, M. Wos, Casting directly from a computer model by using advanced simulation software, FLOW-3D Cast, Archives of Foundry Engineering Volume 9, Issue 1/2009, 79-82

11-09 Michael Barkhudarov, Minimizing Air Entrainment in a Shot Sleeve during Slow-Shot Stage, Die Casting Engineer (The North American Die Casting Association ISSN 0012-253X), May 2009

6-09 A.Pari, Optimization of HPDC PROCESS: Case Studies, North American Die Casting Association – 113th Metalcasting Congress, April 7-10, 2009, Las Vegas, Nevada, USA

2-09 C. Reilly, N.R. Green and M.R. Jolly, Oxide Entrainment Structures in Horizontal Running Systems, TMS 2009, San Francisco, California, February 2009

22-08 Mark Littler, Simulation Eliminates Die Casting Scrap, Modern Casting/September 2008

20-08 Rolf Krack, Using Solidification Simulations for Optimising Die Cooling Systems, FTJ July/August 2008

19-08 Mark Littler, Simulation Software Eliminates Die Casting Scrap, ECS Casting Innovations, July/August 2008

08-08 Stephen Instone, Andreas Buchholz and Gerd-Ulrich Gruen, Inclusion Transport Phenomena in Casting Furnaces, Light Metals 2008, TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2008

07-08 P. Scarber, Jr., H. Littleton, Simulating Macro-Porosity in Aluminum Lost Foam Casting, AFS Transactions 2008 © American Foundry Society, CastExpo ’08, Atlanta, Georgia, May 2008

06-08 A. Reikher, H. Gerber and A. Starobin, Multi-Stage Plunger Deceleration System, CastExpo ’08, NADCA, Atlanta, Georgia, May 2008

27-07 A.Y. Korotchenko, A.M. Zarubin, I.A.Korotchenko, Modeling of High Pressure Die Casting Filling, Russian Foundryman, December 2007, pp 15-19. (in Russian)

26-07 I.N. Volnov, Modeling of Casting Processes with Variable Geometry, Russian Foundryman, November 2007, pp 27-30. (in Russian)

11-07 Marco Actis Grande, Computer Simulation of the Investment Casting Process – Widening of the Filling Step, Santa Fe Symposium on Jewelry Manufacturing Technology, May 2007

09-07 Alexandre Reikher and Michael Barkhudarov, Casting: An Analytical Approach, Springer, 1st edition, August 2007, Hardcover ISBN: 978-1-84628-849-4. U.S. Order Form; Europe Order Form.

07-07 I.N. Volnov, Casting Modeling Systems – Current State, Problems and Perspectives, (in Russian), Liteyshik Rossii (Russian Foundryman), June 2007

7-06 M.Y.Smirnov, Y.V.Golenkov, Manufacturing of Cast Iron Bath Tubs Castings using Vacuum-Process in Russia, Russia’s Foundryman, July 2006. In Russian.

1-06 Michael Barkhudarov, Using Simulation to Control Microporosity Reduces Die Iterations, Die Casting Engineer, January 2006, pp. 52-54

30-05 H. Xue, K. Kabiri-Bamoradian, R.A. Miller, Modeling Dynamic Cavity Pressure and Impact Spike in Die Casting, Cast Expo ’05, April 16-19, 2005

18-05 M.R. Jolly, Modelling the Investment Casting Process: Problems and Successes, Japanese Foundry Society, JFS, Tokyo, Sept. 2005

10-05 Carlos Evaristo Esparza, Martha P. Guerro-Mata, Roger Z. Ríos-Mercado, Optimal Design of Gating Systems by Gradient Search Methods, Computational Materials Science, October 2005

6-05 Birgit Hummler-Schaufler, Fritz Hirning, Jurgen Schaufler, A World First for Hatz Diesel and Schaufler Tooling, Die Casting Engineer, May 2005, pp. 18-21

4-05 Rolf Krack, The W35 Topic—A World First, Die Casting World, March 2005, pp. 16-17

3-05 Joerg Frei, Casting Simulations Speed Up Development, Die Casting World, March 2005, p. 14

32-04 D.H. Kirkwood and P.J Ward, Numerical Modelling of Semi-Solid Flow under Processing Conditions, steel research int. 75 (2004), No. 8/9

30-04 Haijing Mao, A Numerical Study of Externally Solidified Products in the Cold Chamber Die Casting Process, thesis: The Ohio State University, 2004 (Available upon request)

28-04 Z. Cao, Z. Yang, and X.L. Chen, Three-Dimensional Simulation of Transient GMA Weld Pool with Free Surface, Supplement to the Welding Journal, June 2004.

22-04 Jerry Fireman, Computer Simulation Helps Reduce Scrap, Die Casting Engineer, May 2004, pp. 46-49

21-04 Joerg Frei, Simulation—A Safe and Quick Way to Good Components, Aluminium World, Volume 3, Issue 2, pp. 42-43

13-04 Sayavur I. Bakhtiyarov and Ruel A. Overfelt, First V-Process Casting of Magnesium, American Foundry Society, 108th Casting Congress, June 12-15, 2004, Rosemont, IL, USA

5-04 C. Schlumpberger & B. Hummler-Schaufler, Produktentwicklung auf hohem Niveau (Product Development on a High Level), Druckguss Praxis, January 2004, pp 39-42 (in German).

3-04 Charles Bates, Dealing with Defects, Foundry Management and Technology, February 2004, pp 23-25

29-03 C. W. Hirt, Modeling Shrinkage Induced Micro-porosity, Flow Science Technical Note (FSI-03-TN66)

28-03 Thixoforming at the University of Sheffield, Diecasting World, September 2003, pp 11-12

26-03 William Walkington, Gas Porosity-A Guide to Correcting the Problems, NADCA Publication: 516

12-03 J-C Gebelin & M.R. Jolly, Modeling Filters in Light Alloy Casting Processes, Trans AFS, 2002, 110, pp. 109-120

11-03 M.R. Jolly, Casting Simulation – How Well Do Reality and Virtual Casting Match – A State of the Art Review, Intl. J. Cast Metals Research, 2002, 14, pp. 303-313

10-03 Gebelin., J-C and Jolly, M.R., Modeling of the Investment Casting Process, Journal of Materials Processing Tech., Vol. 135/2-3, pp. 291 – 300

9-03 Cox, M, Harding, R.A. and Campbell, J., Optimised Running System Design for Bottom Filled Aluminium Alloy 2L99 Investment Castings, J. Mat. Sci. Tech., May 2003, Vol. 19, pp. 613-625

8-03 Von Alexander Schrey and Regina Reek, Numerische Simulation der Kernherstellung, (Numerical Simulation of Core Blowing), Giesserei, June 2003, pp. 64-68 (in German)

21-02 Boris Lukezic, Case History: Process Modeling Solves Die Design Problems, Modern Casting, February 2003, P 59

20-02 C.W. Hirt and M.R. Barkhudarov, Predicting Defects in Lost Foam Castings, Modern Casting, December 2002, pp 31-33

19-02 Mark Jolly, Mike Cox, Ric Harding, Bill Griffiths and John Campbell, Quiescent Filling Applied to Investment Castings, Modern Casting, December 2002 pp. 36-38

18-02 Simulation Helps Overcome Challenges of Thin Wall Magnesium Diecasting, Foundry Management and Technology, October 2002, pp 13-15

17-02 G Messmer, Simulation of a Thixoforging Process of Aluminum Alloys with FLOW-3D, Institute for Metal Forming Technology, University of Stuttgart

16-02 Barkhudarov, Michael, Computer Simulation of Lost Foam Process, Casting Simulation Background and Examples from Europe and the USA, World Foundrymen Organization, 2002, pp 319-324

15-02 Barkhudarov, Michael, Computer Simulation of Inclusion Tracking, Casting Simulation Background and Examples from Europe and the USA, World Foundrymen Organization, 2002, pp 341-346

7-02 A Habibollah Zadeh, and J Campbell, Metal Flow Through a Filter System, University of Birmingham, 2002 American Foundry Society, AFS Transactions 02-020, Kansas City, MO

6-02 Phil Ward, and Helen Atkinson, Final Report for EPSRC Project: Modeling of Thixotropic Flow of Metal Alloys into a Die, GR/M17334/01, March 2002, University of Sheffield

4-02 J. C. Gebelin and M. R. Jolly, Modelling Filters in Light Alloy Casting Processes, University of Birmingham, 2002 American Foundry Society AFS Transactions 02-079, Kansas City, MO

26-01 C. W. Hirt., Predicting Defects in Lost Foam Castings, December 13, 2001

5-01 Michael Barkhudarov, Simulation Helps Overcome Challenges of Thin Wall Magnesium Diecasting, Diecasting World, March 2001, pp. 5-6

2-01 J. Grindling, Customized CFD Codes to Simulate Casting of Thermosets in Full 3D, Electrical Manufacturing and Coil Winding 2000 Conference, October 31-November 2, 20

15-00 M. Sirvio, Vainola, J. Vartianinen, M. Vuorinen, J. Orkas, and S. Devenyi, Fluid Flow Analysis for Designing Gating of Aluminum Castings, Proc. NADCA Conf., Rosemont, IL, Nov 6-8, 1999

13-00 H. S. H. Lo and J. Campbell, The Modeling of Ceramic Foam Filters, Conference for Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes IX, Aachen, Germany, August 2000

10-99 Bongcheol Park and Jerald R. Brevick, Computer Flow Modeling of Cavity Pre-fill Effects in High Pressure Die Casting, NADCA Proceedings, Cleveland T99-011, November, 1999

8-99 Brad Guthrie, Simulation Reduces Aluminum Die Casting Cost by Reducing Volume, Die Casting Engineer Magazine, September/October 1999, pp. 78-81

7-99 Fred L. Church, Virtual Reality Predicts Cast Metal Flow, Modern Metals, September, 1999, pp. 67F-J

18-98 X. Yang & J. Campbell, Liquid Metal Flow in a Pouring Basin, Int. J. Cast Metals Res, 1998, 10, pp. 239-253

15-98 R. Van Tol, Mould Filling of Horizontal Thin-Wall Castings, Delft University Press, The Netherlands, 1998

9-98 M. R. Barkhudarov and C. W. Hirt, Tracking Defects, Flow Science Inc, presented at the 1st International Aluminum Casting Technology Symposium, 12-14 October 1998, Rosemont, IL

5-98 J. Righi, Computer Simulation Helps Eliminate Porosity, Die Casting Management Magazine, pp. 36-38, January 1998

8-97 Michael Barkhudarov, High Pressure Die Casting Simulation Using FLOW-3D, Die Casting Engineer, 1997

13-97 J. Koke, Modellierung und Simulation der Fließeigenschaften teilerstarrter Metallegierungen, Livt Information, Institut für Verfahrenstechnik, RWTH Aachen, October 1997

6-97 M. R. Barkhudarov, Is Fluid Flow Important for Predicting Solidification, Flow Science report, presented at the Solidification Processing ’97 Conference, July 7-10, 1997, Sheffield, U.K.

22-96 Grun, Gerd-Ulrich & Schneider, Wolfgang, 3-D Modeling of the Start-up Phase of DC Casting of Sheet Ingots, Proc TMS Annual Meeting, 1996, pp. 971-981

4-96 C. W. Hirt, A Computational Model for the Lost Foam Process, Flow Science final report, February 1996 (FSI-96-57-R2)

10-95 Grun, Gerd-Ulrich, & Schneider, Wolfgang, Optimal Design of a Distribution Pan for Level Pour Casting, Proc TMS Annual Meeting, 1995, pp. 1061-1070

2-95 K. Venkatesan and R. Shivpuri, Numerical Simulation and Comparison with Water Modeling Studies of the Inertia Dominated Cavity Filling in Die Casting, NUMIFORM, 1995

1-95 K. Venkatesan and R. Shivpuri, Numerical Investigation of the Effect of Gate Velocity and Gate Size on the Quality of Die Casting Parts, NAMRC, 1995.

12-92 M. A. K. Lewis, Near-Net-Shaiconpe Casting Simulation and Experimentation, MST 1992 Review, Los Alamos National Laboratory

11-90 N. Saluja, O.J. Ilegbusi, and J. Szekely, On the Calculation of the Electromagnetic Force Field in the Circular Stirring of Metallic Melts, accepted in J. Appl. Physics, 1990

8-89 C. W. Hirt, Gravity-Fed Casting, Flow Science Technical Note #20, July 1989 (FSI-89-TN20)

1-88 C. W. Hirt and R. P. Harper, Modeling Tests for Casting Processes, Flow Science report, Jan. 1988 (FSI-88-38-01)

2-87 C. W. Hirt, Addition of a Solidification/Melting Model to FLOW-3D, Flow Science report, April 1987 (FSI-87-33-1)

Coastal & Maritime Bibliography

다음은 연안 및 해양 분야의 기술 문서 모음입니다.
이 모든 논문은 FLOW-3D 결과를 포함하고 있습니다. FLOW-3D를 사용하여 연안 및 해양 시설물을 성공적으로 시뮬레이션 하는 방법에 대해 자세히 알아보십시오.

2024년 11월 20일 Update

119-24 Faris Ali Hamood Al-Towayti, Hee-Min Teh, Zhe Ma, Idris Ahmed Jae, Agusril Syamsir, Ebrahim Hamid Hussein Al-Qadami, Hydrodynamic performance assessment of emerged, alternatively submerged and submerged semicircular breakwater: An experimental and computational study, Journal of Marine Science and Engineering, 12; 1105, 2024. doi.org/10.3390/jmse12071105

117-24 Dong Zeng, Wuyang Bi, Yi Yu, Yun Yan, Weiqiu Chen, Yong Yao, Cheng Zhang, Tianyu Wu, Prediction of local scouring of offshore wind turbine foundations based on the amplification principle of local seabed shear stress, The 34th International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-I-24-125, 2024.

116-24 Chen-Shan Kung, Ya-Cing You, Pei-Yu Lee, Siu-Yu Pan, The air entrainment effect of pump blades operation under different water depths, The 34th International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-I-24-595, 2024.

114-24 Chen-Shan Kung, Siu-Yu Pan, Pei-Yu Lee, Ya-Cing You, Sediment flushing of different angle on density outflow, The 34th International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-I-24-183, 2024.

102-24 Mary Kathryn Walker, Computational fluid dynamics study of perforated monopiles, Thesis, Florida Institute of Technology, 2024.

80-24 Deniz Velioglu Sogut, Erdinc Sogut, Ali Farhadzadeh, Tian-Jian Hsu, Non-equilibrium scour evolution around an emerged structure exposed to a transient wave, Journal of Marine Science and Engineering, 12; 946, 2024. doi.org/10.3390/jmse12060946

79-24 Sujantoko, D.R. Ahidah, W. Wardhana, E.B. Djatmiko, M. Mustain, Numerical modeling of wave reflection and transmission in I-shaped floating breakwater series, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1321; 012010, 2024. doi.org/10.1088/1755-1315/1321/1/012010

75-24 Sahel Sohrabi, Mohamad Ali Lofollahi Yaghin, Alireza Mojtahedi, Mohamad Hosein Aminfar, Mehran Dadashzadeh, Experimental and numerical investigation of a hybrid floating breakwater-WEC system, Ocean Engineering, 303; 117613, 2024. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117613

73-24 Penghui Wang, Chunning Ji, Xiping Sun, Dong Xu, Chao Ying, Development and test of FDEM–FLOW-3D—A CFD–DEM model for the fluid–structure interaction of AccropodeTM blocks under wave loads, Ocean Engineering, 303; 117735, 2024. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117735

67-24 Alexander Schendel, Stefan Schimmels, Mario Welzel, Philippe April-LeQuéré, Abdolmajid Mohammadian, Clemens Krautwald, Jacob Stolle, Ioan Nistor, Nils Goseberg, Spatiotemporal scouring processes around a square column on a sloped beach induced by tsunami bores, Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, 150.3; 2024. https://doi.org/10.1061/JWPED5.WWENG-2052

65-24 Kaiqi Yu, Elda Miramontes, Matthieu J.B. Cartigny, Yuping Yang, Jingping Xu, The impacts of profile concavity on turbidite deposits: Insights from the submarine canyons on global continental margins, Geomorphology, 454; 109157, 2024. doi.org/10.1016/j.geomorph.2024.109157

61-24 M.T. Mansouri Kia, H.R. Sheibani, A. Hoback, Initial maintenance notes about the first river ship lock in Iran, Journal of Hydraulic and Water Engineering, 1.2; pp. 143-162, 2024.

47-24 Cheng Yee Ng, Nauman Riyaz Maldar, Muk Chen Ong, Numerical investigation on performance enhancement in a drag-based hydrokinetic turbine with a diffuser, Ocean Engineering, 298; 117179, 2024. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117179

26-24 Zegao Yin, Guoqing Li, Fei Wu, Zihan Ni, Feifan Li, Experimental and numerical study on hydrodynamic characteristics of a bottom-hinged pitching flap breakwater under regular waves, Ocean Engineering, 293; 116665, 2024. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.116665

21-24 Young-Ki Moon, Chang-Ill Yoo, Jong-Min Lee, Sang-Hyub Lee, Han-Sam Yoon, Evaluation of pedestrian safety for wave overtopping by ship-induced waves in waterfront revetment, Journal of Coastal Research, 116; pp.314-318, 2024. doi.org/10.2112/JCR-SI116-064.1

14-24 Hongliang Wang, Xuanwen Jia, Chuan Wang, Bo Hu, Weidong Cao, Shanshan Li, Hui Wang, Study on the sand-scouring characteristics of pulsed submerged jets based on experiments and numerical models, Journal of Marine Science and Engineering, 12.1; 57, 2024. doi.org/10.3390/jmse12010057

239-23 Sara Tuozzo, Angela Di Leo, Mariano Buccino, Fabio Dentale, Eugenio Pugliese Carratelli, Mario Calabrese, The effect of wind stress on wave overtopping on vertical seawall, Coastal Engineering Proceedings, 37; 2023. doi.org/10.9753/icce.v37.papers.49

224-23 Helia Molaei Nodeh, Reza Dezvareh, Mahdi Yousefifard, Numerical analysis of the effects of rubble mound breakwater geometry under the effect of nonlinear wave force, Arabian Journal for Science and Engineering, 2023. doi.org/10.1007/s13369-023-08520-2

212-23 Feifei Cao, Mingqi Yu, Meng Han, Bing Liu, Zhiwen Wei, Juan Jiang, Huiyuan Tian, Hongda Shi, Yanni Li, WECs microarray effect on the coupled dynamic response and power performance of a floating combined wind and wave energy system, Renewable Energy, 219.2; 119476, 2023. doi.org/10.1016/j.renene.2023.119476

210-23 H. Omara, Sherif M. Elsayed, Karim Adel Nassar, Reda Diab, Ahmed Tawfik, Hydrodynamic and morphologic investigating of the discrepancy in flow performance between inclined rectangular and oblong piers, Ocean Engineering, 288.2; 116132, 2023. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.116132

190-23 M.F. Ahmad, M.I. Ramli, M.A. Musa, S.E.G. Goh, C.W.M.N Che Wan Othman, E.H. Ariffin, N.A. Mokhtar, Numerical simulation for overtopping discharge on tetrapod breakwater, AIP Conference Proceedings, 2746.1; 2023. doi.org/10.1063/5.0153371

183-23 Youkou Dong, Enjin Zhao, Lan Cui, Yizhe Li, Yang Wang, Dynamic performance of suspended pipelines with permeable wrappers under solitary waves, Journal of Marine Science and Engineering, 11.10; 1872, 2023. doi.org/10.3390/jmse11101872

176-23 Guoxu Niu, Yaoyong Chen, Jiao Lu, Jing Zhang, Ning Fan, Determination of formulae for the hydrodynamic performance of a fixed box-type free surface breakwater in the intermediate water, Journal of Marine Science and Engineering, 11.9; 1812, 2023. doi.org/10.3390/jmse11091812

168-23 Yupeng Ren, Huiguang Zhou, Houjie Wang, Xiao Wu, Guohui Xu, Qingsheng Meng, Study on the critical sediment concentration determining the optimal transport capability of submarine sediment flows with different particle size composition, Marine Geology, 464; 107142, 2023. doi.org/10.1016/j.margeo.2023.107142

163-23 Ahmad Fitriadhy, Sheikh Fakruradzi, Alamsyah Kurniawan, Nita Yuanita, Anuar Abu Bakar, 3D computational fluid dynamic investigation on wave transmission behind low-crested submerged geo-bag breakwater, CFD Letters, 15.10; 2023. doi.org/10.37934/cfdl.15.10.1222

162-23 Ramtin Sabeti, Landslide-generated tsunami waves-physical and numerical modelling, International Seminar on Tsunami Research, University of Bath, 2023.

161-23 Duy Linh Du, Study on the optimal location for pile-rock breakwater in reducing wave height in Dong Hai District, Bac Lieu Province, Vietnam, Thesis, Can Tho University, 2023.

160-23 Duy Linh Du, Dai Bang Pham, Van Duy Dinh, Tan Ngoc Cao, Van Ty Tran, Gia Bao Tran, Hieu Duc Tran, Modelling the wave reduction effectiveness of pile-rock breakwater using FLOW-3D, (in Vietnamese) Journal of Materials and Construction, 13.04; 2023. doi.org/10.54772/jomc.04.2023.537

151-23 Zhiguo Zhang, Jinpeng Chen, Tong Ye, Zhengguo Zhu, Mengxi Zhang, Yutao Pan, Wave-induced response of seepage pressure around shield tunnel in sand seabed slope, International Journal of Geomechanics, 23.10; 2023. doi.org/10.1061/IJGNAI.GMENG-8072

147-23 Jiale Li, Jijian Lian, Haijun Wang, Yaohua Guo, Sha Liu, Yutong Zhang, FengWu Zhang, Numerical study of the local scour characteristics of bottom-supported installation platforms during the installation of a monopile, Ships and Offshore Structures, 2023. doi.org/10.1080/17445302.2023.2243700

144-23 Weixang Liang, Min Lou, Changhong Fan, Deguang Zhao, Xiang Li, Coupling effect of vortex-induced vibration and local scour of double tandem pipelines in steady current, Ocean Engineering, 286.1; 115495, 2023. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.11549

136-23 Zegao Yin, Jiahao Li, Yanxu Wang, Haojian Wang, Tianxu Yin, Solitary wave attenuation characteristics of mangroves and multi-parameter prediction model, Ocean Engineering, 285.2; 115372, 2023. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.115372

130-23 Sheng Wang, Chaozhe Yuan, Yuchi Hao, Xiaowei Yan, Feasibility analysis of laying and construction of deep-water dredging sinking pipeline, The 33rd International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-1-23-030, 2023.

127-23 Chen-Shan Kung, Ya-Cing You, Pei-Yu Lee, Siu-Yu Pan, Yu-Chun Chen, The air entrainment effect stability on the marine pipeline, The 33rd International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-I-23-242, 2023.

126-23 Yuting Wang, Zhaode Zhang, Yuan Zhang, Numerical simulationa and measurement of artificial flow creation in reclamation projects, The 33rd International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-1-23-168, 2023.

125-23 Chen-Shan Kung, Siu-Yu Pan, Pei-Yu Lee, Ya-Cing You, Yu-Chun Chen, Numerical simulation of wave motion on the submarine HDPE pipe system, The 33rd International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-I-23-327, 2023.

115-23 Qishun Li, Yanpeng Hao, Peng Zhang, Haotian Tan, Wanxing Tian, Linhao Chen, Lin Yang, Numerical study of the local scouring process and influencing factors of semi-exposed submarine cables, Journal of Marine Science and Engineering, 11.7; 1349, 2023. doi.org/10.3390/jmse11071349

113-23 Minxi Zhang, Hanyan Zhao, Dongliang Zhao, Shaolin Yue, Huan Zhou, Xudong Zhao, Carlo Gualtieri, Guoliang Yu, Numerical study of the flow at a vertical pile with net-like scour protection mat, Journal of Ocean Engineering and Science, 2023. doi.org/10.1016/j.joes.2023.06.002

108-23 Seyed A. Ghaherinezhad, M. Behdarvandi Askar, Investigating effect of changing vegetation height with irregular layout on reduction of waves using FLOW-3D numerical model, Journal of Hydraulic and Water Engineering, 1.1; pp.55-64, 2023. doi.org/10.22044/JHWE.2023.12844.1004

92-23 Tongshun Yu, Xingyu Chen, Yuying Tang, Junrong Wang, Yuqiao Wang, Shuting Huang, Numerical modelling of wave run-up heights and loads on multi-degree-of-freedom buoy wave energy converters, Applied Energy, 344; 121255, 2023. doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.121255

85-23 Emilee A. Wissmach, Biomimicry of natural reef hydrodynamics in an artificial spur and groove reef formation, Thesis, Florida Institute of Technology, 2023.

81-23 Zhi Fan, Feifei Cao, Hongda Shi, Numerical simulation on the energy capture spectrum of heaving buoy wave energy converter, Ocean Engineering, 280; 114475, 2023. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.114475

72-23 Zegao Yin, Fei Wu, Yingni Luan, Xuecong Zhang, Xiutao Jiang, Jie Xiong, Hydrodynamic and aeration characteristics of an aerator of a surging water tank with a vertical baffle under a horizontal sinusoidal motion, Ocean Engineering, 287; 114396, 2023. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.114396

71-23 Erfan Amini, Mahdieh Nasiri, Navid Salami Pargoo, Zahra Mozhgani, Danial Golbaz, Mehrdad Baniesmaeil, Meysam Majidi Nezhad, Mehdi Neshat, Davide Astiaso Garcia, Georgios Sylaios, Design optimization of ocean renewable energy converter using a combined Bi-level metaheuristic approach, Energy Conversion and Management: X, 19; 100371, 2023. doi.org/10.1016/j.ecmx.2023.100371

70-23 Ali Ghasemi, Rouholla Amirabadi, Ulrich Reza Kamalian, Numerical investigation of hydrodynamic responses and statistical analysis of imposed forces for various geometries of the crown structure of caisson breakwater, Ocean Engineering, 278; 114358, 2023. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.114358

67-23 Aisyah Dwi Puspasari, Jyh-Haw Tang, Numerical simulation of scouring around groups of six cylinders with different flow directions, Journal of the Chinese Institute of Engineers, 46.4; 2023. doi.org/10.1080/02533839.2023.2194919

62-23 Rob Nairn, Qimiao Lu, Rebecca Quan, Matthew Hoy, Dain Gillen, Data collection and modeling in support of the Mid-Breton Sediment Diversion Project, Coastal Sediments, 2023. doi.org/10.1142/9789811275135_0246

55-23 Yupeng Ren, Hao Tian, Zhiyuan Chen, Guohui Xu, Lejun Liu, Yibing Li, Two kinds of waves causing the resuspension of deep-sea sediments: excitation and internal solitary waves, Journal of Ocean University of China, 22; pp. 429-440, 2023. doi.org/10.1007/s11802-023-5293-2

42-23 Antonija Harasti, Gordon Gilja, Simulation of equilibrium scour hole development around riprap sloping structure using the numerical model, EGU General Assembly, 2023. doi.org/10.5194/egusphere-egu23-6811

25-23 Ke Hu, Xinglan Bai, Murilo A. Vaz, Numerical simulation on the local scour processing and influencing factors of submarine pipeline, Journal of Marine Science and Engineering, 11.1; 234, 2023. doi.org/10.3390/jmse11010234

12-23 Fan Zhang, Zhipeng Zang, Ming Zhao, Jinfeng Zhang, Numerical investigations on scour and flow around two crossing pipelines on a sandy seabed, Journal of Marine Science and Engineering, 10.12; 2019, 2023. doi.org/10.3390/jmse10122019

10-23 Wenshe Zhou, Yongzhou Cheng, Zhiyuan Lin, Numerical simulation of long-wave wave dissipation in near-water flat-plate array breakwaters, Ocean Engineering, 268; 113377, 2023. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.113377

181-22 Ramtin Sabeti, Mohammad Heidarzadeh, Numerical simulations of water waves generated by subaerial granular and solid-block landslides: Validation, comparison, and predictive equations, Ocean Engineering, 266.3; 112853, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112853

167-22 Zhiyong Zhang, Cunhong Pan, Jian Zeng, Fuyuan Chen, Hao Qin, Kun He, Kui Zhu, Enjin Zhao, Hydrodynamics of tidal bore overflow on the spur dike and its infuence on the local scour, Ocean Engineering, 266.4; 113140, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.113140

166-22 Nguyet-Minh Nguyen, Duong Do Van, Duy Tu Le, Quyen Nguyen, Bang Tran, Thanh Cong Nguyen, David Wright, Ahad Hasan Tanim, Phong Nguyen Thanh, Duong Tran Anh, Physical and numerical modeling of four different shapes of breakwaters to test the suspended sediment trapping capacity in the Mekong Delta, Estuarine, Coastal and Shelf Science, 279; 108141, 2022. doi.org/10.1016/j.ecss.2022.108141

163-22 Sahameddin Mahmoudi Kurdistani, Giuseppe Roberto Tomasicchio, Felice D’Alessandro, Antonio Francone, Formula for wave transmission at submerged homogeneous porous breakwaters, Ocean Engineering, 266.4; 113053, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.113053

162-22 Kai Wei, Xueshuang Yin, Numerical study into configuration of horizontal flanges on hydrodynamic performance of moored box-type floating breakwater, Ocean Engineering, 266.4; 112991, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112991

161-22 Sung-Chul Jang, Jin-Yong Jeong, Seung-Woo Lee, Dongha Kim, Identifying hydraulic characteristics related to fishery activities using numerical analysis and an automatic identification system of a fishing vessel, Journal of Marine Science and Engineering, 10; 1619, 2022. doi.org/10.3390/jmse10111619

156-22 Keith Adams, Mohammad Heidarzadeh, Extratropical cyclone damage to the seawall in Dawlish, UK: Eyewitness accounts, sea level analysis and numerical modelling, Natural Hazards, 2022. doi.org/10.1007/s11069-022-05692-2

155-22 Youxiang Lu, Zhenlu Wang, Zegao Yin, Guoxiang Wu, Bingchen Liang, Experimental and numerical studies on local scour around closely spaced circular piles under the action of steady current, Journal of Marine Science and Engineering, 10; 1569, 2022. doi.org/10.3390/jmse10111569

152-22 Nauman Riyaz Maldar, Ng Cheng Yee, Elif Oguz, Shwetank Krishna, Performance investigation of a drag-based hydrokinetic turbine considering the effect of deflector, flow velocity, and blade shape, Ocean Engineering, 266.2; 112765, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112765

148-22 Ramtin Sabeti, Mohammad Heidarzadeh, Numerical simulations of water waves generated by subaerial granular and solid-block landslides: Validation, comparison, and predictive equations, Ocean Engineering, 266.3; 112853, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112853

145-22 I-Fan Tseng, Chih-Hung Hsu, Po-Hung Yeh, Ting-Chieh Lin, Physical mechanism for seabed scouring around a breakwater—a case study in Mailiao Port, Journal of Marine Science and Engineering, 10; 1386, 2022. doi.org/10.3390/jmse10101386

144-22 Jiarui Yu, Baozeng Yue, Bole Ma, Isogeometric analysis with level set method for large-amplitude liquid sloshing, Ocean Engineering, 265; 112613, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112613

141-22 Qi Yang, Peng Yu, Hongjun Liu, Computational investigation of scour characteristics of USAF in multi-specie sand under steady current, Ocean Engineering, 262; 112141, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112141

128-22 Atish Deoraj, Calvin Wells, Justin Pringle, Derek Stretch, On the reef scale hydrodynamics at Sodwana Bay, South Africa, Environmental Fluid Mechanics, 2022. doi.org/10.1007/s10652-022-09896-9

108-22 Angela Di Leo, Mariano Buccino, Fabio Dentale, Eugenio Pugliese Carratelli, CFD analysis of wind effect on wave overtopping, 32nd International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-I-22-428, 2022.

105-22 Pin-Tzu Su, Chen-shan Kung, Effects of currents and sediment flushing on marine pipes, 32nd International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-I-22-153, 2022.

89-22 Kai Wei, Cong Zhou, Bo Xu, Spatial distribution models of horizontal and vertical wave impact pressure on the elevated box structure, Applied Ocean Research, 125; 103245, 2022. doi.org/10.1016/j.apor.2022.103245

87-22 Tran Thuy Linh, Numerical modelling (3D) of wave interaction with porous structures in the Mekong Delta coastal zone, Thesis, Ho Chi Minh City University of Technology, 2022.

82-22 Seyyed-Mahmood Ghassemizadeh, Mohammad Javad Ketabdari, Modeling of solitary wave interaction with curved-facing seawalls using numerical method, Advances in Civil Engineering, 5649637, 2022. doi.org/10.1155/2022/5649637

81-22 Raphael Alwan, Boyin Ding, David M. Skene, Zhaobin Li, Luke G. Bennetts, On the structure of waves radiated by a submerged cylinder undergoing large-amplitude heave motions, 32nd International Ocean and Polar Engineering Conference, Shanghai, China, June 5-10, 2022. doi.org/10.1111/jfr3.12828

77-22 Weiyun Chen, Linchong Huang, Dan Wang, Chao Liu, Lingyu Xu, Zhi Ding, Effects of siltation and desiltation on the wave-induced stability of foundation trench of immersed tunnel, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 160; 107360, 2022. doi.org/10.1016/j.soildyn.2022.107360

63-22 Yongzhou Cheng, Zhiyuan Lin, Gan Hu, Xing Lyu, Numerical simulation of the hydrodynamic characteristics of the porous I-type composite breakwater, Journal of Marine Science and Application, 21; pp. 140-150, 2022. doi.org/10.1007/s11804-022-00251-4

37-22 Ray-Yeng Yang, Chuan-Wen Wang, Chin-Cheng Huang, Cheng-Hsien Chung, Chung-Pang, Chen, Chih-Jung Huang, The 1:20 scaled hydraulic model test and field experiment of barge-type floating offshore wind turbine system, Ocean Engineering, 247.1; 110486, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.110486

35-22 Mingchao Cui, Zhisong Li, Chenglin Zhang, Xiaoyu Guo, Statistical investigation into the flow field of closed aquaculture tanks aboard a platform under periodic oscillation, Ocean Engineering, 248; 110677, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.110677

30-22 Jijian Lian, Jiale Li, Yaohua Guo, Haijun Wang, Xu Yang, Numerical study on local scour characteristics of multi-bucket jacket foundation considering exposed height, Applied Ocean Research, 121; 103092. doi.org/10.1016/j.apor.2022.103092

19-22 J.J. Wiegerink, T.E. Baldock, D.P. Callaghan, C.M. Wang, Slosh suppression blocks – A concept for mitigating fluid motions in floating closed containment fish pen in high energy environments, Applied Ocean Research, 120; 103068, 2022. doi.org/10.1016/j.apor.2022.103068

9-22 Amir Bordbar, Soroosh Sharifi, Hassan Hemida, Investigation of scour around two side-by-side piles with different spacing ratios in live-bed, Lecture Notes in Civil Engineering, 208; pp. 302-309, 2022. doi.org/10.1007/978-981-16-7735-9_33

7-22 Jinzhao Li, Xuan Kong, Yilin Yang, Lu Deng, Wen Xiong, CFD investigations of tsunami-induced scour around bridge piers, Ocean Engineering, 244; 110373, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.110373

3-22 Ana Gomes, José Pinho, Wave loads assessment on coastal structures at inundation risk using CFD modelling, Climate Change and Water Security, 178; pp. 207-218, 2022. doi.org/10.1007/978-981-16-5501-2_17

2-22 Ramtin Sabeti, Mohammad Heidarzadeh, Numerical simulations of tsunami wave generation by submarine landslides: Validation and sensitivity analysis to landslide parameters, Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, 148.2; 05021016, 2022. doi.org/10.1061/(ASCE)WW.1943-5460.0000694

146-21 Ming-ming Liu, Hao-cheng Wang, Guo-qiang Tang, Fei-fei Shao, Xin Jin, Investigation of local scour around two vertical piles by using numerical method, Ocean Engineering, 244; 110405, 2021. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.110405

135-21 Jian Guo, Jiyi Wu, Tao Wang, Prediction of local scour depth of sea-crossing bridges based on the energy balance theory, Ships and Offshore Structures, 16.10, 2021. doi.org/10.1080/17445302.2021.2005362

133-21 Sahel Sohrabi, Mohamad Ali Lofollahi Yaghin, Mohamad Hosein Aminfar, Alireza Mojtahedi, Experimental and numerical investigation of hydrodynamic performance of a sloping floating breakwater with and without chain-net, Iranian Journal of Science and Technology: Transactions of Civil Engineering, , 2021. doi.org/10.1007/s40996-021-00780-y

131-21 Seyed Morteza Marashian, Mehdi Adjami, Ahmad Rezaee Mazyak, Numerical modelling investigation of wave interaction on composite berm breakwater, China Ocean Engineering, 35; pp. 631-645, 2021. doi.org/10.1007/s13344-021-0060-x

124-21 Ramin Safari Ghaleh, Omid Aminoroayaie Yamini, S. Hooman Mousavi, Mohammad Reza Kavianpour, Numerical modeling of failure mechanisms in articulated concrete block mattress as a sustainable coastal protection structure, Sustainability, 13.22; pp. 1-19, 2021.

118-21 A. Keshavarz, M. Vaghefi, G. Ahmadi, Investigation of flow patterns around rectangular and oblong peirs with collar located in a 180-degree sharp bend, Scientia Iranica A, 28.5; pp. 2479-2492, 2021.

109-21 Jacek Jachowski, Edyta Książkiewicz, Izabela Szwoch, Determination of the aerodynamic drag of pneumatic life rafts as a factor for increasing the reliability of rescue operations, Polish Maritime Research, 28.3; p. 128-136, 2021. doi.org/10.2478/pomr-2021-0040

107-21 Jiay Han, Bing Zhu, Baojie Lu, Hao Ding, Ke Li, Liang Cheng, Bo Huang, The influence of incident angles and length-diameter ratios on the round-ended cylinder under regular wave action, Ocean Engineering, 240; 109980, 2021. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109980

96-21 Andrea Franco, Jasper Moernaut, Barbara Schneider-Muntau, Michael Strasser, Bernhard Gems, Triggers and consequences of landslide-induced impulse waves – 3D dynamic reconstruction of the Taan Fiord 2015 tsunami event, Engineering Geology, 294; 106384, 2021. doi.org/10.1016/j.enggeo.2021.106384

95-21 Ahmed A. Romya, Hossam M. Moghazy, M.M. Iskander, Ahmed M. Abdelrazek, Performance assessment of corrugated semi-circular breakwaters for coastal protection, Alexandria Engineering Journal, in press, 2021. doi.org/10.1016/j.aej.2021.08.086

87-21 Ruigeng Hu, Hongjun Liu, Hao Leng, Peng Yu, Xiuhai Wang, Scour characteristics and equilibrium scour depth prediction around umbrella suction anchor foundation under random waves, Journal of Marine Science and Engineering, 9; 886, 2021. doi.org/10.3390/jmse9080886

78-21 Sahir Asrari, Habib Hakimzadeh, Nazila Kardan, Investigation on the local scour beneath piggyback pipelines under clear-water conditions, China Ocean Engineering, 35; pp. 422-431, 2021. doi.org/10.1007/s13344-021-0039-7

64-21 Pin-Tzu Su, Chen-shan Kung, Effects of diffusers on discharging jet, 31st International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE), Rhodes, Greece, June 20-25, 2021.

62-21 Fei Wu, Wei Li, Shuzhao Li, Xiaopeng Shen, Delong Dong, Numerical simulation of scour of backfill soil by jetting flows on the top of buried caisson, 31st International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE), Rhodes, Greece, June 20-25, 2021.

56-21 Murat Aksel, Oral Yagci, V.S. Ozgur Kirca, Eryilmaz Erdog, Naghmeh Heidari, A comparitive analysis of coherent structures around a pile over rigid-bed and scoured-bottom, Ocean Engineering, 226; 108759, 2021. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.108759

52-21 Byeong Wook Lee, Changhoon Lee, Equation for ship wave crests in a uniform current in the entire range of water depths, Coastal Engineering, 167; 103900, 2021. doi.org/10.1016/j.coastaleng.2021.103900

43-21 Agnieszka Faulkner, Claire E. Bulgin, Christopher J. Merchant, Characterising industrial thermal plumes in coastal regions using 3-D numerical simulations, Environmental Research Communications, 3; 045003, 2021. doi.org/10.1088/2515-7620/abf62e

39-21 Fan Yang, Yiqi Zhang, Chao Liu, Tieli Wang, Dongin Jiang, Yan Jin, Numerical and experimental investigations of flow pattern and anti-vortex measures of forebay in a multi-unit pumping station, Water, 13.7; 935, 2021. doi.org/10.3390/w13070935

30-21 Norfadhlina Khalid, Aqil Azraie Che Shamshudin, Megat Khalid Puteri Zarina, Analysis on wave generation and hull: Modification for fishing vessels, Advanced Engineering for Processes and Technologies II: Advanced Structured Materials, 147; pp. 77-89, 2021. doi.org/10.1007/978-3-030-67307-9_9

28-21 Jae-Sang Jung, Jae-Seon Yoon, Seokkoo Kang, Seokil Jeong, Seung Oh Lee, Yong-Sung Park, Discharge characteristics of drainage gates on Saemangeum tidal dyke, South Korea, KSCE Journal of Engineering, 25; pp. 1308-1325, 2021. doi.org/10.1007/s12205-021-0590-z

24-21 Ali Temel, Mustafa Dogan, Time dependent investigation of the wave induced scour at the trunk section of a rubble mound breakwater, Ocean Engineering, 221; 108564, 2021. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.108564

13-21 P.X. Zou, L.Z. Chen, The coupled tube-mooring system SFT hydrodynamic characteristics under wave excitations, Proceedings, 14th International Conference on Vibration Problems, Crete, Greece, September 1 – 4, 2019, pp. 907-923, 2021. doi.org/10.1007/978-981-15-8049-9_55

122-20 M.A. Musa, M.F. Roslan, M.F. Ahmad, A.M. Muzathik, M.A. Mustapa, A. Fitriadhy, M.H. Mohd, M.A.A. Rahman, The influence of ramp shape parameters on performance of overtopping breakwater for energy conversion, Journal of Marine Science and Engineering, 8.11; 875, 2020. doi.org/10.3390/jmse8110875

120-20 Lee Hooi Chie, Ahmad Khairi Abd Wahab, Derivation of engineering design criteria for flow field around intake structure: A numerical simulation study, Journal of Marine Science and Engineering, 8.10; 827, 2020. doi.org/10.3390/jmse8100827

109-20 Mario Maiolo, Riccardo Alvise Mel, Salvatore Sinopoli, A stepwise approach to beach restoration at Calabaia Beach, Water, 12.10; 2677, 2020. doi.org/10.3390/w12102677

107-20 S. Deshpande, P. Sundsbø, S. Das, Ship resistance analysis using CFD simulations in Flow-3D, International Journal of Multiphysics, 14.3; pp. 227-236, 2020. doi.org/10.21152/1750-9548.14.3.227

103-20 Mahmood Nematollahi, Mohammad Navim Moghid, Numerical simulation of spatial distribution of wave overtopping on non-reshaping berm breakwaters, Journal of Marine Science and Application, 19; pp. 301-316, 2020. doi.org/10.1007/s11804-020-00147-1

98-20 Lin Zhao, Ning Wang, Qian Li, Analysis of flow characteristics and wave dissipation performances of a new structure, Proceedings, 30th International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE), Online, October 11-16, ISOPE-I-20-3289, 2020.

96-20 Xiaoyu Guo, Zhisong Li, Mingchao Cui, Benlong Wang, Numerical investigation on flow characteristics of water in the fish tank on a force-rolling aquaculture platform, Ocean Engineering, 217; 107936, 2020. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.107936

92-20 Yong-Jun Cho, Scour controlling effect of hybrid mono-pile as a substructure of offshore wind turbine: A numerical study, Journal of Marine Science and Engineering, 8.9; 637, 2020. doi.org/10.3390/jmse8090637

89-20 Andrea Franco, Jasper Moernaut, Barbara Schneider-Muntau, Michael Strasser, Bernhard Gems, The
1958 Lituya Bay tsunami – pre-event bathymetry reconstruction and 3D numerical modelling utilising the computational fluid dynamics software
Flow-3D, Natural Hazards and Earth Systems Sciences, 20; pp. 2255–2279, 2020. doi.org/10.5194/nhess-20-2255-2020

81-20 Eliseo Marchesi, Marco Negri, Stefano Malavasi, Development and analysis of a numerical model for a two-oscillating-body wave energy converter in shallow water, Ocean Engineering, 214; 107765, 2020. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.107765

79-20 Zegao Yin, Yanxu Wang, Yong Liu, Wei Zou, Wave attenuation by rigid emergent vegetation under combined wave and current flows, Ocean Engineering, 213; 107632, 2020. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.107632

71-20 B. Pan, N. Belyaev, FLOW-3D software for substantiation the layout of the port water area, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Construction Mechanics, Hydraulics and Water Resources Engineering (CONMECHYDRO), Tashkent, Uzbekistan, 23-25 April, 883; 012020, 2020. doi.org/10.1088/1757-899X/883/1/012020

51-20 Yupeng Ren, Xingbei Xu, Guohui Xu, Zhiqin Liu, Measurement and calculation of particle trajectory of liquefied soil under wave action, Applied Ocean Research, 101; 102202, 2020. doi.org/10.1016/j.apor.2020.102202

50-20 C.C. Battiston, F.A. Bombardelli, E.B.C. Schettini, M.G. Marques, Mean flow and turbulence statistics through a sluice gate in a navigation lock system: A numerical study, European Journal of Mechanics – B/Fluids, 84; pp.155-163, 2020. doi.org/10.1016/j.euromechflu.2020.06.003

49-20 Ahmad Fitriadhy, Nur Amira Adam, Nurul Aqilah Mansor, Mohammad Fadhli Ahmad, Ahmad Jusoh, Noraieni Hj. Mokhtar, Mohd Sofiyan Sulaiman, CFD investigation into the effect of heave plate on vertical motion responses of a floating jetty, CFD Letters, 12.5; pp. 24-35, 2020. doi.org/10.37934/cfdl.12.5.2435

40-20 P. April Le Quéré, I. Nistor, A. Mohammadian, Numerical modeling of tsunami-induced scouring around a square column: Performance assessment of FLOW-3D and Delft3D, Journal of Coastal Research (preprint), 2020. doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-19-00181

38-20 Sahameddin Mahmoudi Kurdistani, Giuseppe Roberto Tomasicchio, Daniele Conte, Stefano Mascetti, Sensitivity analysis of existing exponential empirical formulas for pore pressure distribution inside breakwater core using numerical modeling, Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 1; pp. 65-71, 2020. doi.org/10.4408/IJEGE.2020-01.S-08

36-20 Mohammadamin Torabi, Bruce Savage, Efficiency improvement of a novel submerged oscillating water column (SOWC) energy harvester, Proceedings, World Environmental and Water Resources Congress (Cancelled), Henderson, Nevada, May 17–21, 2020. doi.org/10.1061/9780784482940.003

32-20 Adriano Henrique Tognato, Modelagem CFD da interação entre hidrodinâmica costeira e quebra-mar submerso: estudo de caso da Ponta da Praia em Santos, SP (CFD modeling of interaction between sea waves and submerged breakwater at Ponta de Praia – Santos, SP: a case study, Thesis, Universidad Estadual de Campinas, Campinas, Brazil, 2020.

29-20 Ana Gomes, José L. S. Pinho, Tiago Valente, José S. Antunes do Carmo and Arkal V. Hegde, Performance assessment of a semi-circular breakwater through CFD modelling, Journal of Marine Science and Engineering, 8.3, art. no. 226, 2020. doi.org/10.3390/jmse8030226

23-20 Qi Yang, Peng Yu, Yifan Liu, Hongjun Liu, Peng Zhang and Quandi Wang, Scour characteristics of an offshore umbrella suction anchor foundation under the combined actions of waves and currents, Ocean Engineering, 202, art. no. 106701, 2020. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.106701

04-20 Bingchen Liang, Shengtao Du, Xinying Pan and Libang Zhang, Local scour for vertical piles in steady currents: review of mechanisms, influencing factors and empirical equations, Journal of Marine Science and Engineering, 8.1, art. no. 4, 2020. doi.org/10.3390/jmse8010004

104-19 A. Fitriadhy, S.F. Abdullah, M. Hairil, M.F. Ahmad and A. Jusoh, Optimized modelling on lateral separation of twin pontoon-net floating breakwater, Journal of Mechanical Engineering and Sciences, 13.4, pp. 5764-5779, 2019. doi.org/10.15282/jmes.13.4.2019.04.0460

103-19 Ahmad Fitriadhy, Nurul Aqilah Mansor, Nur Adlina Aldin and Adi Maimun, CFD analysis on course stability of an asymmetrical bridle towline model of a towed ship, CFD Letters, 11.12, pp. 43-52, 2019.

90-19 Eric P. Lemont and Karthik Ramaswamy, Computational fluid dynamics in coastal engineering: Verification of a breakwater design in the Torres Strait, Proceedings, pp. 762-768, Australian Coasts and Ports 2019 Conference, Hobart, Australia, September 10-13, 2019.

86-19 Mohammed Arab Fatiha, Benoît Augier, François Deniset, Pascal Casari, and Jacques André Astolfi, Morphing hydrofoil model driven by compliant composite structure and internal pressure, Journal of Marine Science and Engineering, 7:423, 2019. doi.org/10.3390/jmse7120423

83-19 Cong-Uy Nguyen, So-Young Lee, Thanh-Canh Huynh, Heon-Tae Kim, and Jeong-Tae Kim, Vibration characteristics of offshore wind turbine tower with gravity-based foundation under wave excitation, Smart Structures and Systems, 23:5, pp. 405-420, 2019. doi.org/10.12989/sss.2019.23.5.405

68-19 B.W. Lee and C. Lee, Development of an equation for ship wave crests in a current in whole water depths, Proceedings, 10th International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC 2019), Hanoi, Vietnam, September 25-28, 2019; pp. 207-212, 2019. doi.org/10.1007/978-981-15-0291-0_29

62-19 Byeong Wook Lee and Changhoon Lee, Equation for ship wave crests in the entire range of water depths, Coastal Engineering, 153:103542, 2019. doi.org/10.1016/j.coastaleng.2019.103542

23-19 Mariano Buccino, Mohammad Daliri, Fabio Dentale, Angela Di Leo, and Mario Calabrese, CFD experiments on a low crested sloping top caisson breakwater, Part 1: Nature of loadings and global stability, Ocean Engineering, Vol. 182, pp. 259-282, 2019. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.04.017

21-19 Mahsa Ghazian Arabi, Deniz Velioglu Sogut, Ali Khosronejad, Ahmet C. Yalciner, and Ali Farhadzadeh, A numerical and experimental study of local hydrodynamics due to interactions between a solitary wave and an impervious structure, Coastal Engineering, Vol. 147, pp. 43-62, 2019. doi.org/10.1016/j.coastaleng.2019.02.004

15-19 Chencong Liao, Jinjian Chen, and Yizhou Zhang, Accumulation of pore water pressure in a homogeneous sandy seabed around a rocking mono-pile subjected to wave loads, Vol. 173, pp. 810-822, 2019. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.12.072

09-19 Yaoyong Chen, Guoxu Niu, and Yuliang Ma, Study on hydrodynamics of a new comb-type floating breakwater fixed on the water surface, 2018 International Symposium on Architecture Research Frontiers and Ecological Environment (ARFEE 2018), Wuhan, China, December 14-16, 2018, E3S Web of Conferences Vol. 79, Art. No. 02003, 2019. doi.org/10.1051/e3sconf/20197902003

08-19 Hongda Shi, Zhi Han, and Chenyu Zhao, Numerical study on the optimization design of the conical bottom heaving buoy convertor, Ocean Engineering, Vol. 173, pp. 235-243, 2019. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.12.061

06-19 S. Hemavathi, R. Manjula and N. Ponmani, Numerical modelling and experimental investigation on the effect of wave attenuation due to coastal vegetation, Proceedings of the Fourth International Conference in Ocean Engineering (ICOE2018), Vol. 2, pp. 99-110, 2019. doi.org/10.1007/978-981-13-3134-3_9

87-18 Muhammad Syazwan Bazli, Omar Yaakob and Kang Hooi Siang, Validation study of u-oscillating water column device using computational fluid dynamic (CFD) simulation, 11^thInternational Conference on Marine Technology, Kuala Lumpur, Malaysia, August 13-14, 2018.

86-18 Nur Adlina Aldin, Ahmad Fitriadhy, Nurul Aqilah Mansor, and Adi Maimun, CFD analysis on unsteady yaw motion characteristic of a towed ship, 11^th International Conference on Marine Technology, Kuala Lumpur, Malaysia, August 13-14, 2018.

78-18 A.A. Abo Zaid, W.E. Mahmod, A.S. Koraim, E.M. Heikal and H.E. Fath, Wave interaction of partially immersed semicircular breakwater suspended on piles using FLOW-3D, CSME Conference Proceedings, Toronto, Canada, May 27-30, 2018.

73-18 Jian Zhou and Subhas K. Venayagamoorthy, Near-field mean flow dynamics of a cylindrical canopy patch suspended in deep water, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 858, pp. 634-655, 2018. doi.org/10.1017/jfm.2018.775

69-18 Keisuke Yoshida, Shiro Maeno, Tomihiro Iiboshi and Daisuke Araki, Estimation of hydrodynamic forces acting on concrete blocks of toe protection works for coastal dikes by tsunami overflows, Applied Ocean Research, Vol. 80, pp. 181-196, 2018. doi.org/10.1016/j.apor.2018.09.001

68-18 Zegao Yin, Yanxu Wang and Xiaoyu Yang, Regular wave run-up attenuation on a slope by emergent rigid vegetation, Journal of Coastal Research (in-press), 2018. doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-17-00200.1

65-18 Dagui Tong, Chencong Liao, Jinjian Chen and Qi Zhang, Numerical simulation of a sandy seabed response to water surface waves propagating on current, Journal of Marine Science and Engineering, Vol. 6, No. 3, 2018. doi.org/10.3390/jmse6030088

61-18 Manuel Gerardo Verduzco-Zapata, Aramis Olivos-Ortiz, Marco Liñán-Cabello, Christian Ortega-Ortiz, Marco Galicia-Pérez, Chris Matthews, and Omar Cervantes-Rosas, Development of a Desalination System Driven by Low Energy Ocean Surface Waves, Journal of Coastal Research: Special Issue 85 – Proceedings of the 15th International Coastal Symposium, pp. 1321 – 1325, 2018. doi.org/10.2112/SI85-265.1

37-18 Songsen Xu, Chunshuo Jiao, Meng Ning and Sheng Dong, Analysis of Buoyancy Module Auxiliary Installation Technology Based on Numerical Simulation, Journal of Ocean University of China, vol. 17, no. 2, pp. 267-280, 2018. doi.org/10.1007/s11802-018-3305-4

36-18 Deniz Velioglu Sogut and Ahmet Cevdet Yalciner, Performance comparison of NAMI DANCE and FLOW-3D® models in tsunami propagation, inundation and currents using NTHMP benchmark problems, Pure and Applied Geophysics, pp. 1-39, 2018. doi.org/10.1007/s00024-018-1907-9

26-18 Mohammad Sarfaraz and Ali Pak, Numerical investigation of the stability of armour units in low-crested breakwaters using combined SPH–Polyhedral DEM method, Journal of Fluids and Structures, vol. 81, pp. 14-35, 2018. doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2018.04.016

25-18 Yen-Lung Chen and Shih-Chun Hsiao, Numerical modeling of a buoyant round jet under regular waves, Ocean Engineering, vol. 161, pp. 154-167, 2018. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.04.093

13-18 Yizhou Zhang, Chencong Liao, Jinjian Chen, Dagui Tong, and Jianhua Wang, Numerical analysis of interaction between seabed and mono-pile subjected to dynamic wave loadings considering the pile rocking effect, Ocean Engineering, Volume 155, 1 May 2018, Pages 173-188, doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.02.041

11-18 Ching-Piao Tsai, Chun-Han Ko and Ying-Chi Chen, Investigation on Performance of a Modified Breakwater-Integrated OWC Wave Energy Converter, Open Access Sustainability 2018, 10(3), 643; doi:10.3390/su10030643, © Società Italiana di Fisica and Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature 2018.

58-17 Jian Zhou, Claudia Cenedese, Tim Williams and Megan Ball, On the propagation of gravity currents over and through a submerged array of circular cylinders, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 831, pp. 394-417, 2017. doi.org/10.1017/jfm.2017.604

56-17 Yu-Shu Kuo, Chih-Yin Chung, Shih-Chun Hsiao and Yu-Kai Wang, Hydrodynamic characteristics of Oscillating Water Column caisson breakwaters, Renewable Energy, vol. 103, pp. 439-447, 2017. doi.org/10.1016/j.renene.2016.11.028

47-17 Jae-Nam Cho, Chang-Geun Song, Kyu-Nam Hwang and Seung-Oh Lee, Experimental assessment of suspended sediment concentration changed by solitary wave, Journal of Marine Science and Technology, Vol. 25, No. 6, pp. 649-655 (2017) 649 DOI: 10.6119/JMST-017-1226-04

45-17 Muhammad Aldhiansyah Rifqi Fauzi, Haryo Dwito Armono, Mahmud Mustain and Aniendhita Rizki Amalia, Comparison Study of Various Type Artificial Reef Performance in Reducing Wave Height, Regional Conference in Civil Engineering (RCCE) 430 The Third International Conference on Civil Engineering Research (ICCER) August 1st-2nd 2017, Surabaya – Indonesia.

44-17 Fabio Dentale, Ferdinando Reale, Angela Di Leo, and Eugenio Pugliese Carratelli, A CFD approach to rubble mound breakwater design, International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, Available online 30 December 2017.

39-17 Milad Rashidinasab and Mehdi Behdarvandi Askar, Modeling the Pressure Distribution and the Changes of Water Level around the Offshore Platforms Exposed to Waves, Using the Numerical Model of FLOW-3D, Computational Water, Energy, and Environmental Engineering, 2017, 6, 97-106, http://www.scirp.org/journal/cweee, ISSN Online: 2168-1570, ISSN Print: 2168-1562

30-17 Omid Nourani and Mehdi Behdarvandi Askar, Comparison of the Effect of Tetrapod Block and Armor X block on Reducing Wave Overtopping in Breakwaters, Open Journal of Marine Science, 2017, 7, 472-484 http://www.scirp.org/journal/ojms ISSN Online: 2161-7392.

29-17 J.A. Vasquez, Modelling the generation and propagation of landslide generated waves, Leadership in Sustainable Infrastructure, Annual Conference – Vancouver, May 31 – June 3, 2017

28-17 Manuel G. Verduzco-Zapata, Francisco J. Ocampo-Torres, Chris Matthews, Aramis Olivos-Ortiz, Diego E. and Galván-Pozos, Development of a Wave Powered Desalination Device Numerical Modelling, Proceedings of the 12th European Wave and Tidal Energy Conference 27th Aug -1st Sept 2017, Cork, Ireland

20-17 Chu-Kuan Lin, Jaw-Guei Lin, Ya-Lan Chen, Chin-Shen Chang, Seabed Change and Soil Resistance Assessment of Jack up Foundation, Proceedings of the Twenty-seventh (2017) International Ocean and Polar Engineering Conference, San Francisco, CA, USA, June 25-30, 2017, Copyright © 2017 by the International Society of Offshore and Polar Engineers (ISOPE), ISBN 978-1-880653-97-5; ISSN 1098-6189.

19-17 Velioğlu Deniz, Advanced Two- and Three-Dimensional Tsunami – Models Benchmarking and Validation, Ph.D Thesis:, Middle East Technical University, June 2017

18-17 Farrokh Mahnamfar and Abdüsselam Altunkaynak, Comparison of numerical and experimental analyses for optimizing the geometry of OWC systems, Ocean Engineering 130 (2017) 10–24.

07-17 Jonas Čerka, Rima Mickevičienė, Žydrūnas Ašmontas, Lukas Norkevičius, Tomas Žapnickas, Vasilij Djačkov and Peilin Zhou, Optimization of the research vessel hull form by using numerical simulation, Ocean Engineering 139 (2017) 33–38

05-17 Liang, B.; Ma, S.; Pan, X., and Lee, D.Y., Numerical modelling of wave run-up with interaction between wave and dolosse breakwater, In: Lee, J.L.; Griffiths, T.; Lotan, A.; Suh, K.-S., and Lee, J. (eds.), 2017, The 2nd International Water Safety Symposium. Journal of Coastal Research, Special Issue No. 79, pp. 294-298. Coconut Creek (Florida), ISSN 0749-0208.

02-17 A. Yazid Maliki, M. Azlan Musa, Ahmad M.F., Zamri I., Omar Y., Comparison of numerical and experimental results for overtopping discharge of the OBREC wave energy converter, Journal of Engineering Science and Technology, In Press, © School of Engineering, Taylor’s University

01-17 Tanvir Sayeed, Bruce Colbourne, David Molyneux, Ayhan Akinturk, Experimental and numerical investigation of wave forces on partially submerged bodies in close proximity to a fixed structure, Ocean Engineering, Volume 132, Pages 70–91, March 2017

101-16 Xin Li, Liang-yu Xu, Jian-Min Yang, Study of fluid resonance between two side-by-side floating barges, Journal of Hydrodynamics, vol. B-28, no. 5, pp. 767-777, 2016. doi.org/10.1016/S1001-6058(16)60679-0

81-16 Loretta Gnavi, Deep water challenges: development of depositional models to support geohazard assessment for submarine facilities, Ph.D. Thesis: Politecnico di Torino, May 2016

80-16 Mohammed Ibrahim, Hany Ahmed, Mostafa Abd Alall and A.S. Koraim, Proposing and investigating the efficiency of vertical perforated breakwater, International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 7, Issue 3, March 2016, ISSN 2229-5518

72-16 Yen-Lung Chen and Shih-Chun Hsiao, Generation of 3D water waves using mass source wavemaker applied to Navier–Stokes model, Coastal Engineering 109 (2016) 76–95.

64-16 Jae Nam Cho, Dong Hyun Kim and Seung Oh Lee, Experimental Study of Shape and Pressure Characteristics of Solitary Wave generated by Sluice Gate for Various Conditions, Journal of the Korean Society of Safety, Vol. 31, No. 2, pp. 70-75, April 2016, Copyright @ 2016 by The Korean Society of Safety (pISSN 1738-3803, eISSN 2383-9953) All right reserved. http://dx.doi.org/10.14346/JKOSOS.2016.31.2.70

56-16 Ali A. Babajani, Mohammad Jafari and Parinaz Hafezi Sefat, Numerical investigation of distance effect between two Searasers for hydrodynamic performance, Alexandria Engineering Journal, June 2016.

53-16 Hwang-Ki Lee, Byeong-Kuk Kim, Jongkyu Kim and Hyeon-Ju Kim, OTEC thermal dispersion in coastal waters of Tarawa, Kiribati, OCEANS 2016 – Shanghai, April 2016, 10.1109/OCEANSAP.2016.7485548, © IEEE.

50-16 Mohsin A. R. Irkal, S. Nallayarasu and S. K. Bhattacharyya, CFD simulation of roll damping characteristics of a ship midsection with bilge keel, Proceedings of the ASME 2016 35th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, OMAE2016, June 19-24, 2016, Busan, South Korea

49-16 Bill Baird, Seth Logan, Wim Van Der Molen, Trevor Elliot and Don Zimmer, Thoughts on the future of physical models in coastal engineering, Proceedings of the 6th International Conference on the Application of Physical Modelling in Coastal and Port Engineering and Science (Coastlab16) Ottawa, Canada, May 10-13, 2016 Copyright ©: Creative Commons CC BY-NC-ND 4.0

47-16 KH Kim et. al, Numerical analysis on the effects of shoal on the ship wave, Applied Engineering, Materials and Mechanics: Proceedings of the 2016 International Conference on Applied Engineering, Materials and Mechanics (ICAEMM 2016)

17-16 Nan-Jing Wu, Shih-Chun Hsiao, Hsin-Hung Chen, and Ray-Yeng Yang, The study on solitary waves generated by a piston-type wave maker, Ocean Engineering, 117(2016)114–129

13-16 Maryam Deilami-Tarifi, Mehdi Behdarvandi-Askar, Vahid Chegini, and Sadegh Haghighi-Pou, Modeling of the Changes in Flow Velocity on Seawalls under Different Conditions Using FLOW-3DSoftware, Open Journal of Marine Science, 2016, 6, 317-322, Published Online April 2016 in SciRes.

01-16 Mohsin A.R. Irkal, S. Nallayarasu, and S.K. Bhattacharyya, CFD approach to roll damping of ship with bilge keel with experimental validation, Applied Ocean Research, Volume 55, February 2016, Pages 1–17

121-15 Josh Carter, Scott Fenical, Craig Hunter and Joshua Todd, CFD modeling for the analysis of living shoreline structure performance, Coastal Structures and Solutions to Coastal Disasters Joint Conference, Boston, MA, Sept. 9-11, 2015. © 2017 by the American Society of Civil Engineers. doi.org/10.1061/9780784480304.047

114-15 Jisheng Zhang, Peng Gao, Jinhai Zheng, Xiuguang Wu, Yuxuan Peng and Tiantian Zhang, Current-induced seabed scour around a pile-supported horizontal-axis tidal stream turbine, Journal of Marine Science and Technology, Vol. 23, No. 6, pp. 929-936 (2015) 929, DOI: 10.6119/JMST-015-0610-11

108-15 Tiecheng Wang, Tao Meng, and Hailong Zha, Analysis of Tsunami Effect and Structural Response, ISSN 1330-3651 (Print), ISSN 1848-6339 (Online), DOI: 10.17559/TV-20150122115308

107-15 Jie Chen, Changbo Jiang, Wu Yang, Guizhen Xiao, Laboratory study on protection of tsunami-induced scour by offshore breakwaters, Natural Hazards, 2015, 1-19

85-15 Majid A. Bhinder, M.T. Rahmati, C.G. Mingham and G.A. Aggidis, Numerical hydrodynamic modelling of a pitching wave energy converter, European Journal of Computational Mechanics, Volume 24, Issue 4, 2015, DOI: 10.1080/17797179.2015.1096228

65-15 Giancarlo Alfonsi, Numerical Simulations of Wave-Induced Flow Fields around Large-Diameter Surface-Piercing Vertical Circular Cylinder, Computation 2015, 3(3), 386-426; doi:10.3390/computation3030386

61-15 Bingchen Liang, Duo Li, Xinying Pan and Guangxin Jiang, Numerical Study of Local Scour of Pipeline under Combined Wave and Current Conditions, Proceedings of the Twenty-fifth (2015) International Ocean and Polar Engineering Conference Kona, Big Island, Hawaii, USA, June 21-26, 2015 Copyright © 2015 by the International Society of Offshore and Polar Engineers (ISOPE) ISBN 978-1-880653-89-0; ISSN 1098-6189.

60-15 Chun-Han Ko, Ching-Piao Tsai, Ying-Chi Chen, and Tri-Octaviani Sihombing, Numerical Simulations of Wave and Flow Variations between Submerged Breakwaters and Slope Seawall, Proceedings of the Twenty-fifth (2015) International Ocean and Polar Engineering Conference Kona, Big Island, Hawaii, USA, June 21-26, 2015 Copyright © 2015 by the International Society of Offshore and Polar Engineers (ISOPE) ISBN 978-1-880653-89-0; ISSN 1098-6189.

57-15 Giacomo Viccione and Settimio Ferlisi, A numerical investigation of the interaction between debris flows and defense barriers, Advances in Environmental and Geological Science and Engineering, ISBN: 978-1-61804-314-6, 2015

56-15 Vittorio Bovolin, Eugenio Pugliese Carratelli and Giacomo Viccione, A numerical study of liquid impact on inclined surfaces, Advances in Environmental and Geological Science and Engineering, ISBN: 978-1-61804-314-6, 2015

49-15 Fabio Dentale, Giovanna Donnarumma, Eugenio Pugliese Carratelli, and Ferdinando Reale, A numerical method to analyze the interaction between sea waves and rubble mound emerged breakwaters, WSEAS TRANSACTIONS on FLUID MECHANICS, E-ISSN: 2224-347X, Volume 10, 2015

45-15 Diego Vicinanza, Daniela Salerno, Fabio Dentale and Mariano Buccino, Structural Response of Seawave Slot-cone Generator (SSG) from Random Wave CFD Simulations, Proceedings of the Twenty-fifth (2015) International Ocean and Polar Engineering Conference, Kona, Big Island, Hawaii, USA, June 21-26, 2015, Copyright © 2015 by the International Society of Offshore and Polar Engineers (ISOPE), ISBN 978-1-880653-89-0; ISSN 1098-6189

38-15 Yen-Lung Chen, Shih-Chun Hsiao, Yu-Cheng Hou, Han-Lun Wu and Yuan Chieh Wu, Numerical Simulation of a Neutrally Buoyant Round Jet in a Wave Environment, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

34-15 Dieter Vanneste and Peter Troch, 2D numerical simulation of large-scale physical model tests of wave interaction with a rubble-mound breakwater, Coastal Engineering, Volume 103, September 2015, Pages 22–41.

29-15 Masanobu Toyoda, Hiroki Kusumoto, and Kazuo Watanabe, Intrinsically Safe Cryogenic Cargo Containment System of IHI-SPB LNG Tank, IHI Engineering Review, Vol. 47, No. 2, 2015.

24-15 Xixi Pan, Shiming Wang, and Yongcheng Liang, Three-dimensional simulation of floating wave power device, International Power, Electronics and Materials Engineering Conference (IPEMEC 2015)

05-15 M. A. Bhinder, A. Babarit, L. Gentaz, and P. Ferrant, Potential Time Domain Model with Viscous Correction and CFD Analysis of a Generic Surging Floating Wave Energy Converter, (2015), doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijome.2015.01.005

137-14 A. Najafi-Jilani, M. Zakiri Niri and Nader Naderi, Simulating three dimensional wave run-up over breakwaters covered by antifer units, Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng. (2014) 6:297~306

128-14 Dong Chule Kim, Byung Ho Choi, Kyeong Ok Kim and Efim Pelinovsky, Extreme tsunami runup simulation at Babi Island due to 1992 Flores tsunami and Okushiri due to 1993 Hokkido tsunami, Geophysical Research Abstracts, Vol. 16, EGU2014-1341, 2014, EGU General Assembly 2014, © Author(s) 2013. CC Attribution 3.0 License.

123-14 Irkal Mohsin A.R., S. Nallayarasu and S.K. Bhattacharyya, Experimental and CFD Simulation of Roll Motion of Ship with Bilge Keel, International Conference on Computational and Experimental Marine Hydrodynamics MARHY 2014 3-4 December 2014, Chennai, India.

101-14 Dieter Vanneste, Corrado Altomare, Tomohiro Suzuki, Peter Troch and Toon Verwaest, Comparison of Numerical Models for Wave Overtopping and Impact on a Sea Wall, Coastal Engineering 2014

91-14 Fabio Dentale, Giovanna Donnarumma, and Eugenio Pugliese Carratelli, Numerical wave interaction with tetrapods breakwater, Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng. (2014) 6:0~0, http://dx.doi.org/10.2478/IJNAOE-2013-0214, ⓒSNAK, 2014, pISSN: 2092-6782, eISSN: 2092-6790

87-14 Philipp Behruzi, Simulation of breaking wave impacts on a flat wall, The 15th International Workshop on Trends In Numerical and Physical Modeling for Industrial Multiphase Flows, Cargèse, Corsica, October 13th–17th, 2014

86-14 Chuan Sim and Sung-uk Choi, Three-Dimensional Scour at Submarine Pipelines under Indefinite Boundary Conditions, 2014

83-14 Hongda Shi, Dong Wang, Jinghui Song, and Zhe Ma, Systematic Design of a Heaving Buoy Wave Energy Device, 5th International Conference on Ocean Energy, 4th November, Halifax, 2014

71-14 Hadi Sabziyan, Hassan Ghassemi, Farhood Azarsina, and Saeid Kazemi, Effect of Mooring Lines Pattern in a Semi-submersible Platform at Surge and Sway Movements, Journal of Ocean Research, 2014, Vol. 2, No. 1, 17-22 Available online at http://pubs.sciepub.com/jor/2/1/4 © Science and Education Publishing DOI:10.12691/jor-2-1-4

56-14 Fernandez-Montblanc, T., Izquierdo, A., and Bethencourt, M., Modelling the oceanographic conditions during storm following the Battle of Trafalgar, Encuentro de la Oceanografıa Fısica Espanola 2014

52-14 Fabio Dentale, Giovanna Donnarumma, and Eugenio Pugliese Carratelli, A new numerical approach to the study of the interaction between wave motion and roubble mound breakwaters, Latest Trends in Engineering Mechanics, Structures, Engineering Geology, ISBN: 978-960-474-376-6

49-14 H. Ahmed and A. Schlenkhoff, Numerical Investigation of Wave Interaction with Double Vertical Slotted Walls, World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Environmental, Ecological, Geological and Mining Engineering Vol:8 No:8, 2014

32-14 Richard Keough, Victoria Mullaley, Hilary Sinclair, and Greg Walsh, Design, Fabrication and Testing of a Water Current Energy Device, Memorial University of Newfoundland, Faculty of Engineering and Applied Science, Mechanical Design Project II – ENGI 8926, April 2014

25-14 Paulius Rapalis, Vytautas Smailys, Vygintas Daukšys, Nadežda Zamiatina, and Vasilij Djačkov, Vandens – Duju Silumos Mainai Gaz-Lifto Tipo Skruberyje,Technologijos mokslo darbai Vakarų Lietuvoje, Vol 9 > Rapalis. Available for download at http://journals.ku.lt/index.php/TMD/article/view/259.

92-13 Matteo Tirindelli, Scott Fenical and Vladimir Shepsis, State-of-the-Art Methods for Extreme Wave Loading on Bridges and Coastal Highways, Seventh National Seismic Conference on Bridges and Highways (7NSC), May 20-22, 2013, Oakland, CA

89-13 Worakanok Thanyamanta, Don Bass and David Molyneux, Prediction of sloshing effects using a coupled non-linear seakeeping and CFD code, Proceedings of the ASME 2013 32nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, OMAE2013, June 9-14, 2013, Nantes, France. Available for purchase online at ASME.

83-13 B.W. Lee and C. Lee, Development of Wave Power Generation Device with Resonance Channels, Proceedings of the 7th International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC 2013) Bali, Indonesia, September 24-26, 2013

68-13 Fabio Dentale, Giovanna Donnarumma, and Eugenio Pugliese Carratelli, Rubble Mound Breakwater Run-Up, Reflection and Overtopping by Numerical 3D Simulation, ICE Conference, September 2013, Edinburgh (UK).

66-13 Peter Arnold, Validation of FLOW-3D against Experimental Data for an Axi-Symmetric Point Absorber WEC, © wavebob™, 2013

62-13 Yanan Li, Junwei Zhou, Dazheng Wang and Yonggang Cui, Resistance and Strength Analysis of Three Hulls with ifferent Knuckles, Advanced Materials Research Vols. 779-780 (2013) pp 615-618, © (2013) Trans Tech Publications, Switzerland, doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.779-780.615.

61-13 M.R. Soliman, Satoru Ushijima, Nobu Miyagi and Tetsuay Sumi, Density Current Simulation Using Two-Dimensional High Resolution Model, Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., No 56 B, 2013.

59-13 Guang Wei Liu, Qing He Zhang, and Jin Feng Zhang, Wave Forces on the Composite Bucket Foundation of Offshore Wind Turbines, Applied Mechanics and Materials, 405-408, 1420, September 2013. Available for purchase online at Scientific.net.

50-13 Joel Darnell and Vladimir Shepsis, Pontoon Launch Analysis, Design and Performance, Ports 2013, © ASCE 2013. Available for purchase online at ASCE.

45-13 Min-chi Li, Numerical Simulation of Wave Overtopping Rate at Sloping Seawalls with Different Configurations of Wave Dissipators, Master’s Thesis: Department of Marine Environment and Engineering, National Sun Yat-Sen University. Abstract only available here: http://etd.lib.nsysu.edu.tw/ETD-db/ETD-search/view_etd?URN=etd-0701113-144919.

22-13 Nahidul Khan, Jonathan Smith, and Michael Hinchey, Models with all the right curves, © Journal of Ocean Technology, The Journal of Ocean Technology, Vol. 8, No. 1, 2013.

20-13 Efim Pelinovsky, Dong-Chul Kim, Kyeong-Ok Kim and Byung-Ho Choi, Three-dimensional simulation of extreme runup heights during the 2004 Indonesian and 2011 Japanese tsunamis, EGU General Assembly 2013, held 7-12 April, 2013 in Vienna, Austria, id. EGU2013-1760. Online at: http://adsabs.harvard.edu/abs/2013EGUGA..15.1760P.

18-13 Dazheng Wang, Fei Ma, and Lei Mei, Optimization of a 17m Catamaran based on the Resistance Performance, Advanced Materials Research Vols. 690-693, pp 3414-3418, © Trans Tech Publications, Switzerland, doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.690-693.3414, May 2013.

16-13 Dong Chule Kim, Kyeong Ok Kim, Efim Pelinovsky, Ira Didenkulova, and Byung Ho Choi, Three-dimensional tsunami runup simulation for the port of Koborinai on the Sanriku coast of Japan, Journal of Coastal Research, Special Issue No. 65, 2013.

15-13 Dong Chule Kim, Kyeong Ok Kim, Byung Ho Choi, Kyung Hwan Kim, and Efin Pelinovsky, Three –dimensional runup simulation of the 2004 Ocean tsunami at the Lhok Nga twin peaks, Journal of Coastal Research, Special Issue No. 65, 2013.

14-13 Jae-Seol Shim, Jinah Kim, Dong-Shul Kim, Kiyoung Heo, Kideok Do, and Sun-Jung Park, Storm surge inundation simulations comparing three-dimensional with two-dimensional models based on Typhoon Maemi over Masan Bay of South Korea, Journal of Coastal Research, Special Issue No. 65, 2013.

115-12 Worakanok Thanyamanta and David Molyneux, Prediction of Stabilizing Moments and Effects of U-Tube Anti-Roll Tank Geometry Using CFD, ASME 2012 31st International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, Volume 5: Ocean Engineering; CFD and VIV, Rio de Janeiro, Brazil, July 1–6, 2012, ISBN: 978-0-7918-4492-2, Copyright © 2012 by ASME

114-12 Dane Kristopher Behrens, The Russian River Estuary: Inlet Morphology, Management, and Estuarine Scalar Field Response, Ph.D. Thesis: Civil and Environmental Engineering, UC Davis, © 2012 by Dane Kristopher Behrens. All Rights Reserved.

111-12 James E. Beget, Zygmunt Kowalik, Juan Horrillo, Fahad Mohammed, Brian C. McFall, and Gyeong-Bo Kim, NEeSR-CR Tsunami Generation by Landslides Integrating Laboratory Scale Experiments, Numerical Models and Natural Scale Applications, George E. Brown, Jr. Network for Earthquake Engineering Simulation Research, July 2012, Boston, MA.

109-12 D. Vanneste, Experimental and Numerical study of Wave-Induced Porous Flow in Rubble-Mound Breakwaters, Ph.D. thesis (Chapters 5 and 6), Faculty of Engineering and Architecture, Ghent University, Ghent (Belgium), 2012.

104-12 Junwoo Choi, Kab Keun Kwon, and Sung Bum Yoon, Tsunami Inundation Simulation of a Built-up Area using Equivalent Resistance Coefficient, Coastal Engineering Journal, Vol. 54, No. 2 (2012) 1250015 (25 pages), © World Scientific Publishing Company and Japan Society of Civil Engineers, DOI: 10.1142/S0578563412500155

94-12 Parviz Ghadimi, Abbas Dashtimanesh, Mohammad Farsi, and Saeed Najafi, Investigation of free surface flow generated by a planing flat plate using smoothed particle hydrodynamics method and FLOW-3D simulations, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment, December 7, 2012 1475090212465235. Available for purchase online at sage journals.

92-12 Panayotis Prinos, Maria Tsakiri, and Dimitris Souliotis, A Numerical Simulation of the WOS and the Wave Propagation along a Coastal Dike, Coastal Engineering 2012.

88-12 Nahidul Khan and Michael Hinchey, Adaptive Backstepping Control of Marine Current Energy Conversion System, PKP Open Conference Systems, IEEE Newfoundland and Labrador Section, 2012.

72-12 F. Dentale, G. Donnarumma, and E. Pugliese Carratelli, Wave Run Up and Reflection on Tridimensional Virtual, Journal of Hydrogeology & Hydrologic Engineering, 2012, 1:1, http://dx.doi.org/10.4172/jhhe.1000102.

64-12 Anders Wedel Nielsen, Xiaofeng Liu, B. Mutlu Sumer, Jørgen Fredsøe, Flow and bed shear stresses in scour protections around a pile in a current, Coastal Engineering, Volume 72, February 2013, Pages 20–38.

56-12 Giancarlo Alfonsi, Agostino Lauria, Leonardo Primavera, Flow structures around large-diameter circular cylinder, Journal of Flow Visualization and Image Processing, 2012. DOI:10.1615/JFlowVisImageProc.2012005088.

51-12 Chun-Ho Chen, Study on the Application of FLOW-3D for Wave Energy Dissipation by a Porous Structure, Master’s Thesis: Department of Marine Environment and Engineering, National Sun Yat-sen University, July 2012. In Chinese.

37-12 Yu-Ren Chen, Numerical Modeling on Internal Solitary Wave propagation over an obstacle using FLOW-3D, Master’s Thesis: Department of Marine Environment and Engineering, National Sun Yat-sen University June 2012. In Chinese.

26-12 D.C. Lo Numerical simulation of hydrodynamic interaction produced during the overtaking and the head-on encounter process of two ships, Engineering Computations: International Journal for Computer-Aided Engineering and Software, Vol. 29 No. 1, 2012. pp. 83-10, Emerald Group Publishing Limited, www.emeraldinsight.com/0264-4401.htm.

14-12 Bahaa Elsharnouby, Akram Soliman, Mohamed Elnaggar, and Mohamed Elshahat, Study of environment friendly porous suspended breakwater for the Egyptian Northwestern Coast, Ocean Engineering 48 (2012) 47-58. Available for purchase online at Science Direct.

11-12 Sang-Ho Oh, Young Min Oh, Ji-Young Kim, Keum-Seok Kang, A case study on the design of condenser effluent outlet of thermal power plant to reduce foam emitted to surrounding seacoast, Ocean Engineering, Volume 47, June 2012, Pages 58–64. Available for purchase online at SciVerse.

101-11 Tsunami – A Growing Disaster, edited by Mohammad Mokhtari, ISBN 978-953-307-431-3, 232 pages, Publisher: InTech, Chapters published December 16, 2011 under CC BY 3.0 license, DOI: 10.5772/922. Available for download at Intech.

100-11 Kwang-Oh Ko, Jun-Woo Choi, Sung-Bum Yoon, and Chang-Beom Park, Internal Wave Generation in FLOW-3D Model, Proceedings of the Twenty-first (2011) International Offshore and Polar Engineering Conference, Maui, Hawaii, USA, June 19-24, 2011, Copyright © 2011 by the International Society of Offshore and Polar Engineers (ISOPE), ISBN 978-1-880653-96-8 (Set); ISSN 1098-6189 (Set); www.isope.org

95-11 S. Brizzolara, L. Savio, M. Viviani, Y. Chen, P. Temarel, N. Couty, S. Hoflack, L. Diebold, N. Moirod and A. Souto Iglesias, Comparison of experimental and numerical sloshing loads in partially filled tanks, Ships and Offshore Structures, Vol. 6, Nos. 1–2, 2011, 15–43. Available for purchase online at Francis & Taylor.

85-11 Andrew Eoghan Maguire, Hydrodynamics, control and numerical modelling of absorbing wavemakers, thesis: The University of Edinburgh, 2011.

74-11 Jonathan Smith, Nahidul Khan and Michael Hinchey, CFD Simulation of AUV Depth Control, Paper presented at NECEC 2011, St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada. Abstract available online.

70-11 G. Kim, S.-H. Oh, K.S. Lee, I.S. Han, J.W. Chae, and S.-J Ahn, Numerical Investigation on Water Discharge Capability of Sluice Caisson of Tidal Power Plant, Proceedings of the Sixth International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC 2011), December 14-16, 2011, Hong Kong, China.

69-11 G. Alfonsi, A. Lauria, and L. Primavera, Wave-Field Flow Structures Developing Around Large-Diameter Vertical Circular Cylinder, Proceedings of the Sixth International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC 2011), December 14-16, 2011, Hong Kong, China.

68-11 C. Lee, B.W. Lee, Y.J. Kim, and K.O. Ko, Ship Wave Crests in Intermediate-Depth Water, Proceedings of the Sixth International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC 2011), December 14-16, 2011, Hong Kong, China.

63-11 Worakanok Thanyamanta, Paul Herrington, and David Molyneux, Wave patterns, wave induced forces and moments for a gravity based structure predicted using CFD, Proceedings of the ASME 2011, 30th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, OMAE2011, Rotterdam, The Netherlands, June 19-24, 2011.

61-11 Jun Jin and Bo Meng, Computation of wave loads on the superstructures of coastal highway bridges, Ocean Engineering, available online October 19, 2011, ISSN 0029-8018, 10.1016/j.oceaneng.2011.09.029. Available for purchase at Science Direct.

36-11 Nadir Yilmaz, Geoffrey E. Trapp, Scott M. Gagan, Timothy R. Emmerich, CFD Supported Examination of Buoy Design for Wave Energy Conversion, IGEC-VI-2011-173, pp: 537-541

28-11 Rodolfo Bolaños, Laurent O. Amoudry and Ken Doyle, Effects of Instrumented Bottom Tripods on Process Measurements, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, June 2011, Vol. 28, No. 6: pp. 827-837. Available online at: AMS Journals Online.

80-10 Juan J. Horrillo, Amanda L. Wood, Charles Williams, Ashwin Parambath, and Gyeong-Bo Kim, Construction of Tsunami Inundation Maps in the Gulf of Mexico, Report to the National Tsunami Hazard Mitigation Program, December 2010.

69-10 George A Aggidis and Clive Mingham, A Joint Numerical and Experimental Study of a Surging Point Absorbing Wave Energy Converter (WRASPA), Joule Centre Research Grant Joint Final Report (Lancaster University and Macnhester Metropolitan University), Joule Grant No: JIRP306/02, 2010

67-10 Kazuhiko Terashima, Ryuji Ito, Yoshiyuki Noda, Yoji Masui and Takahiro Iwasa, Innovative Integrated Simulator for Agile Control Design on Shipboard Crane Considering Ship and Load Sway, 2010 IEEE International Conference on Control Applications, Part of 2010 IEEE Multi-Conference on Systems and Control, Yokohama, Japan, September 8-10, 2010

66-10 Shan-Hwei Ou, Tai-Wen Hsu, Jian-Feng Lin, Jian-Wu Lai, Shih-Hsiang Lin, Chen-Chen Chang, Yuan-Jyh Lan, Experimental and Numerical Studies on Wave Transformation over Artificial Reefs, Proceedings of the International Conference on Coastal Engineering, No 32 (2010), Shanghai, China, 2010.

65-10 Tai-Wen Hsu, Jian-Wu Lai, Yuan-Jyh Lan, Experimental and Numerical Studies on Wave Propagation over Coarse Grained Sloping Beach, Proceedings of the International Conference on Coastal Engineering, No 32 (2010), Shanghai, China, 2010.

26-10 R. Marcer, C. Berhault, C. de Jouëtte, N. Moirod and L. Shen, Validation of CFD Codes for Slamming, V European Conference on Computational Fluid Dynamics, ECCOMAS CFD 2010, J.C.F. Pereira and A. Sequeira (Eds), Lisbon, Portugal, 14-17 June 2010

25-10 J.M. Zhan, Z. Dong, W. Jiang, and Y.S. Li, Numerical Simulation of wave transformation and runup incorporating porous media wave absorber and turbulence models, Ocean Engineering (2010), doi: 10.1016/j.oceaneng.2010.06.005. Available for purchase at Science Direct.

17-10 F. Dentale, S.D. Russo, E. Pugliese Carratelli, S. Mascetti, A New Numerical Approach to Study the Wave Motion with Breakwaters and the Armor Stability, Marine Technology Reporter, May 2010

01-10 F. Dentale, S.D. Russo, E. Pugliese Carratelli, Innovative Numerical Simulation to Study the Fluid withing Rubble Mound Breakwaters and the Armour Stability, 17th Armourstone Wallingford Armourstone Meeting, Wallingford, UK, February 2010.

52-09 Mark Reed, Øistein Johansen, Frode Leirvik, and Bård Brørs, Numerical Algorithm to Compute the Effects of Breaking Waves on Surface Oil Spilled at Sea, Final Report, Second revision, SINTEF, October 2009.

49-09 Anna Pellicioli, Indagine Numerica Sulla Resistenza Idrodinamica Di Uno Scafo In Presenza Di Superficie Libera, thesis: Univerista Degli Studi Di Bergamo, 2008/2009. In Italian. Available upon request.

46-09 Carlos Guedes Soares, P.K. Das, Analysis and Design of Marine Structures, CRC Press; 1 Har/Cdr edition (March 2, 2009), 0415549345

32-09 M.A. Binder, C.G. Mingham, D.M. Causon, M.T. Rahmati, G.A. Aggidis, R.V. Chaplin, Numerical Modelling of a Surging Point Absorber Wave Energy Converter, 8th European Wave and Tidal Energy Conference EWTEC 2009, Uppsala, Sweden, 7-10 September 2009

28-09 D. C. Lo, Dong-Taur Su and Jan-Ming Chen (2009), Application of Computational Fluid Dynamics Simulations to the Analysis of Bank Effects in Restricted Waters, Journal of Navigation, 62, pp 477-491, doi:10.1017/S037346330900527X; Purchase the article online (clicking on this link will take you to the Cambridge Journals website).

26-09 Fabio Dentale, E. Pugliese Carratelli, S.D. Russo, and Stefano Mascetti, Advanced Numerical Simulations on the Interaction between Waves and Rubble Mound Breakwaters, Journal of the Engineering Association for Offshore and Marine in Italy, (translation from the Italian)

25-09 F. Dentale, B. Messina, E. Pugliese Carratelli, S. Mascetti, Studio numerico avanzato sul moto di filtrazione in ambito marittimo, A & C, Analisi e Calcolo, Giugno 2009 (in Italian)

22-09 M.A. Bhinder, C.G. Mingham, D.M. Causon, M.T. Rahmati, G.A. Aggidis and R.V. Chaplin, A Joint Numerical And Experimental Study Of a Surging Point Absorbing Wave Energy Converter (WRASPA)2, Proceedings of the ASME 28th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, OMAE2009-79392, Honolulu, Hawaii, May 31-June 5, 2009

8-09 Basu, D., S. Green, K. Das, R. Janetzke, and J. Stamatakos, Numerical Simulation of Surface Waves Generated by a Subaerial Landslide at Lituya Bay, 28th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, May 31–June 5, 2009, Honolulu, Hawaii

17-09 Das, K., R. Janetzke, D. Basu, S. Green, and J. Stamatakos, Numerical Simulations of Tsunami Wave Generation by Submarine and Aerial Landslides Using RANS and SPH Models, 28th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, May 31–June 5, 2009, Honolulu, Hawaii

16-09 Basu, D., S. Green, K. Das, R. Janetzke, and J. Stamatakos, Navier-Stokes Simulations of Surface Waves Generated by Submarine Landslides Effect of Slide Geometry and Turbulence, 2009 Society of Petroleum Engineering Americas E&P Environmental & Safety Conference, March 23–25, 2009, San Antonio, Texas.

48-08 Osamu Kiyomiya1 and Kazuya Kuroki, Flap Gate to Prevent Urban Area from Tsunami, The 14th World Conference on Earthquake Engineering, October 12-17, 2008, Beijing, China

43-08 Eldina Fatimah, Ahmad Khairi Abd. Wahab, and Hadibah Ismail, Numerical modeling approach of an artificial mangrove root system (ArMs) submerged breakwater as wetland habitat protector, COPEDEC VII, Dubai UAE, 2008.

40-08 Giacomo Viccione, Fabio Dentale, and Vittorio Bovolin, Simulation of Wave Impact Pressure on Vertical Structures with the SPH Method, 3rd ERCOFTAC SPHERIC workshop on SPH applications, Laussanne, Switzerland, June 4-6, 2008.

39-08 Kang, Young-Seung, Kim, Pyeong-Joong, Hyun, Sang-Kwon and Sung, Ha-Keun, Numerical Simulation of Ship-induced Wave Using FLOW-3D, Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers / v.20, no.3, 2008, pp.255-267, ISSN: 1976-8192, http://ksci.kisti.re.kr/search/article/articleView.ksci?articleBean.artSeq=HOHODK_2008_v20n3_255

35-08 B.W. Nam, S.H. Shin, K.Y. Hong, S.W. Hong, Numerical Simulation of Wave Flow over the Spiral-Reef Overtopping Device, Proceedings of the Eighth (2008) ISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium, Bangkok, Thailand, November 10-14, 2008, © 2008 by The International Society of Offshore and Polar Engineers, ISBN 978-1-880653-52-4

34-08 B. H. Choi, E. Pelinovsky, D.C. Kim, I. Didenkulova and S.-B. Woo, Two and three-dimensional computation of solitary wave runup on non-plane beach, Nonlin. Processes Geophys., 15, 489-502, 2008, www.nonlin-processes-geophys.net/15/489/2008 (c) Author(s) 2008.

23-08 Barb Schmitz, Tecplot, Nastran & FLOW-3D Win the Race, Desktop Engineering’s Elements of Analysis, September 2008

38-07 Choi, B.-H., Kim, D. C., Pelinovsky, E., and Woo, S. B., Three-dimensional simulation of tsunami run-up around conical island, Coast. Eng., Vol. 54, Issue 8, 618-629, 2007.

33-07 Mirela Zalar, Sime Malenica, Zoran Mravak, Nicolas Moirod, Some Aspects of Direct Calculation Methods for the Assessment of LNG Tank Structure Under Sloshing Impacts, La Asociación Española del Gas (sedigas) Spain 2007

20-07 Oceanic Consulting Corporation, Berthing Studies for LNG Carriers in the Calcasieu River Waterway, Making Waves: Newsletter of Oceanic Consulting Corporation, Winter 2007

10-07 Gildas Colleter, Breaking wave uplift and overtopping on a horizontal deck using physical and numerical modeling, Coasts and Ports 2007 Conference in Melbourne, Australia

18-06 Brizzolara, Stefano and Rizzuto, Enrico, Wind Heeling Moments on Very Large Ships. Some Insights through CFD Results, Proceedings on the 9th International Conference on Stability of Ships and Ocean Vehicles, Rio de Janeiro, September 25, 2006

16-06 Ransau, Samuel R, and Hansen, Ernst W.M., Numerical Simulations of Sloshing in Rectangular Tanks, Proceedings of OMAE2006, 25th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, Hamburg, Germany, June 4-9, 2006

15-06 Ema Muk-Pavic, Shin Chin and Don Spencer, Validation of the CFD code FLOW-3D for the free surface flow around the ships’; hulls, 14th Annual Conference of the CFD Society of Canada, Kingston, Canada, July 16-18, 2006

3-06 Hansen, E.W.M. and Geir J. Rørtveit, Numerical Simulation of Fluid Mechanisms and Separation Behaviour in Offshore Gravity Separators, Chapter 16 in Emulsions and Emulsion Stability, 2nd Edition, edited by Johan Sjøblom, Taylor & Francis, 2006

24-05 Hansen E.W., Separation Offshore Survey – Design-Redesign of Gravity Separators, Exploration & Production: The Oil & Gas Review 2005 – Issue 2

8-05 T. Kristiansen, R. Baarholm, C.T. Stansberg, G. Rortveit and E.W.M. Hansen, Kinematics in a Diffracted Wave Field Particle Image Velocimetry (PIV) and Numerical Models, Presented at the 24th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, OMAE 67176, Halkidiki, Greece, June 12-17, 2005

7-05 C.T. Stansberg, R. Baarholm, T. Kristiansen, E.W.M. Hansen and G. Rortveit, Extreme Wave Amplification and Impact Loads on Offshore Structures, presented at the 2005 Offshore Technology Conference, Houston, TX, May 2-5, 2005

16-04 Carl Trygve Stansberg, Kjetil Berget, Oyvind Hellan, Ole A. Hermundstad, Jan R. Hoff and Trygve Kristiansen and Ernst Hansen, Prediction of Green Sea Loads on FPSO in Random Seas, presented at the 14th International Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE 2004), Toulon, France, May 2004

15-04 Š. Malenica, M. Zalar, J.M. Orozco, B. LeGallo & X.B. Chen, Linear and Non-Linear Effects of Sloshing on Ship Motions, 23rd International Conference on Offshore Mechanics and Artic Engineering, OMAE 2004, Vancouver, June 2004

11-04 Don Bass, David Molyneux, Kevin McTaggart, Simulating Wave Action in the Well Deck of Landing Platform Dock Ships Using Computational Fluid Dynamics

37-03 Sreenivasa C Chopakatla, A CFD Model for Wave Transformations and Breaking in the Surf Zone, thesis: Master of Science, The Ohio State Univeristy, 2003.

29-02 O. Bayle, V. L’Hullier, M. Ganet, P. Delpy, J.L. Francart and D. Paris, Influence of the ATV Propellant Sloshing on the GNC Performance, AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit, Monterey, California, 5-8 August 2002, © 2002 by EADS Launch Vehicles

25-02 Y. Kim, Numerical Analysis of Sloshing Problem, American Bureau of Shipping, Research Dept, Houston, TX

10-02 Peter Chang III & Xiongjun Wu, Entrainment Correlations Based on a Fuel-Water Stratified Shear Flow, Proceedings of FEDSM2002, 2002 ASME Fluids Engineering Decision Summer Meeting, July 14-18, 2002, Montreal, Quebec, Canada

37-01 Ismail B. Celik, Allen E. Badeau Jr., Andrew Burt and Sherif Kandil, A Single Fluid Transport Model For Computation of Stratified Immiscible Liquid-Liquid Flows, Mechanical and Aerospace Engineering Department, West Virginia University, Proceedings of the XXIX IAHR Congress, September 2001. Beijing, China

14-01 Charles Ortloff, CTC/United Defense, Computer Simulation Analyzed Typhoon Damage to FPSOs, Marine News, April 30, 2001, pp. 22-23

8-01 Charles Ortloff, Computer Simulations Analyze Wave Damage to Offloading Vessels, Marine News, April 30, 2001, pp. 22-23

25-00 Faltinsen, O.A. and Rognebakke, O.F., Sloshing in Rectangular Tanks and Interaction with Ship Motions-Sloshing, Int. Conf. on Ship and Shipping Research NAV, Venice, Italy, 2000.

20-97 C.R. Ortloff, Numerical Test Tank Simulation of Ocean Engineering Problems by Computational Fluid Dynamics, Offshore Technology Conference Paper 8269B, Houston, TX, 1997

19-97 C.R. Ortloff and M. Krafft, Numerical Test Tanks-Computer Simulation-Test Verification of Major Ocean Engineering Problems for the Off-Shore Oil Industry, OTC 8269A, Offshore Technology Conference, Copyright 1997, Houston, Texas, May 1997

9-94 P. A. Chang, C-W Lin, CD-NSWC, Hydrodynamic Analysis of Oil Outflow from Double Hull Tankers, The Advanced Double-Hull Technical Symposium, Gaithersburg, MD, October 25-26, 1994.

8-90 C. W. Hirt, Computational Modeling of Cavitation, Flow Science report, July 1990, presented at the 2nd International Symposium on Performance Enhancement for Marine Applications, Newport, RI, October 14-16, 1990

10-87 H. W. Meldner, USA’s Revolutionary Appendages and CFD, CORDTRAN Corp. Report presented at AIAA and SNAME 17th Annual International Symposium on Sailing, Stanford University, Palo Alto, CA, Oct. 31-Nov. 1, 1987

3-85 C. W. Hirt and J. M. Sicilian, A Porosity Technique for the Definition of Obstacles in Rectangular Cell Meshes, Fourth International Conference on Ship Hydrodynamics, Washington, DC, September 1985

Water & Environmental Bibliography

다음은 수자원 및 환경 분야에 대한 참고 문 기술 문서 모음입니다.
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Water and Environmental Bibliography

2024년 11월 20일 Update

118-24 Lei Liao, Jia Li, Min Chen, Ruidong An, Effects of hydraulic cues in barrier environments on fish navigation downstream of dams, Journal of Environmental Management, 365; 121495, 2024. doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.121495

115-24 H. Liu, Y.G. Cheng, Z.Y. Yang, J. Zhang, J.Y. Fan, W.X. Li, Effect of uneven inflow on hydrodynamic performance of bulb turbine, Journal of Physics: Conference Series, 2752; 012032, 2024. doi.org/10.1088/1742-6596/2752/1/012032

112-24 Jian Guo, Bowen Weng, Jiyi Wu, Investigation of the energy loss in cylindrical bridge piers scour depth prediction on sand-bed, Ocean Engineering, 309.1; 118513, 2024. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.118513

110-24 Siyu Chen, Xiyen Liu, Junyao Tang, Ying Gao, Tianyou Zhang, Linhao Gu, Tao Ma, Can Chen, Study on the influence of design parameters of porous asphalt pavement on drainage performance, Journal of Hydrology, 638; 131514, 2024. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.131514

108-24 Abubaker Sami Dheyab, Mustafa Günal, Experimental and numerical study for local scour around cylindrical bridge pier in non-cohesive sediment bed, 4th International Congress of Engineering and Natural Sciences (ICENSS), 2024.

106-24 P. Asabian, C.D. Rennie, N. Egsgard, Experimental and numerical investigation of the flow-structure of river surf waves, River Flow 2022, eds. Ana Maria Ferreira da Silva, Colin Rennie, Susan Gaskin, Jay Lacey, Bruce MacVicar, 2024.

105-24 M. Cihan Aydin, Ali Emre Ulu, Ercan Işık, Nizamettin Hamidi, An experimental and numerical investigation of hydraulic performance of in-channel triangular labyrinth weir for free overflow, ISH Journal of Hydraulic Engineering, pp. 1-10, 2024. doi.org/10.1080/09715010.2024.2363224

103-24 Yazhou Wang, Jinrong Da, Yuchen Luo, Sirui He, Zuocong Tian, Ziyi Xue, Zehao Li, Xianyu Zhao, Desheng Yin, Hui Peng, Xiang Liu, Xiaoning Liu , Minimization of heavy metal adsorption in struvite through effective separation and manipulation of flow field, Journal of Hazardous Materials, 474; 134820, 2024. doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.134820

101-24 Davut Yilmaz, Tugce Basar, Arzu Ozkaya, Assessing the pressure variation in the plunge pool of Yusufeli dam, Dams and Reservoirs, 2024. doi.org/10.1680/jdare.2024.1

99-24 Azim Turan, High resolution flash flood forecasting by combining a hydrometeorological modeling system with a computational fluid dynamics model, Thesis, Middle East Technical University, 2024.

97-24 Umut Aykan, Numerical investigation of vortex formation at single and multiple symmetric horizontal intakes, Thesis, Middle East Technical University, 2024.

91-24 Di Wang, Xiaoyong Cheng, Zhixuan Cao, Jinyun Deng, Three-dimensional flow structure in a confluence-bifurcation unit, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 18.1; 2024. doi.org/10.1080/19942060.2024.2349076

86-24 M.Z. Qamar, M.K. Verma, A.P. Meshram, Physical and numerical modelling for settling efficiency of desilting chamber, ISH Journal of Hydraulic Engineering, 30.3; 2024. doi.org/10.1080/09715010.2024.2345338

85-24 Ruichen Xu, Duane C. Chapman, Caroline M. Elliott, Bruce C. Call, Robert B. Jacobson, Binbin Wang, Ecological inferences on invasive carp survival using hydrodynamics and egg drift models, Scientific Reports, 14; 9556, 2024. doi.org/10.1038/s41598-024-60189-1

84-24 M. Cihan Aydin, Ali Emre Ulu, Ercan Işik, Experimental and numerical investigation of rectangular labyrinth weirs in an open channel, Water Management , 2024. doi.org/10.1680/jwama.22.00112

76-24 Chyan-Deng Jan, Litan Dey, Slump-flow channel test for evaluating the relations between spreading and rheological parameters of sediment mixtures, European Journal of Mechanics – B/Fluids, 106; pp. 137-147, 2024. doi.org/10.1016/j.euromechflu.2024.04.005

74-24 Abhishek K. Pandey, Pranab K. Mohapatra, 3D numerical simulations of the bed evolution at an open-channel junction in flood conditions, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 150.3; 2024. doi.org/10.1061/JIDEDH.IRENG-10321

70-24 Jianing Rao, Qi Wei, Lian Tang, Yuanming Wang, Ruifeng Liang, Kefeng Li, A design of a nature-like fishway to solve the fractured river connectivity caused by small hydropower based on hydrodynamics and fish behaviors, Environmental Science and Pollution Research, 31; pp. 27883-27896, 2024. doi.org/10.1007/s11356-024-33034-1

69-24 M. Cihan Aydin, Ali Emre Ulu, Ercan Işık, Determination of effective flow behaviors on discharge performance of trapezoidal labyrinth weirs using numerical and physical models, Modeling Earth Systems and Environment, 10; pp. 3763-3776, 2024. doi.org/10.1007/s40808-024-01996-3

62-24 Ramtin Sabeti, Mohammad Heidarzadeh, Estimating maximum initial wave amplitude of subaerial landslide tsunamis: A three-dimensional modelling approach, Ocean Modelling, 189; 102360, 2024. doi.org/10.1016/j.ocemod.2024.102360

60-24 Mahdi Ebrahimi, Mirali Mohammadi, Sayed Mohammad Hadi Meshkati, Farhad Imanshoar, Embankment dams overtopping breach: A numerical investigation of hydraulic results, Iranian Journal of Science and Technology: Transactions of Civil Engineering, 2024. doi.org/10.1007/s40996-024-01387-9

59-24 Behshad Mardasi, Rasoul Ilkhanipour Zeynali, Majid Heydari, Conducting experimental and numerical studies to analyze the impact of the base nose shape on flow hydraulics in PKW weir using FLOW-3D, Journal of Hydraulic Structures, 9.4; pp. 88-113, 2024. doi.org/10.22055/JHS.2024.45888.1284

58-24 Ramtin Sabeti, Mohammad Heidarzadeh, Alessandro Romano, Gabriel Barajas Ojeda, Javier L. Lara, Three-dimensional simulations of subaerial landslide-generated waves: Comparing OpenFOAM and FLOW-3D HYDRO models, Pure and Applied Geophysics, 181; pp. 1075-1093, 2024. doi.org/10.1007/s00024-024-03443-x

56-24 Ali Poorkarimi, Khaled Mafakheri, Shahrzad Maleki, Effect of inlet and baffle position on the removal efficiency of sedimentation tank using FLOW-3D software, Journal of Hydraulic Structures, 9.4; pp. 76-87, 2024. doi.org/10.22055/jhs.2024.44817.1265

55-24 P Sujith Nair, Aniruddha D. Ghare, Ankur Kapoor, An approach to hydraulic design of conical central baffle flumes, Flow Measurement and Instrumentation, 97; 102573, 2024. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2024.102573

54-24 Isabelle Cheff, Julie Taylor, Andrew Mitchell, Kathleen Horita, Darren Shepherd, Steven Rintoul, Rob Millar, Evaluating uncertainty in debris flood modelling for the design of a steep built channel, EGU General Assembly, EGU24-20781, 2024. doi.org/10.5194/egusphere-egu24-20781

53-24 Antonija Harasti, Gordon Gilja, Josip Vuco, Jelena Boban, Manousos Valyrakis, Temporal development of the scour hole next to the riprap sloping structure, EGU General Assembly, EGU24-10349, 2024. doi.org/10.5194/egusphere-egu24-10349

52-24 Gordon Gilja, Antonija Harasti, Dea Delija, Iva Mejašić, Manousos Valyrakis, Change in flow field next to riprap sloping structure caused by variability of scoured bathymetry, EGU General Assembly, EGU24-10417, 2024. doi.org/10.5194/egusphere-egu24-10417

49-24 Mehdi Hamidi, Mehran Sadeqlu, Ali Mahdian Khalili, Investigating the design and arrangement of dual submerged vanes as mitigation countermeasure of bridge pier scour depth using a numerical approach, Ocean Engineering, 299; 117270, 2024. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117270

48-24 Yingying Wang, Mouchao Lv, Wen’e Wang, Ming Meng, Discharge formula and hydraulics of rectangular side weirs in the small channel and field inlet, Water, 16.5; 713, 2024. doi.org/10.3390/w16050713

45-24 José Saldanha Matos, Filipa Ferreira, Lisbon Master Plans and nature-based solutions, Urban Green Spaces – New Perspectives for Urban Resilience, Eds. Cristina M. Monteiro, Cristina Santos, Cristina Matos, Ana Briga Sá. doi.org/10.5772/intechopen.113870

44-24 Muhanad Al-Jubouri, Richard P. Ray, Enhancing pier local scour prediction in the presence of floating debris, Pollack Periodica, 2024. doi.org/10.1556/606.2023.00952

42-24 Huanquan Yang, Jiabao Ma, Xueying Liu, Numerical simulation research on energy dissipation characteristics of fish scale weir, ES3 Web of Conferences, 490; 03005, 2024. doi.org/10.1051/e3sconf/202449003005

39-24 Henry-John Wright, Investigation of novel deflector shapes for uncontrolled spillways, Thesis, Stellenbosch University, 2024.

37-24 Filipe Romão, Ana L. Quaresma, Joana Simão, Francisco J. Bravo-Córdoba, Teresa Viseu, José M. Santos, Francisco J. Sanz-Ronda, António N. Pi, Debating the rules: an experimental approach to assess cyprinid passage performance thresholds in vertical slot fishways, Water, 16.3; 439, 2024. doi.org/10.3390/w16030439

36-24 Berkay Erat, Efe Barbaros, Kerem Taştan, Experimental and numerical investigation on flow and scour upstream of pipe intake structures, Arabian Journal for Science and Engineering, 49; pp. 5973-5987, 2024. doi.org/10.1007/s13369-023-08539-5

31-24 Mahmoud T. Ghonim, Ashraf Jatwary, Magdy H. Mowafy, Martina Zelenakova, Hany F. Abd-Elhamid, H. Omara, Hazem M. Eldeeb, Estimating the peak outflow and maximum erosion rate during the breach of embankment dam, Water, 16.3; 399, 2024. doi.org/10.3390/w16030399

30-24 Deli Qiu, Jiangdong Xu, Hai Lin, Numerical analysis of the overtopping failure of the tailings dam model based on inception similarity optimization, Applied Sciences, 14.3; 990, 2024. doi.org/10.3390/app14030990

29-24 Tino Kostić, Yuanjie Ren, Stephan Theobald, 3D-CFD analysis of bedload transport in channel bifurcations, Journal of Hydroinformatics, 26.2; 480, 2024. doi.org/10.2166/hydro.2024.175

28-24 Chenhao Zhang, Xin Li, Renyu Zhou, Bernard A. Engel, Yubao Wang, Hydraulic characteristics and flow measurement performance of portable primary and subsidiary fish-shaped flumes in U-shaped channels, Flow Measurement and Instrumentation, 96; 102539, 2024. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2024.102539

23-24 Arash Ahmadi, Amir H. Azimi, Effects of ramp slope and discharge on hydraulic performance of submerged hump weirs, Flow Measurement and Instrumentation, 96; 102520, 2024. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2023.102520

20-24 Parisa Mirkhorli, Amir Ghaderi, Forough Alizadeh Sanami, Mirali Mohammadi, Alban Kuriqi, An investigation on hydraulic aspects of rectangular labyrinth pool and weir fishway using FLOW-3D, Arabian Journal for Science and Engineering, 2024. doi.org/10.1007/s13369-023-08537-7

17-24 Veysi Kartal, M. Emin Emiroglu, Numerical simulation of the flow passing through the side weir-gate, Flow Measurement and Instrumentation, 95; 102519, 2024. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2023.102519

16-24 Junqi Chen, Wen Zhang, Chen Cao, Han Yin, Jia Wang, Wankun Li, Yanhao Zheng, The effect of the check dam on the sediment transport and control in debris flow events, Engineering Geology, 329; 107397, 2024. doi.org/10.1016/j.enggeo.2023.107397

15-24 Jingxin Mao, Yijun Wang, Hao Zhang, Xiaofei Jing, Study on the influence of urban water supply pipeline leakage on the scouring failure law of cohesive soil subgrade, Water, 16.1; 93, 2024. doi.org/10.3390/w16010093

13-24 Ramtin Sabeti, Mohammad Heidarzadeh, Alessandro Romano, Gabriel Barajas Ojeda, Javier L. Lara, Three-dimensional simulations of subaerial landslide-generated wave: comparing OpenFOAM and FLOW-3D HYDRO models, Pure and Applied Geophysics, 2024. doi.org/10.1007/s00024-024-03443-x

12-24 Damoon Mohammad Ali Nezhadian, Hossein Hamidifar, Effects of floating debris on flow characteristics around slotted bridge piers: a numerical simulation, Water, 16.1; 90, 2024. doi.org/10.3390/w16010090

10-24 Zhong Gao, Jinpeng Liu, Wen He, Bokai Lu, Manman Wang, Zikai Tang, Study of a tailings dam failure pattern and post-failure effects under flooding conditions, Water, 16.1; 68, 2024. doi.org/10.3390/w16010068

9-24 Yilin Yang, Jinzhao Li, Waner Zou, Benshuang Chen, Numerical investigation of flow and scour around complex bridge piers in wind-wave-current conditions, Journal of Marine Science and Engineering, 12.1; 23, 2024. doi.org/10.3390/jmse12010023

7-24 Penfeng Li, Haixiao Jing, Guodong Li, Generation and prediction of water waves induced by rigid piston-like landslide, Natural Hazards, 120; pp. 2683-2704, 2024. doi.org/10.1007/s11069-023-06300-7

6-24 Jie-yuan Zhang, Xing-Guo Yang, Gang Fan, Hai-bo Li, Jia-wen Zhou, Physical and numerical modeling of a landslide dam breach and flood routing process, Journal of Hydrology, 628; 130552, 2024. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.130552

241-23 Kamyab Habibi, Farinaz Erfani Fard, Seyed Amin Asghari Pari, Investigation of the flow field around bridge piers on a non-eroding bed using FLOW-3D, 22nd Iranian Conference on Hydraulics, 2023.

240-23 Dong Hyun Kim, Su-Hyun Yang, Sung Sik Joo, Seung Oh Lee, Analysis of flow velocity in the channel according to the type of revetments blocks using 3D numerical model, Journal of Korean Society of Disaster and Security, 16.4; pp. 9-18, 2023.

238-23 Mohamed Elberry, Abdelazim Ali, Fahmy Abdelhaleem, Amir Ibrahim, Numerical investigations of stilling basin efficiency downstream radial gates – A case study of New Assuit Barrage, Egypt, Journal of Water and Land Development, 59 (X-XII); pp. 126-134, 2023. doi.org/10.24425/jwld.2023.147237

237-23 Oğuzhan Uluyurt, Numerical investigation of energy dissipation using macro roughness elements in a stilling basin, Thesis, Middle East Technical University, 2023.

236-23 Mohamed Galal Eltarabily, Mohamed Kamel Elshaarawy, Mohamed Elkiki, Tarek Selim, Computational fluid dynamics and artificial neural networks for modelling lined irrigation canals with low-density polyethylene and cement concrete liners, Irrigation and Drainage, 2023. doi.org/10.1002/ird.2911

234-23 Saman Baharvand, Babak Lashkar-Ara, Hydrodynamic and biological assessment of modified meander C-type fishway to pass rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fish species, Scientia Iranica, 2023.

232-23 Chung R. Song, Richard L. Wood, Basil Abualshar, Bashar Al-Nimri, Mark O’Brien, Mitra Nasimi, Erosion resistant rock shoulder, Nebraska Department of Transportation, Final Report SPR-P1(20), 2023.

230-23 Rongzhao Zhang, Wen Xiong, Xiaolong Ma, C.S. Cai, A forensic investigation of progressive bridge collapse under floods and asymmetric scour validated by incident video footages, Structure and Infrastructure Engineering, 2023. doi.org/10.1080/15732479.2023.2290701

229-23 Vivek Sharma Jai, Hydraulic simulation and numerical investigation of the flow in the stepped spillway with the help of FLOW-3D software, International Journal of Innovative Science and Research Technology, 8; 2023. doi.org/10.5281/zenodo.8076943

228-23 Hao Chen, Yang Tang, Jinyuan Li, Faxin Zhu, Xianbin Teng, The influence of impinging distance variable on the effect of submerged jet scour, Journal of Physics: Conference Series, 2660; 012004, 2023. doi.org/10.1088/1742-6596/2660/1/012004

225-23 Kyle Thomson, Towards safer bridges: Overcoming 2D model limitations and reducing flood risks through computational fluid dynamics, IPWEA Annual Conference Gold Coast, 2023.

223-23 Chong-xun Wang, Jia-wen Zhou, Chang-bing Zhang, Yu-xiang Hu, Hao Chen, Hai-bo Li, Failure mechanism analysis and mass movement assessment of a post‑earthquake high slope, Arabian Journal of Geosciences, 16; 683, 2023. doi.org/10.1007/s12517-023-11737-y

222-23 Alaa Ghzayel, Anthony Beaudoin, Sébastien Jarny, Three-dimensional numerical study of a local scour downstream of a submerged sluice gate using two hydro-morphodynamic models, SedFoam and FLOW-3D, Comptes Rendus. Mécanique, 351.G2; pp. 525-550, 2023. doi.org/10.5802/crmeca.223

221-23 Othon José Rocha, Luiz Renato Martini Filho, Caio Gripp Benevente, Letícia Imbuzeiro, Modelagem CFD-3D aplicada ao setor de mineração (3D CFD modeling applied to the mining sector), 34th Seminario Nacional de Grandes Barragens, 2023.

220-23 Gaetano Crispino, David Dorthe, Corrado Gisonni, Michael Pfister, Optimal hydraulic design of supercritical bend manholes, Proceedings of the 40th IAHR World Congress, Eds. Helmut Habersack, Michael Tritthart, Lisa Waldenberger, 2023. doi.org/10.3850/978-90-833476-1-5_iahr40wc-p0090-cd

218-23 Arun Goel, Aditya Thakare, M.K. Verma, M.Z. Qamar, Evaluation of design approaches of desilting basins for hydroelectric projects in Himalayan region, ISH Journal of Hydraulic Engineering, 30.1; pp. 122-131, 2023. doi.org/10.1080/09715010.2023.2283593

215-23 Ahmed Ashour, Emam Salah, Numerical study of energy dissipation in baffled stepped spillway using FLOW-3D, International Journal of Research in Engineering, Science and Management, 6.11; 2023.

214-23 Farshid Mosaddeghi, Mete Koken, Ismail Aydin, Finite volume analysis of dam breaking subjected to earthquake accelerations, Journal of Hydraulic Research, 61.6; pp. 845-865, 2023. doi.org/10.1080/00221686.2023.2259858

213-23 Habib Ahmari, Ashish Bhurtyal, Srinivas Prabakar, Qazi Ashique Mowla, Saman Baharvand, Hassan Alsaud, Laboratory testing of engineered media for biofiltration swales, University of Texas Arlington, Project No. TRN6835 Final Report, 2023.

209-23 Cong Trieu Tran, Cong Ty Trinh, Prediction of the vortex evolution and influence analysis of rough bed in a hydraulic jump with the Omega-Liutex method, Tehnički Vjesnik, 30.6; 2023. doi.org/10.17559/TV-20230206000327

203-23 Muhammad Waqas Zaffar, Ishtiaq Hassan, Zulfiqar Ali, Kaleem Sarwar, Muhammad Hassan, Muhammad Taimoor Mustafa, Faizan Ahmed Waris, Numerical investigation of hydraulic jumps with USBR and wedge-shaped baffle block basins for lower tailwater, AQUA – Water Infrastructure, Ecosystems and Society, 72.11; 2081, 2023. doi.org/10.2166/aqua.2023.261

201-23 E.F.R. Bollaert, Digital cloud-based platform to predict rock scour at high-head dams, Role of Dams and Reservoirs in a Successful Energy Transition, Eds. Robert Boes, Patrice Droz, Raphael Leroy, 2023. doi.org/10.1201/9781003440420

200-23 Iacopo Vona, Oysters’ integration on submerged breakwaters as nature-based solution for coastal protection within estuarine environments, Thesis, University of Maryland, 2023.

198-23 Hao Chen, Xianbin Teng, Zhibin Zhang, Faxin Zhu, Jie Wang, Zhaohao Zhang, Numerical analysis of the influence of the impinging distance on the scouring efficiency of submerged jets, Fluid Dynamics & Materials Processing, 20.2; pp. 429-445, 2023. doi.org/10.32604/fdmp.2023.030585

193-23 Chen Peng, Liuweikai Gu, Qiming Zhong, Numerical simulation of dam failure process based on FLOW-3D, Advances in Frontier Research on Engineering Structures, pp. 545-550, 2023. doi.org/10.3233/ATDE230245

189-23 Rebecca G. Englert, Age J. Vellinga, Matthieu J.B. Cartigny, Michael A. Clare, Joris T. Eggenhuisen, Stephen M. Hubbard, Controls on upstream-migrating bed forms in sandy submarine channels, Geology, 51.12; PP. 1137-1142, 2023. doi.org/10.1130/G51385.1

187-23 J.W. Kim, S.B. Woo, A numerical approach to the treatment of submerged water exchange processes through the sluice gates of a tidal power plant, Renewable Energy, 219.1; 119408, 2023. doi.org/10.1016/j.renene.2023.119408

186-23 Chan Jin Jeong, Hyung Jun Park, Hyung Suk Kim, Seung Oh Lee, Study on fish-friendly flow characteristic in stepped fishway, Proceedings of the Korean Water Resources Association Conference, 2023. (In Korean)

185-23 Jaehwan Yoo, Sedong Jang, Byunghyun Kim, Analysis of coastal city flooding in 2D and 3D considering extreme conditions and climate change, Proceedings of the Korean Water Resources Association Conference, 2023. (In Korean)

180-23 Prathyush Nallamothu, Jonathan Gregory, Jordan Leh, Daniel P. Zielinski, Jesse L. Eickholt, Semi-automated inquiry of fish launch angle and speed for hazard analysis, Fishes, 8.10; 476, 2023. doi.org/10.3390/fishes8100476

179-23 Reza Norouzi, Parisa Ebadzadeh, Veli Sume, Rasoul Daneshfaraz, Upstream vortices of a sluice gate: an experimental and numerical study, AQUA – Water Infrastructure, Ecosystems and Society, 72.10; 1906, 2023. doi.org/10.2166/aqua.2023.269

178-23 Bai Hao Li, How Tion Puay, Muhammad Azfar Bin Hamidi, Influence of spur dike’s angle on sand bar formation in a rectangular channel, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1238; 012027, 2023. doi.org/10.1088/1755-1315/1238/1/012027

177-23 Hao Zhe Khor, How Tion Puay, Influence of gate lip angle on downpull forces for vertical lift gates, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1238; 012019, 2023. doi.org/10.1088/1755-1315/1238/1/012019

175-23 Juan Francisco Macián-Pérez, Rafael García-Bartual, P. Amparo López-Jiménez, Francisco José Vallés-Morán, Numerical modeling of hydraulic jumps at negative steps to improve energy dissipation in stilling basins, Applied Water Science, 13.203; 2023. doi.org/10.1007/s13201-023-01985-4

174-23 Ahintha Kandamby, Dusty Myers, Narrows bypass chute CFD analysis, Dam Safety, 2023.

173-23 H. Jalili, R.C. Mahon, M.F. Martinez, J.W. Nicklow, Sediment sluicing from the reservoirs with high efficiency, SEDHYD, 2023.

170-23 Ramith Fernando, Gangfu Zhang, Beyond 2D: Unravelling bridge hydraulics with CFD modelling, 24th Queensland Water Symposium, 2023.

169-23 K. Licht, G. Lončar, H. Posavčić, I. Halkijević, Short-time numerical simulation of ultrasonically assisted electrochemical removal of strontium from water, 18th International Conference on Environmental Science and Technology (CEST), 2023.

166-23 Ebrahim Hamid Hussein Al-Qadami, Mohd Adib Mohammad Razi, Wawan Septiawan Damanik, Zahiraniza Mustaffa, Eduardo Martinez-Gomariz, Fang Yenn Teo, Anwar Ameen Hezam Saeed, Understanding the stability of passenger vehicles exposed to water flows through 3D CFD modelling, Sustainability, 15.17; 13262, 2023. doi.org/10.3390/su151713262

165-23 Ebrahim Hamid Hussein Al-Qadami, Mohd Adib Mohammad Razi, Wawan Septiawan Damanik, Zahiraniza Mustaffa, Eduardo Martinez-Gomariz, Fang Yenn Teo, Anwar Ameen Hezam Saeed, 3-dimensional numerical study on the critical orientation of the flooded passenger vehicles, Engineering Letters, 31.3; 2023.

159-23 Ruosi Zha, Weiwen Zhao, Decheng Wan, Numerical study of wave-ice floe interactions and overwash by a meshfree particle method, Ocean Engineering, 286.2; 115681, 2023. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.115681

157-23 Hamidreza Abbaszadeh, Kiyoumars Roushangar, Zahra Salahpour, Theoretical and numerical investigation of the sluice and radial gates discharge coefficient in the conditions of sill application, Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 2023.

155-23 Ting Zhang, Qunwei Dai, Dejun An, R. Agustin Mors, Qiongfang Li, Ricardo A. Astini, Jingwen He, Jie Cui, Ruiyang Jiang, Faqin Dong, Zheng Dang, Effective mechanisms in the formation of pool-rimstone dams in continental carbonate systems: The case study of Huanglong, China, Sedimentary Geology, 455; 106486, 2023. doi.org/10.1016/j.sedgeo.2023.106486

153-23 Jyh-Haw Tang, Aisyah Puspasari, Numerical simulation of scouring around four cylindrical piles with different inclination angles arrangements, Proceedings of the 4th International Conference on Advanced Engineering and Technology (ICATECH), 1; pp. 139-145, 2023. doi.org/10.5220/0012115500003680

152-23 Yasser El-Saie, Osama Saleh, Marihan El-Sayed, Abdelazim Ali, Eslam El-Tohamy, Yasser Mohamed Sadek, Dissipation of water energy by using a special stilling basin via three-dimensional numerical model, The Open Civil Engineering Journal, 17; 2023.

150-23 Shelby J. Koldewyn, Using computational fluid dynamics for predicting hydraulic performance of arced labyrinth weirs, Thesis, Utah State University, 2023.

146-23 Lav Kumar Gupta, Manish Pandey, P. Anand Raj, Numerical modeling of scour and erosion processes around spur dike, CLEAN Soil Air Water, 2023. doi.org/10.1002/clen.202300135

145-23 Nariman Mehranfar, Morteza Kolahdoozan, Shervin Faghihirad, Development of multiphase solver for the modeling of turbidity currents (the case study of Dez Dam), International Journal of Multiphase Flow, 168; 104586, 2023. doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2023.104586

143-23 Fei Ma, Lei You, Jin Liu, Estimation in jet deflection angle of deflector on the chutes, ISH Journal of Hydraulic Engineering, 2023. doi.org/10.1080/09715010.2023.2241416

142-23 Ali Emre Ulu, M. Cihan Aydin, Fevzi Önen, Energy dissipation potentials of grouped spur dikes in an open channel, Water Resources Management, 37; pp. 4491-4506, 2023. doi.org/10.1007/s11269-023-03571-4

141-23 Haofei Feng, Shengtao Du, David Z. Zhu, Numerical study of effects of flushing gate height and sediment bed properties on cleaning efficiency in a simplified self-cleaning device, Water Science & Technology, 88.3; pp. 542-555, 2023. doi.org/10.2166/wst.2023.245

140-23 Brian Fox, 3D CFD modeling with FLOW-3D HYDRO, Proceedings, SEDHYD, 2023.

139-23 Masoumeh (Negar) Ghahramani, Improved empirical and numerical predictive modelling of potential tailings dam breaches and their downstream impacts, Thesis, The University of British Columbia, 2023.

138-23 Rui-Tao Yin, Bing Zhu, Shuai-Wei Yuan, Jun-Nan Li, Zhen-Yu Yang, Zhi-Ying Yang, Dynamic analyses of long-span cable-stayed and suspension cooperative system bridge under combined actions of wind and regular wave loads, Applied Ocean Research, 138; 103683, 2023. doi.org/10.1016/j.apor.2023.103683

137-23 Xuefeng Chen, Shikang Liu, Yuanming Wang, Yuetong Hao, Kefeng Li, Hongtao Wang, Ruifeng Liang, Restoration of a fish-attracting flow field downstream of a dam based on the swimming ability of endemic fishes: A case study in the upper Yangtze River basin, Journal of Environmental Management, 345; 118694, 2023. doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.118694

135-23 Nelson Cely Calixto, Melquisedec Cortés Zambrano, Alberto Galvis Castaño, Gustavo Carrillo Soto, Analysis of a three-dimensional numerical modeling approach for predicting scour processes in longitudinal walls of granular bedding rivers, EUREKA: Physics and Engineering, 4; 2023. doi.org/10.21303/2461-4262.2023.002682

134-23 Tarek Selim, Abdelrahman Kamal Hamed, Mohamed Elkiki, Mohamed Galal Eltarabily, Numerical investigation of flow characteristics and energy dissipation over piano key and trapezoidal labyrinth weirs under free-flow conditions, Modeling Earth Systems and Environment, 2023. doi.org/10.1007/s40808-023-01844-w

132-23 Gang Lei, Hongbao Huang, Xiongan Fan, Junan Su, Qingxiang Wang, Xiaoliang Wang, Kai Peng, Jianmin Zhang, Influence of the transition section shape on the cavitation characteristics of the bottom outlet, Water Supply, 23.8; pp. 3061-3077, 2023. doi.org/10.2166/ws.2023.181

129-23 Rasoul Daneshfaraz, Reza Norouzi, John Patrick Abraham, Parisa Ebadzadeh, Behnaz Akhondi, Maryam Abar, Determination of flow characteristics over sharp-crested triangular plan form weirs using numerical simulation, Water Science, 37.1; 2023. doi.org/10.1080/23570008.2023.2236384

124-23 Imad Habeeb Obead, Ahmed Rahim Sahib, Mathematical models for simulating the hydraulic behavior of flow deflectors: laboratory and CFD-based study, Innovative Infrastructure Solutions, 8; 213, 2023. doi.org/10.1007/s41062-023-01170-1

120-23 Kwang-Su Kim, Jong-Song Jo, Improving the power output estimation for a tidal power plant: a case study, Energy, 2023. doi.org/10.1680/jener.23.00007

119-23 Hanif Pourshahbaz, Tadros Ghobrial, Ahmad Shakibaeinia, Evaluating a CFD model for three-dimensional simulation of ice structure interaction, CGU HS Committee on River Ice Processes and the Environment (CRIPE), 22nd Workshop on the Hydraulics of Ice-Covered Rivers, 2023.

118-23 Sruthi T. Kalathil, Venu Chandra, Experimental and numerical investigation on the hydraulic design criteria for a step-pool nature-like fishway, Progress in Physical Geography: Earth and Environment, 2023. doi.org/10.1177/03091333231187619

117-23 Lav Kumar Gupta, Manish Pandey, P. Anand Raj, Numerical simulation of local scour around the pier with and without airfoil collar (AFC) using FLOW-3D, Environmental Fluid Mechanics, 2023. doi.org/10.1007/s10652-023-09932-2

116-23 Paolo Peruzzo, Matteo Cappozzo, Nicola Durighetto, Gianluca Botter, Local processes with a global impact: unraveling the dynamics of gas evasion in a step-and-pool configuration, Biogeosciences, 20; pp. 3261-3271, 2023. doi.org/10.5194/bg-20-3261-2023

114-23 Muhammad Waqas Zaffar, Ishtiaq Hassan, Numerical investigation of hydraulic jump for different stilling basins using FLOW-3D, AQUA – Water Infrastructure, Ecosystems and Society, 72.7; pp. 1320-1343, 2023. doi.org/10.2166/aqua.2023.290

112-23 J. Chandrashekhar Iyer, E.J. James, Indispensability of model studies in the design of settling basins of hydropower projects in river basins with high sediment yield, Fluid Mechanics and Hydraulics, pp. 367-381, 2023. doi.org/10.1007/978-981-19-9151-6_30

110-23 Ehsan Afaridegan, Nosratollah Amanian, Abbas Parsaie, Amin Gharehbaghi, Hydraulic investigation of modified semi-cylindrical weirs, Flow Measurement and Instrumentation, 93; 102405, 2023. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2023.102405

103-23 Jin Yang, Weqiang Su, Binhua Li, Calculation of natural alluvial separation of sandy tailings slurry based on FLOW-3D, Mechanics in Engineering, 45.3; pp. 559-564, 2023.

101-23 Tutku Ezgi Yönter, Modeling of river flow and flow dynamics near junctions, Thesis, Middle East Technical University, 2023.

99-23 Mohammad Sadeghpour, Mohammad Vaghefi, Seyed Hamed Meraji, Artificial roughness dimensions and their influence on bed topography variations downstream of a culvert: An experimental study, Water Resources Management, 37; pp. 4143-4157, 2023. doi.org/10.1007/s11269-023-03543-8

98-23 M. Aksel, Numerical analysis of the flow structure around inclined solid cylinder and its effect on bed shear stress distribution, Journal of Applied Fluid Mechanics, 16.8; pp. 1627-1639, 2023. doi.org/10.47176/jafm.16.08.1697

96-23 Waqed H. Hassan, Nidaa Ali Shabat, Numerical investigation of the optimum angle for open channel junction, Civil Engineering Journal, 9.5; 2023. doi.org/10.28991/CEJ-2023-09-05-07

94-23 Emad Khanahmadi, Amir Ahmad Dehghani, Seyed Nasrollah Alenabi, Navid Dehghani, Edward Barry, Hydraulic of curved type-B piano key weirs characteristics under free flow conditions, Modeling Earth Systems and Environment, 2023. doi.org/10.1007/s40808-023-01790-7

93-23 Laura-Louise Alicke, Improved priming of a siphon spillway with the use of a flexible membrane researched through numerical modeling, Thesis, Idaho State University, 2023.

91-23 Wahidullah Hakim Safi, Pranab K. Mohapatra, Flow past: An artificial channel confluence with mobile bed, World Environmental and Water Resources Congress, 2023. doi.org/10.1061/9780784484852.023

86-23 Ghasem Aghashirmohammadi, Mohammad Heidarnejad, Mohammad Hossein Purmohammadi, Alireza Masjedi, Experimental and numerical study the effect of flow splitters on trapezoidal and triangular labyrinth weirs, Water Science, 37.1; 2023. doi.org/10.1080/23570008.2023.2210391

84-23 Nikolaos Xafoulis, Evangelia Farsirotou, Spyridon Kotsopoulos, Three-dimensional computational flow dynamics analysis of free-surface flow in a converging channel, Energy Systems, 2023. doi.org/10.1007/s12667-023-00575-2

83-23 Navid Zarrabi, Mohammad Navid Moghim, Mohammad Reza Eftakhar, A semi-analytical study of fiber reinforced concrete abrasion-erosion through water-borne sand-jet flow in hydraulic structures, Tribology International, 185; 108568, 2023. doi.org/10.1016/j.triboint.2023.108568

82-23 Somayyeh Saffar, Abbas Safaei, Farnoush Aghaee Daneshvar, Mohsen Solimani Babarsad, FLOW-3D numerical modeling of converged side weir, Iranian Journal of Science and Technology: Transactions of Civil Engineering, 2023. doi.org/10.1007/s40996-023-01077-y

79-23 Wangshu Wei, Optimization of the mixing in a produced water storage tank using CFD, World Environmental and Water Resources Congress, Eds. Sajjad Ahmad, Regan Murray, 2023. doi.org/10.1061/9780784484852

77-23 Paolo Peruzzo, Matteo Cappozzo, Nicola Durighetto, Gianluca Botter, Local processes with global impact: unraveling the dynamics of gas evasion in a step-and-pool configuration, Biogeosciences, 2023. doi.org/10.5194/bg-2023-68

74-23 Kaywan Othman Ahmed, Nazim Nariman, Dara Muhammad Hawez, Ozgur Kisi, Ata Amini, Predicting and optimizing the influenced parameters for culvert outlet scouring utilizing coupled FLOW 3D-surrogate modeling, Iranian Journal of Science and Technology: Transactions of Civil Engineering, 47; pp. 1763-1776, 2023. doi.org/10.1007/s40996-023-01096-9

73-23 Ashkan Pilbala, Mahmood Shafai Bejestan, Seyed Mohsen Sajjadi, Luigi Fraccarollo, Investigation of the different models of elliptical-Lopac gate performance under submerged flow conditions, Water Resources Management, 2023. doi.org/10.1007/s11269-023-03512-1

69-23 Chonoor Abdi Chooplou, Masoud Ghodsian, Davoud Abediakbar, Aram Ghafouri, An experimental and numerical study on the flow field and scour downstream of rectangular piano key weirs with crest indentations, Innovative Infrastructure Solutions, 8; 140, 2023. doi.org/10.1007/s41062-023-01108-7

68-23 Mahmood Shafai Bajestan, Mostafa Adineh, Hesam Ghodousi, Numerical modeling of sediment washing (flushing) in dams (Case study of Sefidrood dam), Journal of Irrigation Sciences and Engineering, 2023.

65-23 Charles R. Ortloff, CFD investigations of water supply and distribution systems of ancient old and new world archaeological sites to recover ancient water engineering technologies, Water, 15.7; 1363, 2023. doi.org/10.3390/w15071363

63-23 Rasoul Daneshfaraz, Reza Norouzi, Parisa Ebadzadeh, Alban Kuriqi, Effect of geometric shapes of chimney weir on discharge coefficient, Journal of Applied Water Engineering and Research, 2023. doi.org/10.1080/23249676.2023.2192977

59-23 Hongbo Mi, Chuan Wang, Xuanwen Jia, Bo Hu, Hongliang Wang, Hui Wang, Yong Zhu, Hydraulic characteristics of continuous submerged jet impinging on a wall by using numerical simulation and PIV experiment, Sustainability, 15.6; 5159, 2023. doi.org/10.3390/su15065159

58-23 O.P. Maurya, K.K. Nandi, S. Modalavalasa, S. Dutta, Flow hydrodynamics influences due to flood plain sand mining in a meandering channel, Sustainable Environment (NERC 2022), Eds. D. Deka, S.K. Majumder, M.K., Purkait, 2023. doi.org/10.1007/978-981-19-8464-8_16

57-23 Harshvardhan Harshvardhan, Deo Raj Kaushal, CFD modelling of local scour and flow field around isolated and in-line bridge piers using FLOW-3D, EGU General Assembly, EGU23-3820, 2023. doi.org/10.5194/egusphere-egu23-3820

54-23 Reza Nematzadeh, Gholam-Abbas Barani, Ehsan Fadaei-Kermani, Numerical investigation of bed-load changes on sediment flushing cavity, Journal of Hydraulic Structures, 4; 2023. doi.org/10.22055/jhs.2023.42542.1237

53-23 Rasoul Daneshfaraz, Reza Norouzi, Parisa Ebadzadeh, Alban Kuriqi, Influence of sill integration in labyrinth sluice gate hydraulic performance, Innovative Infrastructure Solutions, 8.118; 2023. doi.org/10.1007/s41062-023-01083-z

52-23 Shu Jiang, Yutong Hua, Mengxing He, Ying-Tien Lin, Biyun Sheng, Effect of a circular cylinder on hydrodynamic characteristics over a strongly curved channel, Sustainability, 15.6; 4890, 2023. doi.org/10.3390/su15064890

51-23 Ehsan Aminvash, Kiyoumars Roushangar, Numerical investigation of the effect of the frontal slope of simple and blocky stepped spillway with sem-circular crest on its hydraulic parameters, Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 17.1; pp. 102-116, 2023.

50-23 Shizhuang Chen, Anchi Shi, Weiya Xu, Long Yan, Huanling Wang, Lei Tian, Wei-Chau Xie, Numerical investigation of landslide-induced waves: a case study of Wangjiashan landslide in Baihetan Reservoir, China, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 82.110; 2023. doi.org/10.1007/s10064-023-03148-w

49-23 Jiří Procházka, Modelling flow distribution in inlet galleries, VTEI, 1; 2023. doi.org/10.46555/VTEI.2022.11.002

47-23 M. Cihan Aydin, Ali Emre Ulu, Numerical investigation of labyrinth‑shaft spillway, Applied Water Science, 13.89; 2023. doi.org/10.1007/s13201-023-01896-4

46-23 Guangwei Lu, Jinxin Liu, Zhixian Cao, Youwei Li, Xueting Lei, Ying Li, A computational study of 3D flow structure in two consecutive bends subject to the influence of tributary inflow in the middle Yangtze River, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 17.1; 2183901, 2023. doi.org/10.1080/19942060.2023.2183901

44-23 Xun Huang, Zhijian Zhang, Guoping Xiang, Sensitivity analysis of a built environment exposed to the synthetic monophasic viscous debris flow impacts with 3-D numerical simulations, Natural Hazards and Earth Systems Sciences, 23; pp. 871-889, 2023. doi.org/10.5194/nhess-23-871-2023

43-23 Yisheng Zhang, Jiangfei Wang, Qi Zhou, Haisong Li, Wei Tang, Investigation of the reduction of sediment deposition and river flow resistance around dimpled surface piers, Environmental Science and Pollution Research, 2023. doi.org/10.1007/s11356-023-26034-0

41-23 Nejib Hassen Abdullahi, Zulfequar Ahmad, Experimental and CFD studies on the flow field and bed morphology in the vicinity of a sediment mining pit, EGU General Assembly, 2023. doi.org/10.5194/egusphere-egu23-446

40-23 Seonghyeon Ju, Jongchan Yi, Junho Lee, Jiyoon Kim, Chaehwi Lim, Jihoon Lee, Kyungtae Kim, Yeojoon Yoon, High-efficiency microplastic sampling device improved using CFD analysis, Sustainability, 15.5; 3907, 2023. doi.org/10.3390/su15053907

37-23 Muhammad Waqas Zaffar, Ishtiaq Hassan, Hydraulic investigation of stilling basins of the barrage before and after remodelling using FLOW-3D, Water Supply, 23.2; pp. 796-820, 2023. doi.org/10.2166/ws.2023.032

35-23 Mehmet Cihan, Ali Emre Ulu, Developing and testing a novel pressure-controlled hydraulic profile for siphon-shaft spillways, Flow Measurement and Instrumentation, 90; 102332, 2023. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2023.102332

28-23 Yuhan Li, Deshen Chen, Yan Zhang, Hongliang Qian, Jiangyang Pan, Yinghan Huang, Boo Cheong Khoo, Thermal structure and hydrodynamic analysis for a new type of flexible temperature-control curtain, Journal of Hydrology, 618; 129170, 2023. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.129170

22-23 Rong Lu, Wei Jiang, Jingjing Xiao, Dongdong Yuan, Yupeng Li, Yukai Hou, Congcong Liu, Evaluation of moisture migration characteristics of permeable asphalt pavement: Field research, Journal of Environmental Management, 330; 117176, 2023. doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.117176

18-23 Thu Hien-T. Le, Van Chien Nguyen, Cong Phuc Dang, Thanh Thin-T. Nguyen, Bach Quynh-T. Pham, Ngoc Thoa Le, Numerical assessment on hydraulic safety of existing conveyance structures, Modeling Earth Systems and Environment, 2023. doi.org/10.1007/s40808-022-01685-z

17-23 Meysam Nouri, Parveen Sihag, Ozgur Kisi, Mohammad Hemmati, Shamsuddin Shahid, Rana Muhammad Adnan, Prediction of the discharge coefficient in compound broad-crested weir gate by supervised data mining techniques, Sustainability, 15.1; 433, 2023. doi.org/10.3390/su15010433

16-23 Mohammad Bananmah, Mohammad Reza Nikoo, Mehrdad Ghorbani Mooselu, Amir H. Gandomi, Optimum design of the chute-flip bucket system using evolutionary algorithms considering conflicts between decision-makers, Expert Systems with Applications, 216; 119480, 2023. doi.org/10.1016/j.eswa.2022.119480

13-23 Xiaoyu Yi, Wenkai Feng, Botao Li, Baoguo Yin, Xiujun Dong, Chunlei Xin, Mingtang Wu, Deformation characteristics, mechanisms, and potential impulse wave assessment of the Wulipo landslide in the Baihetan reservoir region, China, Landslides, 20; pp. 615-628, 2023. doi.org/10.1007/s10346-022-02010-6

11-23 Şebnem Elçi, Oğuz Hazar, Nisa Bahadıroğlu, Derya Karakaya, Aslı Bor, Destratification of thermally stratified water columns by air diffusers, Journal of Hydro-environment Research, 46; pp. 44-59, 2023. doi.org/10.1016/j.jher.2022.12.001

7-23 Shikang Liu, Yuxiang Jian, Pengcheng Li, Ruifeng Liang, Xuefeng Chen, Yunong Qin, Yuanming Wang, Kefeng Li, Optimization schemes to significantly improve the upstream migration of fish: A case study in the lower Yangtze River basin, Ecological Engineering, 186; 106838, 2023. doi.org/10.1016/j.ecoleng.2022.106838

6-23 Maryam Shahabi, Javad Ahadiyan, Mehdi Ghomeshi, Marjan Narimousa, Christos Katopodis, Numerical study of the effect of a V-shaped weir on turbulence characteristics and velocity in V-weir fishways, River Research and Applications, 2023. doi.org/10.1002/rra.4064

5-23 Muhammad Nur Aiman Bin Roslan, Hee Min Teh, Faris Ali Hamood Al-Towayti, Numerical simulations of wave diffraction around a low-crested semicircular breakwater, Proceedings of the 5th International Conference on Water Resources (ICWR), Lecture Notes in Civil Engineering, 293.1; pp. 421-433, 2023. doi.org/10.1007/978-981-19-5947-9_34

4-23 V.K. Krishnasamy, M.H. Jamal, M.R. Haniffah, Modelling of wave runup and overtopping over Accropode II breakwater, Proceedings of the 5th International Conference on Water Resources (ICWR), Lecture Notes in Civil Engineering, 293.1; pp. 435-444, 2023. doi.org/10.1007/978-981-19-5947-9_35

3-23 Anas S. Ghamam, Mohammed A. Abohatem, Mohd Ridza Bin Mohd Haniffah, Ilya K. Othman, The relationship between flow and pressure head of partially submerged orifice through CFD modelling using Flow-3D, Proceedings of the 5th International Conference on Water Resources (ICWR), Lecture Notes in Civil Engineering, 293.1; pp. 235-250, 2023. doi.org/10.1007/978-981-19-5947-9_20

2-23 M.Y. Zainab, A.L.S. Zebedee, A.W. Ahmad Khairi, I. Zulhilmi, A. Shahabuddin, Modelling of an embankment failure using Flow-3D, Proceedings of the 5th International Conference on Water Resources (ICWR), Lecture Notes in Civil Engineering, 293.1; pp. 273-282, 2023. doi.org/10.1007/978-981-19-5947-9_23

1-23 Gaetano Crispino, David Dorthe, Corrado Gisonni, Michael Pfister, Hydraulic capacity of bend manholes for supercritical flow, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 149.2; 2022. doi.org/10.1061/JIDEDH.IRENG-10014

178-22 Greg Collecutt, Urs Baeumer, Shuang Gao, Bill Syme, Bridge deck afflux modelling — benchmarking of CFD and SWE codes to real-world data, Hydrology & Water Resources Symposium, 2022.

177-22 Kyle Thomson, Mitchell Redenbach, Understanding cone fishway flow regimes with CFD, Hydrology & Water Resources Symposium, 2022.

176-22 Kyle Thomson, Practical application of CFD for fish passage design, Hydrology & Water Resources Symposium, 2022.

173-22 Melquisedec Cortés Zambrano, Helmer Edgardo Monroy González, Wilson Enrique Amaya Tequia, Three-dimensional numerical evaluation of hydraulic efficiency and discharge coefficient in grate inlets, Environmental Research, Engineering and Management, 78.4; 2022. doi.org/10.5755/j01.erem.78.4.31243

168-22 Mohammad Javadi Rad, Pedram Eshaghieh Firoozbadi, Fatemeh Rostami, Numerical investigation of the effect dimensions of rectangular sedimentation tanks on its hydraulic efficiency using Flow-3D Software, Acta Technica Jaurinensis, 15.4; 2022. doi.org/10.14513/actatechjaur.00672

165-22 Saman Mostafazadeh-Fard, Zohrab Samani, Dissipating culvert end design for erosion control using CFD platform FLOW-3D numerical simulation modeling, Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice, 14.1; 2022. doi.org/10.1061/JPSEA2.PSENG-1373

164-22 Mohammad Ahmadi, Alban Kuriqi, Hossein Mohammad Nezhad, Amir Ghaderi, Mirali Mohammadi, Innovative configuration of vertical slot fishway to enhance fish swimming conditions, Journal of Hydrodynamics, 34; pp. 917-933, 2022. doi.org/10.1007/s42241-022-0071-y

160-22 Serife Yurdagul Kumcu, Kamil Ispir, Experimental and numerical modeling of various energy dissipator designs in chute channels, Applied Water Science, 12; 266, 2022. doi.org/10.1007/s13201-022-01792-3

154-22 Usama Majeed, Najam us Saqib, Muhammad Akbar, Numerical analysis of energy dissipator options using computational fluid dynamics modeling — a case study of Mirani Dam, Arabian Journal of Geosciences, 15; 1614, 2022. doi.org/10.1007/s12517-022-10888-8

151-22 Meibao Chen, Xiaofei Jing, Xiaohua Liu, Xuewei Huang, Wen Nie, Multiscale investigations of overtopping erosion in reinforced tailings dam induced by mud-water mixture overflow, Geofluids, 7209176, 2022. doi.org/10.1155/2022/7209176

150-22 Daniel Damov, Francis Lepage, Michel Tremblay, Arian Cueto Bergner, Marc Villaneuve, Frank Scarcelli, Gord McPhail, Calabogie GS redevelopment—Capacity upgrade and hydraulic design, CDA Annual Conference, Proceedings, 2022.

147-22 Hien T.T. Le, Chien Van Nguyen, Duc-Hau Le, Numerical study of sediment scour at meander flume outlet of boxed culvert diversion work, PLoS One, 17.9; e0275347, 2022. doi.org/10.1371/journal.pone.0275347

140-22 Jackson Tellez-Alvarez, Manuel Gómez, Beniamino Russo, Numerical simulation of the hydraulic behavior of stepped stairs in a metro station, Advances in Hydroinformatics, Eds. P. Gourbesville, G. Caignaert, pp. 1001-1009, 2022. doi.org/10.1007/978-981-19-1600-7_62

139-22 Juan Yu, Keyao Liu, Anbin Li, Mingfei Yang, Xiaodong Gao, Xining Zhao, Yaohui Cai, The effect of plug height and inflow rate on water flow characteristics in furrow irrigation, Agronomy, 12; 2225, 2022. doi.org/10.3390/agronomy12092225

138-22 Nejib Hassen Abdullahi, Zulfequar Ahmad, Flow and morphological characteristics in mining pits of a river through numerical and experimental modeling, Modeling Earth Systems and Environment, 2022. doi.org/10.1007/s40808-022-01530-3

137-22 Romain N.H.M. Van Mol, Christian Mörtl, Azin Amini, Sofia Siachou, Anton Schleiss, Giovanni De Cesare, Plunge pool scour and bank erosion: assessment of protection measures for Ilarion dam by physical and numerical modelling, HYDRO 2022, Proceedings, 27.02, 2022.

136-22 Yong Cheng, Yude Song, Chunye Liu, Wene Wang, Xiaotao Hu, Numerical simulation research on the diversion characteristics of a trapezoidal channel, Water, 14.17; 2706, 2022. doi.org/10.3390/w14172706

135-22 Zegao Yin, Yao Li, Jiahao Li, Zihan Zheng, Zihan Ni, Fuxiang Zheng, Experimental and numerical study on hydrodynamic characteristics of a breakwater with inclined perforated slots under regular waves, Ocean Engineering, 264; 112190, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112190

133-22 Azin Amini, Martin Wickenhauser, Azad Koliji, Three-dimensional numerical modelling of Al-Salam storm water pumping station in Saudi Arabia, 39th IAHR World Congress, 2022. doi.org/10.3850/IAHR-39WC2521716X20221013

131-22 Alireza Koshkonesh, Mohammad Daliri, Khuram Riaz, Fariba Ahmadi Dehrashid, Farhad Bahmanpouri, Silvia Di Francesco, Dam-break flow dynamics over a stepped channel with vegetation, Journal of Hydrology, 613.A; 128395, 2022. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.128395

129-22 Leona Repnik, Samuel Vorlet, Mona Seyfeddine, Asin Amini, Romain Dubuis, Giovanni De Cesare, Pierre Bourqui, Pierre-Adil Abdelmoula, Underground flow section modification below the new M3 Flon Metro station in Lausanne, Advances in Hydroinformatics, Eds. P. Gourbesville, G. Caignaert, pp. 979-999, 2022. doi.org/10.1007/978-981-19-1600-7_61

127-22 Qin Panpan, Huang Bolin, Li Bin, Chen Xiaoting, Jiang Xiannian, Hazard analysis of landslide blocking a river in Guang’an Village, Wuxi County, Chongqing, China, Landslides, 2022. doi.org/10.1007/s10346-022-01943-2

124-22 Vaishali P. Gadhe, S.R. Patnaik, M.R. Bhajantri, V.V. Bhosekar, Physical and numerical modeling of flow pattern near upstream guide wall of Jigaon Dam spillway, Maharashtra, River and Coastal Engineering, Water Science and Technology Library 117; pp. 237-247, 2022. doi.org/10.1007/978-3-031-05057-2_21

123-22 M.Z. Qamar, M.K. Verma, A.P. Meshram, Neena Isaac, Numerical simulation of desilting chamber using Flow 3D, River and Coastal Engineering, Water Science and Technology Library 117; pp. 177-186, 2022. doi.org/10.1007/978-3-031-05057-2_16

122-22 Abbas Parsaie, Saleh Jaafer Suleiman Shareef, Amir Hamzeh Haghiabi, Raad Hoobi Irzooki, Rasul M. Khalaf, Numerical simulation of flow on circular crested stepped spillway, Applied Water Science, 12; 215, 2022. doi.org/10.1007/s13201-022-01737-w

121-22 Kazuki Kikuchi, Hajime Naruse, Morphological function of trace fossil Paleodictyon: An approach from fluid simulation, Paleontological Research, 26.4; pp. 378-389, 2022. doi.org/10.2517/PR210001

120-22 Najam us Saqib, Muhammad Akbar, Huali Pan, Guoqiang Ou, Numerical investigation of pressure profiles and energy dissipation across the stepped spillway having curved treads using FLOW 3D, Arabian Journal of Geosciences, 15; 1363, 2022. doi.org/10.1007/s12517-022-10505-8

116-22 Ayşegül Özgenç Aksoy, Mustafa Doğan, Semire Oğuzhan Güven, Görkem Tanır, Mehmet Şükrü Güney, Experimental and numerical investigation of the flood waves due to partial dam break, Iranian Journal of Science and Technology: Transactions of Civil Engineering, 2022. doi.org/10.1007/s40996-022-00919-5

115-22 Abdol Mahdi Behroozi, Mohammad Vaghefi, Experimental and numerical study of the effect of zigzag crests with various geometries on the performance of A-type piano key weirs, Water Resources Management, 2022. doi.org/10.1007/s11269-022-03261-7

114-22 Xun Huang, Zhijian Zhang, Guoping Xiang, Sensitivity analysis of a built environment exposed to debris flow impacts with 3-D numerical simulations, Natural Hazards and Earth Systems Sciences, 2022. doi.org/10.5194/nhess-2022-173

113-22 Ahmad Ferdowsi, Mahdi Valikhan-Anaraki, Saeed Farzin, Sayed-Farhad Mousavi, A new combination approach for optimal design of sedimentation tanks based on hydrodynamic simulation model and machine learning algorithms, Physics and Chemistry of the Earth, 103201, 2022. doi.org/10.1016/j.pce.2022.103201

103-22 Wangshu Wei, Optimization of the mixing in produced water (PW) retention tank with computational fluid dynamics (CFD) modeling, Produced Water Society Permian Basin, 2022.

100-22 Michael Rasmussen, Using computational fluid dynamics to predict flow through the West Crack Breach of the Great Salt Lake railroad causeway, Thesis, Utah State University, 2022.

99-22 Emad Khanahmadi, Amir Ahmad Dehghani, Mehdi Meftah Halaghi, Esmaeil Kordi, Farhad Bahmanpouri, Investigating the characteristic of hydraulic T-jump on rough bed based on experimental and numerical modeling, Modeling Earth Systems and Environment, 2022. doi.org/10.1007/s40808-022-01434-2

97-22 Andrea Franco, A multidisciplinary approach for landslide-generated impulse wave assessment in natural mountain basins from a cascade analysis perspective, Thesis, University of Innsbruck, 2022.

96-22 Geng Li, Binbin Wang, Simulation of the flow field and scour evolution by turbulent wall jets under a sluice gate, Journal of Hydro-environment Research, 43; pp. 22-32, 2022. doi.org/10.1016/j.jher.2022.06.002

95-22 Philippe April LeQuéré, Ioan Nistor, Abdolmajid Mohammadian, Stefan Schimmels, Hydrodynamics and associated scour around a free-standing structure due to turbulent bores, Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, 148.5; 2022.

94-22 Ramtin Sobhkhiz Foumani, Alireza Mardookhpour, Numerical simulation of geotechnical effects on local scour in inclined pier group with Flow-3D software, Water Resources Engineering Journal, 15.52; 2022. doi.org/10.30495/wej.2021.20404.2114

92-22 Geng Li, Binbin Wang, Caroline M. Elliott, Bruce C.Call, Duane C. Chapman, Robert B. Jacobson, A three-dimensional Lagrangian particle tracking model for predicting transport of eggs of rheophilic-spawning carps in turbulent rivers, Ecological Modelling, 470; 110035, 2022. doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2022.110035

91-22 Ebrahim Hamid Hussein Al-Qadami, Zahiraniza Mustaffa, Mohamed Ezzat Al-Atroush, Eduardo Martinez-Gomariz, Fang Yenn Teo, Yasser El-Husseini, A numerical approach to understand the responses of passenger vehicles moving through floodwaters, Journal of Flood Risk Management, 2022. doi.org/10.1111/jfr3.12828

90-22 Jafar Chabokpour, Hazi Md Azamathulla, Numerical simulation of pollution transport and hydrodynamic characteristics through the river confluence using FLOW 3D, Water Supply, 2022. doi.org/10.2166/ws.2022.237

88-22 Michael Rasmussen, Som Dutta, Bethany T. Neilson, Brian Mark Crookston, CFD model of the density-driven bidirectional flows through the West Crack Breach in the Great Salt Lake causeway, Water, 13.17; 2423, 2022. doi.org/10.3390/w13172423

84-22 M. Sobhi Alasta, Ahmed Shakir Ali Ali, Saman Ebrahimi, Muhammad Masood Ashiq, Abubaker Sami Dheyab, Adnan AlMasri, Anass Alqatanani, Mahdis Khorram, Modeling of local scour depth around bridge pier using FLOW 3D, CPRASE: Transactions of Civil and Environmental Engineering, 8.2; 2781, 2022.

83-22 Mostafa Taherian, Seyed Ahmad Reza Saeidi Hosseini, Abdolmajid Mohammadian, Overview of outfall discharge modeling with a focus on turbulence modeling approaches, Advances in Fluid Mechanics: Modelling and Simulations, Eds. Dia Zeidan, Eric Goncalves Da Silva, Jochen Merker, Lucy T. Zhang, 2022.

80-22 Soraya Naderi, Mehdi Daryaee, Seyed Mahmood Kashefipour, Mohammadreza Zayeri, Numerical and experimental study of flow pattern due to a plate installed upstream of orifice in pressurized flushing of dam reservoirs, Iranian Journal of Science and Technology: Transactions of Civil Engineering, 2022. doi.org/10.1007/s40996-022-00896-9

79-22 Mahmood Nemati Qalee Maskan, Khosrow Hosseini, Effects of the simultaneous presence of bridge pier and abutment on the change of erodible bed using FLOW-3D, Journal of Iranian Water Engineering Research, 1.1; pp. 57-69, 2022. doi.org/10.22034/IJWER.2022.312074.1012

75-22 Steven Matthew Klawitter, L-shaped spillway crest leg interface geometry impacts, Thesis, University of Colorado at Denver, 2022.

72-22 Md. Mukdiul Islam, Md. Samiun Basir, Badal Mahalder, Local scour analysis around single pier and group of piers in tandem arrangement using FLOW 3D, 6th International Conference on Civil Engineering for Sustainable Development (ICCESD 2022), Khulna, Bangladesh, February 10-12, 2022.

69-22 Kuo-Wei Liao, Zhen-Zhi Wang, Investigation of air-bubble screen on reducing scour in river facility, EGU General Assembly, EGU22-1137, 2022. doi.org/10.5194/egusphere-egu22-1137

68-22 Cüneyt Yavuz, Energy dissipation scale for dam prototypes, ADYU Mühendislik Bilimleri Dergisi (Adıyaman University Journal of Engineering Sciences), 16; pp. 105-116, 2022.

66-22 Ji-jian Lian, Shu-guang Zhang, Jun-ling He, An improved numerical model of ski-jump flood discharge atomization, Journal of Mountain Science, 19; pp. 1263-1273, 2022. doi.org/10.1007/s11629-021-7158-8

62-22 Ali Montazeri, Amirabbas Abedini, Milad Aminzadeh, Numerical investigation of pollution transport around a single non-submerged spur dike, Journal of Contaminant Hydrology, 248; 104018, 2022. doi.org/10.1016/j.jconhyd.2022.104018

61-22 Junhao Zhang, Yining Sun, Zhixian Cao, Ji Li, Flow structure at reservoir-tributary confluence with high sediment load, EGU General Assembly, Vienna, Austria, May 23-27, 2022. doi.org/10.5194/egusphere-egu22-1419

60-22 S. Modalavalasa, V. Chembolu, V. Kulkarni, S. Dutta, Numerical and experimental investigation of effect of green river corridor on main channel hydraulics, Recent Trends in River Corridor Management, Lecture Notes in Civil Engineering 229, pp. 165-176, 2022.

59-22 Philippe April LeQuéré, Scouring around multiple structures in extreme flow conditions, Thesis, University of Ottawa, Ottawa, ON, Canada, 2022.

51-22 Xianzheng Zhang, Chenxiao Tang, Yajie Yu, Chuan Tang, Ning Li, Jiang Xiong, Ming Chen, Some considerations for using numerical methods to simulate possible debris flows: The case of the 2013 and 2020 Wayao debris flows (Sichuan, China), Water, 14.7; 1050, 2022. doi.org/10.3390/w14071050

50-22 Daniel Valero, Daniel B. Bung, Sebastien Erpicum, Yann Peltier, Benjamin Dewals, Unsteady shallow meandering flows in rectangular reservoirs: A modal analysis of URANS modelling, Journal of Hydro-environment Research, 42; pp. 12-20, 2022. doi.org/10.1016/j.jher.2022.03.002

49-22 Behzad Noroozi, Jalal Bazargan, Comparing the behavior of ogee and piano key weirs under unsteady flows, Journal of Irrigation and Water Engineering, 12.3; pp. 97-120. doi.org/10.22125/iwe.2022.146390

47-22 Chen Xiaoting, Huang Bolin, Li Bin, Jiang Xiannian, Risk assessment study on landslide-generated impulse waves: case study from Zhongliang Reservoir in Chongqing, China, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 81; 158, 2022. doi.org/10.1007/s10064-022-02629-8

45-22 Mehmet Cihan Aydin, Havva Seda Aytemur, Ali Emre Ulu, Experimental and numerical investigation on hydraulic performance of slit-check dams in subcritical flow condition, Water Resources Management, 36; pp. 1693-1710, 2022. doi.org/10.1007/s11269-022-03103-6

43-22 Suresh Modalavalasa, Vinay Chembolu, Subashisa Dutta, Vinayak Kulkarni, Combined effect of bridge piers and floodplain vegetation on main channel hydraulics, Experimental Thermal and Fluid Science, 136; 110669, 2022. doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2022.110669

40-22 Mohammad Bagherzadeh, Farhad Mousavi, Mohammad Manafpour, Reza Mirzaee, Khosrow Hoseini, Numerical simulation and application of soft computing in estimating vertical drop energy dissipation with horizontal serrated edge, Water Supply, 127, 2022. doi.org/10.2166/ws.2022.127

39-22 Masumeh Rostam Abadi, Saeed Kazemi Mohsenabadi, Numerical study of the weir angle on the flow pattern and scour around the submerged weirs, International Journal of Modern Physics C, 2022. doi.org/10.1142/S0129183122501108

38-22 Vahid Hassanzadeh Vayghan, Mirali Mohammadi, Behzad Shakouri, Experimental and numerical examination of flow resistance in plane bed streams, Arabian Journal of Geosciences, 15; 483, 2022. doi.org/10.1007/s12517-022-09691-2

36-22 Kyong Oh Baek, Byong Jo Min, Investigation for flow characteristics of ice-harbor type fishway installed at mid-sized streams in Korea, Journal of Korea Water Resources Association, 55.1; pp. 33-42, 2022.

34-22 Kyong Oh Baek, Jeong-Min Lee, Eun-Jin Han, Young-Do Kim, Evaluating attraction and passage efficiencies of pool-weir type fishways based on hydraulic analysis, Applied Sciences, 12.4; 1880, 2022. doi.org/10.3390/app12041880

33-22 Christopher Paschmann, David F. Vetsch, Robert M. Boes, Design of desanding facilities for hydropower schemes based on trapping efficiency, Water, 14.4; 520, 2022. doi.org/10.3390/w14040520

29-22 Mehdi Heyrani, Abdolmajid Mohammadian, Ioan Nistor, Omerul Faruk Dursun, Application of numerical and experimental modeling to improve the efficiency of Parshall flumes: A review of the state-of-the-art, Hydrology, 9.2; 26 2022. doi.org/10.3390/hydrology9020026

28-22 Kiyoumars Roushangar, Samira Akhgar, Saman Shanazi, The effect of triangular prismatic elements on the hydraulic performance of stepped spillways in the skimming flow regime: An experimental study and numerical modeling, Journal of Hydroinformatics, 2022. doi.org/10.2166/hydro.2022.031

26-22 Jorge Augusto Toapaxi Alvarez, Roberto Silva, Cristina Torres, Modelación numérica tridimensional del medidor de caudal Palmer-Bowlus aplicando el programa FLOW-3D (Three-dimensional numerical modeling of the Palmer-Bowlus measuring flume applying the FLOW-3D program), Revista Politécnica, 49.1; 2022. doi.org/10.33333/rp.vol49n1.04

25-22 Shubing Dai, Sheng Jin, Numerical investigations of unsteady critical flow conditions over an obstacle using three models, Physics of Fluids, 34.2; 2022. doi.org/10.1063/5.0077585

23-22 Negar Ghahramani, H. Joanna Chen, Daley Clohan, Shielan Liu, Marcelo Llano-Serna, Nahyan M. Rana, Scott McDougall, Stephen G. Evans, W. Andy Take, A benchmarking study of four numerical runout models for the simulation of tailings flows, Science of the Total Environment, 827; 154245, 2022. doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154245

22-22 Bahador Fatehi-Nobarian, Razieh Panahi, Vahid Nourani, Investigation of the Effect of Velocity on Secondary Currents in Semicircular Channels on Hydraulic Jump Parameters, Iranian Journal of Science and Technology: Transactions of Civil Engineering, 2022. doi.org/10.1007/s40996-021-00800-x

21-22 G. Viccione, C. Izzo, Three-dimensional CFD modelling of urban flood forces on buildings: A case study, Journal of Physics: Conference Series, 2162; 012020, 2022. doi.org/10.1088/1742-6596/2162/1/012020

20-22 Tohid Jamali Rovesht, Mohammad Manafpour, Mehdi Lotfi, Effects of flow condition and chute geometry on the shockwaves formed on chute spillway, Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua, 71.2; pp. 312-329, 2022. doi.org/10.2166/aqua.2022.139

17-22 Yansong Zhang, Jianping Chen, Fujun Zhou, Yiding Bao, Jianhua Yan, Yiwei Zhang, Yongchao Li, Feifan Gu, Qing Wang, Combined numerical investigation of the Gangda paleolandslide runout and associated dam breach flood propagation in the upper Jinsha River, SE Tibetan Plateau, Landslides, 2022. doi.org/10.1007/s10346-021-01768-5

16-22 I.A. Hernández-Rodríguez, J. López-Ortega, G. González-Blanco, R. Beristain-Cardoso, Performance of the UASB reactor during wastewater treatment and the effect of the biogas bubbles on its hydrodynamics, Environmental Technology, pp. 1-21, 2022. doi.org/10.1080/09593330.2022.2028015

15-22 Xu Deng, Sizhong He, Zhouhong Cao, Numerical investigation of the local scour around a coconut tree root foundation under wave-current joint actions, Ocean Engineering, 245; 110563, 2022. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.110563

14-22 Rasool Kosaj, Rafid S. Alboresha, Sadeq O. Sulaiman, Comparison between numerical Flow3d software and laboratory data, for sediment incipient motion, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 961; 012031, 2022. doi.org/10.1088/1755-1315/961/1/012031

13-22 Joseph M. Sinclair, S. Karan Venayagamoorthy, Timothy K. Gates, Some insights on flow over sharp-crested weirs using computational fluid dynamics: Implications for enhanced flow measurement, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 148.6; 2022. doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001652

12-22 Mete Koken, Ismail Aydin, Serhan Ademoglu, An iterative hydraulic design methodology based on numerical modeling for piano key weirs, Journal of Hydro-environment Research, 40; pp. 131-141, 2022. doi.org/10.1016/j.jher.2022.01.002

11-22 Najam us Saqib, Muhammad Akbar, Huali Pan, Guoqiang Ou, Muhammad Mohsin, Assad Ali, Azka Amin, Numerical analysis of pressure profiles and energy dissipation across stepped spillways having curved risers, Applied Sciences, 12.1; 448, 2022. doi.org/10.3390/app12010448

8-22 Jian-cheng Li, Wei Wang, Yan-ming Zheng, Xiao-hao Wen, Jing Feng, Li Sheng, Chen Wang, Ming-kun Qiu, Using computational fluid dynamic simulation with Flow-3D to reveal the origin of the mushroom stone in the Xiqiao Mountain of Guangdong, China, Journal of Mountain Science, 19; pp. 1-15, 2022. doi.org/10.1007/s11629-021-7019-5

4-22 Ankur Kapoor, Aniruddha D. Ghare, Avinash M. Badar, CFD simulations of conical central baffle flumes, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 148.2, 2022. doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001653

1-22 Juan Francisco Fuentes-Pérez, Ana L. Quaresma, Antonio Pinheiro, Francisco Javier Sanz-Ronda, OpenFOAM vs FLOW-3D: A comparative study of vertical slot fishway modelling, Ecological Engineering, 174, 2022.

145-21 Ebrahim Hamid Hussein Al-Qadami, Zahiraniza Mustaffa, Eduardo Martínez-Gomariz, Khamaruzaman Wan Yusof, Abdurrasheed S. Abdurrasheed, Syed Muzzamil Hussain Shah, Numerical simulation to assess floating instability of small passenger vehicle under sub-critical flow, Lecture Notes in Civil Engineering, 132; pp. 258-265, 2021. doi.org/10.1007/978-981-33-6311-3_30

140-21 J. Zulfan, B.M.Ginting, Investigation of spillway rating curve via theoretical formula, laboratory experiment, and 3D numerical modeling: A case study of the Riam Kiwa Dam, Indonesia, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 930; 012030, 2021. doi.org/10.1088/1755-1315/930/1/012030

130-21 A.S.N. Amirah, F.Y. Boon, K.A. Nihla, Z.M. Salwa, A.W. Mahyun, N. Yaacof, Numerical simulation of flow within a storage area of HDPE modular pavement, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 920; 012044, 2021. doi.org/10.1088/1755-1315/920/1/012044

129-21 Z.M. Yusof, Z.A.L. Shirling, A.K.A. Wahab, Z. Ismail, S. Amerudin, A hydrodynamic model of an embankment breaching due to overtopping flow using FLOW-3D, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 920; 012036, 2021. doi.org/10.1088/1755-1315/920/1/012036

125-21 Ketaki H. Kulkarni, Ganesh A. Hinge, Comparative study of experimental and CFD analysis for predicting discharge coefficient of compound broad crested weir, Water Supply, 2021. doi.org/10.2166/ws.2021.403

119-21 Yan Liang, Yiqun Hou, Wangbin Hu, David Johnson, Junxing Wang, Flow velocity preference of Schizothorax oconnori Lloyd swimming upstream, Global Ecology and Conservation, 32; e01902, 2021. doi.org/10.1016/j.gecco.2021.e01902

116-21 Atabak Feizi, Aysan Ezati, Shadi Alizadeh Marallo, Investigation of hydrodynamic characteristics of flow caused by dam break around a downstream obstacle considering different reservoir shapes, Numerical Methods in Civil Engineering, 6.2; pp. 36-48, 2021.

114-21 Jackson Tellez-Alvarez, Manuel Gómez, Beniamino Russo, Marko Amezaga-Kutija, Numerical and experimental approaches toestimate discharge coefficients and energy loss coefficients in pressurized grated inlets, Hydrology, 8.4; 162, 2021. doi.org/10.3390/hydrology8040162

113-21 Alireza Khoshkonesh, Blaise Nsom, Fariba Ahmadi Dehrashid, Payam Heidarian, Khuram Riaz, Comparison of the SWE and 3D models in simulation of the dam-break flow over the mobile bed, 5th Scientific Conference of Applied Research in Science and Technology of Iran, 2021.

103-21 Farshid Mosaddeghi, Numerical modeling of dam breach in concrete gravity dams, Thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey, 2021.

102-21 Xu Deng, Sizhong He, Zhouhong Cao, Tao Wu, Numerical investigation of the hydrodynamic response of an impermeable sea-wall subjected to artificial submarine landslide-induced tsunamis, Landslides, 2021. doi.org/10.1007/s10346-021-01773-8

100-21 Jinmeng Yang, Zhenzhong Shen, Jing Zhang, Xiaomin Teng, Wenbing Zhang, Jie Dai, Experimental and numerical investigation of flow over a spillway bend with different combinations of permeable spur dikes, Water Supply, ws2021335, 2021. doi.org/10.2166/ws.2021.335

99-21 Nigel A. Temple, Josh Adams, Evan Blythe, Zidane Twersky, Steve Blair, Rick Harter, Investigating the performance of novel oyster reef materials in Apalachicola Bay, Florida, ASBPA National Coastal Conference, New Orleans, LA, USA, September 28-October 1, 2021.

94-21 Xiaoyang Shen, Mario Oertel, Comparitive study of nonsymmetrical trapezoidal and rectangular piano key weirs with varying key width ratios, Journal of Hydraulic Engineering, 147.11, 2021. doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001942

93-21 Aysar Tuama Al-Awadi, Mahmoud Saleh Al-Khafaji, CFD-based model for estimating the river bed morphological characteristics near cylindrical bridge piers due to debris accumulation, Water Resources, 48; pp. 763-773, 2021. doi.org/10.1134/S0097807821050031

92-21 Juan Francisco Macián-Pérez, Francisco José Vallés-Morán, Rafael García-Bartual, Assessment of the performance of a modified USBR Type II stilling basin by a validated CFD model, Journal of Irrigation and Drainage Engineering , 147.11, 2021. doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001623

91-21 Ali Yıldız, Ali İhsan Martı, Mustafa Göğüş, Numerical and experimental modelling of flow at Tyrolean weirs, Flow Measurement and Instrumentation, 81; 102040, 2021. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2021.102040

90-21 Yasamin Aghaei, Fouad Kilanehei, Shervin Faghihirad, Mohammad Nazari-Sharabian, Dynamic pressure at flip buckets of chute spillways: A numerical study, International Journal of Civil Engineering, 2021. doi.org/10.1007/s40999-021-00670-4

88-21 Shang-tuo Qian, Yan Zhang, Hui Xu, Xiao-sheng Wang, Jian-gang Feng, Zhi-xiang Li, Effects of surface roughness on overflow discharge of embankment weirs, Journal of Hydrodynamics, 33; pp. 773-781, 2021. doi.org/10.1007/s42241-021-0068-y

86-21 Alkistis Stergiopoulou, Vassilios Stergiopoulos, CFD simulations of tubular Archimedean screw turbines harnessing the small hydropotential of Greek watercourses, International Journal of Energy and Environment, 12.1; pp. 19-30, 2021.

85-21 Jun-tao Ren, Xue-fei Wu, Ting Zhang, A 3-D numerical simulation of the characteristics of open channel flows with submerged rigid vegetation, Journal of Hydrodynamics, 33; pp. 833-843, 2021. doi.org/10.1007/s42241-021-0063-3

84-21 Rasoul Daneshfaraz, Amir Ghaderi, Maryam Sattariyan, Babak Alinejad, Mahdi Majedi Asl, Silvia Di Francesco, Investigation of local scouring around hydrodynamic and circular pile groups under the influence of river material harvesting pits, Water, 13.6; 2192, 2021. doi.org/10.3390/w13162192

83-21 Mahdi Feizbahr, Navid Tonekaboni, Guang-Jun Jiang, Hong-Xia Chen, Optimized vegetation density to dissipate energy of flood flow in open canals, Mathematical Problems in Engineering, 2021; 9048808, 2021. doi.org/10.1155/2021/9048808

80-21 Wenjun Liu, Bo Wang, Yakun Guo, Numerical study of the dam-break waves and Favre waves down sloped wet rigid-bed at laboratory scale, Journal of Hydrology, 602; 126752, 2021. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126752

79-21 Zhen-Dong Shen, Yang Zhang, The three-dimensional simulation of granular mixtures weir, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 820; 012024, 2021. doi.org/10.1088/1755-1315/820/1/012024

75-21 Mehrdad Ghorbani Mooselu, Mohammad Reza Nikoo, Parnian Hashempour Bakhtiari, Nooshin Bakhtiari Rayani, Azizallah Izady, Conflict resolution in the multi-stakeholder stepped spillway design under uncertainty by machine learning techniques, Applied Soft Computing, 110; 107721, 2021. doi.org/10.1016/j.asoc.2021.107721

73-21 Romain Van Mol, Plunge pool rehabilitation with prismatic concrete elements – Case study and physical model of Ilarion dam in Greece, Infoscience (EPFL Scientific Publications), 2021.

70-21 Khosro Morovati, Christopher Homer, Fuqiang Tian, Hongchang Hu, Opening configuration design effects on pooled stepped chutes, Journal of Hydraulic Engineering, 147.9, 2021. doi.org/10.1061%2F(ASCE)HY.1943-7900.0001897

68-21 R. Daneshfaraz, E. Aminvash, S. Di Francesco, A. Najibi, J. Abraham, Three-dimensional study of the effect of block roughness geometry on inclined drop, Numerical Methods in Civil Engineering, 6.1; pp. 1-9, 2021.

66-21 Benjamin Hohermuth, Lukas Schmoker, Robert M. Boes, David Vetsch, Numerical simulation of air entrainment in uniform chute flow, Journal of Hydraulic Research, 59.3; pp. 378-391, 2021. doi.org/10.1080/00221686.2020.1780492

65-21 Junjun Tan, Honglin Tan, Elsa Goerig, Senfan Ke, Haizhen Huang, Zhixiong Liu, Xiaotao Shi, Optimization of fishway attraction flow based on endemic fish swimming performance and hydraulics, Ecological Engineering, 170; 106332, 2021. doi.org/10.1016/j.ecoleng.2021.106332

63-21 Erdinc Ikinciogullari, Muhammet Emin Emiroglu, Mehmet Cihan Aydin, Comparison of scour properties of classical and trapezoidal labyrinth weirs, Arabian Journal for Science and Engineering, 2021. doi.org/10.1007/s13369-021-05832-z

59-21 Elias Wehrmeister, José J. Ota, Separation in overflow spillways: A computational analysis, Journal of Hydraulic Research, 59, 2021. doi.org/10.1080/00221686.2021.1908438

53-21 Zongxian Liang, John Ditter, Riadh Atta, Brian Fox, Karthik Ramaswamy, Numerical modeling of tailings dam break using a Herschel-Bulkley rheological model, USSD Annual Conference, online, May 11-21, 2021.

51-21 Yansong Zhang, Jianping Chen, Chun Tan, Yiding Bao, Xudong Han, Jianhua Yan, Qaiser Mehmood, A novel approach to simulating debris flow runout via a three-dimensional CFD code: A case study of Xiaojia Gully, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 80.5, 2021. doi.org/10.1007/s10064-021-02270-x

49-21 Ramtin Sabeti, Mohammad Heidarzadeh, Preliminary results of numerical simulation of submarine landslide-generated waves, EGU General Assembly 2021, online, April 19-30, 2021. doi.org/10.5194/egusphere-egu21-284

48-21 Anh Tuan Le, Ken Hiramatsu, Tatsuro Nishiyama, Hydraulic comparison between piano key weir and rectangular labyrinth weir, International Journal of GEOMATE, 20.82; pp. 153-160, 2021. doi.org/10.21660/2021.82.j2106

46-21 Maoyi Luo, Faxing Zhang, Zhaoming Song, Liyuan Zhang, Characteristics of flow movement in complex canal system and its influence on sudden pollution accidents, Mathematical Problems in Engineering, 6617385, 2021. doi.org/10.1155/2021/6617385

42-21 Jakub Major, Martin Orfánus, Zbyněk Zachoval, Flow over broad-crested weir with inflow by approach shaft – Numerical model, Civil Engineering Journal, 30.1; 19, 2021. doi.org/10.14311/CEJ.2021.01.0019

41-21 Amir Ghaderi, Saeed Abbasi, Experimental and numerical study of the effects of geometric appendance elements on energy dissipation over stepped spillway, Water, 13.7; 957, 2021. doi.org/10.3390/w13070957

38-21 Ana L. Quaresma, António N. Pinheiro, Modelling of pool-type fishways flows: Efficiency and scale effects assessment, Water, 13.6; 851, 2021. doi.org/10.3390/w13060851

37-21 Alireza Khoshkonesh, Blaise Nsom, Farhad Bahmanpouri, Fariba Ahmadi Dehrashid, Atefah Adeli, Numerical study of the dynamics and structure of a partial dam-break flow using the VOF Method, Water Resources Management, 35; pp. 1513-1528, 2021. doi.org/10.1007/s11269-021-02799-2

36-21 Amir Ghaderi, Mehdi Dasineh, Francesco Aristodemo, Constanza Aricò, Numerical simulations of the flow field of a submerged hydraulic jump over triangular macroroughnesses, Water, 13.5; 674, 2021. doi.org/10.3390/w13050674

35-21 Hongliang Qi, Junxing Zheng, Chenguang Zhang, Modeling excess shear stress around tandem piers of the longitudinal bridge by computational fluid dynamics, Journal of Applied Water Engineering and Research, 2021. doi.org/10.1080/23249676.2021.1884614

31-21 Seth Siefken, Robert Ettema, Ari Posner, Drew Baird, Optimal configuration of rock vanes and bendway weirs for river bends: Numerical-model insights, Journal of Hydraulic Engineering, 147.5, 2021. doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001871

29-21 Débora Magalhães Chácara, Waldyr Lopes Oliveira Filho, Rheology of mine tailings deposits for dam break analyses, REM – International Engineering Journal, 74.2; pp. 235-243, 2021. doi.org/10.1590/0370-44672020740098

27-21 Ling Peng, Ting Zhang, Youtong Rong, Chunqi Hu, Ping Feng, Numerical investigation of the impact of a dam-break induced flood on a structure, Ocean Engineering, 223; 108669, 2021. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.108669

26-21 Qi-dong Hou, Hai-bo Li, Yu-Xiang Hu, Shun-chao Qi, Jian-wen Zhou, Overtopping process and structural safety analyses of the earth-rock fill dam with a concrete core wall by using numerical simulations, Arabian Journal of Geosciences, 14; 234, 2021. doi.org/10.1007/s12517-021-06639-w

25-21 Filipe Romão, Ana L. Quaresma, José M. Santos, Susana D. Amaral, Paulo Branco, António N. Pinheiro, Performance and fish transit time over vertical slots, Water, 13.3; 275, 2021. doi.org/10.3390/w13030275

23-21 Jiahou Hu, Chengwei Na, Yi Wang, Study on discharge velocity of tailings mortar in dam break based on FLOW-3D, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 6th International Conference on Hydraulic and Civil Engineering, Xi’an, China, December 11-13, 2020, 643; 012052, 2021. doi.org/10.1088/1755-1315/643/1/012052

21-21 Asad H. Aldefae, Rusul A. Alkhafaji, Experimental and numerical modeling to investigate the riverbank’s stability, SN Applied Sciences, 3; 164, 2021. doi.org/10.1007/s42452-021-04168-5

20-21 Yangliang Lu, Jinbu Yin, Zhou Yang, Kebang Wei, Zhiming Liu, Numerical study of fluctuating pressure on stilling basin slabwith sudden lateral enlargement and bottom drop, Water, 13.2; 238, 2021. doi.org/10.3390/w13020238

18-21 Prashant Prakash Huddar, Vishwanath Govind Bhave, Hydraulic structure design with 3D CFD model, Proceedings, 25th International Conference on Hydraulics, Water Resources and Coastal Engineering (HYDRO 2020), Odisha, India, March 26-28, 2021.

17-21 Morteza Sadat Helbar, Atefah Parvaresh Rizi, Javad Farhoudi, Amir Mohammadi, 3D flow simulation to improve the design and operation of the dam bottom outlets, Arabian Journal of Geosciences, 14; 90, 2021. doi.org/10.1007/s12517-020-06378-4

15-21 Charles R. Ortloff, Roman hydraulic engineering: The Pont du Gard Aqueduct and Nemausus (Nîmes) Castellum, Water, 13.1; 54, 2021. doi.org/10.3390/w13010054

12-21 Mehdi Karami Moghadam, Ata Amini, Ehsan Karami Moghadam, Numerical study of energy dissipation and block barriers in stepped spillways, Journal of Hydroinformatics, 23.2; pp. 284-297, 2021. doi.org/10.2166/hydro.2020.245

08-21 Prajakta P. Gadge, M. R. Bhajantri, V. V. Bhosekar, Numerical simulations of air entraining characteristics over high head chute spillway aerator, Proceedings, ICOLD Symposium on Sustainable Development of Dams and River Basins, New Dehli, India, February 24 – 27, 2021.

07-21 Pankaj Lawande, Computational fluid dynamics simulation methodologies for stilling basins, Proceedings, ICOLD Symposium on Sustainable Development of Dams and River Basins, New Dehli, India, February 24 – 27, 2021.

Below is a collection of technical papers in our Water & Environmental Bibliography. All of these papers feature FLOW-3D results. Learn more about how FLOW-3D can be used to successfully simulate applications for the Water & Environmental Industry.

02-21 Aytaç Güven, Ahmed Hussein Mahmood, Numerical investigation of flow characteristics over stepped spillways, Water Supply, in press, 2021. doi.org/10.2166/ws.2020.283

01-21 Le Thi Thu Hien, Nguyen Van Chien, Investigate impact force of dam-break flow against structures by both 2D and 3D numerical simulations, Water, 13.3; 344, 2021. doi.org/10.3390/w13030344

125-20 Farhad Bahmanpouri, Mohammad Daliri, Alireza Khoshkonesh, Masoud Montazeri Namin, Mariano Buccino, Bed compaction effect on dam break flow over erodible bed; experimental and numerical modeling, Journal of Hydrology, in press, 2020. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125645

200-23 Iacopo Vona, Oysters’ integration on submerged breakwaters as nature-based solution for coastal protection within estuarine environments, Thesis, University of Maryland, 2023.

174-23 Ahintha Kandamby, Dusty Myers, Narrows bypass chute CFD analysis, Dam Safety, 2023.

173-23 H. Jalili, R.C. Mahon, M.F. Martinez, J.W. Nicklow, Sediment sluicing from the reservoirs with high efficiency, SEDHYD, 2023.

170-23 Ramith Fernando, Gangfu Zhang, Beyond 2D: Unravelling bridge hydraulics with CFD modelling, 24th Queensland Water Symposium, 2023.

124-20 John Petrie, Yan Qi, Mark Cornwell, Md Al Adib Sarker, Pranesh Biswas, Sen Du, Xianming Shi, Design of living barriers to reduce the impacts of snowdrifts on Illinois freeways, Illinois Center for Transportation Series No. 20-019, Research Report No. FHWA-ICT-20-012, 2020. doi.org/10.36501/0197-9191/20-019

123-20 Mohammad Reza Namaee, Jueyi Sui, Yongsheng Wu, Natalie Linklater, Three-dimensional numerical simulation of local scour in the vicinity of circular side-by-side bridge piers with ice cover, Canadian Journal of Civil Engineering, 2020. doi.org/10.1139/cjce-2019-0360

119-20 Tuğçe Yıldırım, Experimental and numerical investigation of vortex formation at multiple horizontal intakes, Thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey, , 2020.

118-20 Amir Ghaderi, Mehdi Dasineh, Francesco Aristodemo, Ali Ghahramanzadeh, Characteristics of free and submerged hydraulic jumps over different macroroughnesses, Journal of Hydroinformatics, 22.6; pp. 1554-1572, 2020. doi.org/10.2166/hydro.2020.298

117-20 Rasoul Daneshfaraz, Amir Ghaderi, Aliakbar Akhtari, Silvia Di Francesco, On the effect of block roughness in ogee spillways with flip buckets, Fluids, 5.4; 182, 2020. doi.org/10.3390/fluids5040182

115-20 Chi Yao, Ligong Wu, Jianhua Yang, Influences of tailings particle size on overtopping tailings dam failures, Mine Water and the Environment, 2020. doi.org/10.1007/s10230-020-00725-3

114-20 Rizgar Ahmed Karim, Jowhar Rasheed Mohammed, A comparison study between CFD analysis and PIV technique for velocity distribution over the Standard Ogee crested spillways, Heliyon, 6.10; e05165, 2020. doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e05165

113-20 Théo St. Pierre Ostrander, Analyzing hydraulics of broad crested lateral weirs, Thesis, University of Innsbruck, Innsbruck, Austria, 2020.

111-20 Mahla Tajari, Amir Ahmad Dehghani, Mehdi Meftah Halaghi, Hazi Azamathulla, Use of bottom slots and submerged vanes for controlling sediment upstream of duckbill weirs, Water Supply, 20.8; pp. 3393-3403, 2020. doi.org/10.2166/ws.2020.238

110-20 Jian Zhou, Subhas K. Venayagamoorthy, How does three-dimensional canopy geometry affect the front propagation of a gravity current?, Physics of Fluids, 32.9; 096605, 2020. doi.org/10.1063/5.0019760

106-20 Juan Francisco Macián-Pérez, Arnau Bayón, Rafael García-Bartual, P. Amparo López-Jiménez, Characterization of structural properties in high reynolds hydraulic jump based on CFD and physical modeling approaches, Journal of Hydraulic Engineering, 146.12, 2020. doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001820

105-20 Bin Deng, He Tao, Changbo Jian, Ke Qu, Numerical investigation on hydrodynamic characteristics of landslide-induced impulse waves in narrow river-valley reservoirs, IEEE Access, 8; pp. 165285-165297, 2020. doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3022651

102-20 Mojtaba Mehraein, Mohammadamin Torabi, Yousef Sangsefidi, Bruce MacVicar, Numerical simulation of free flow through side orifice in a circular open-channel using response surface method, Flow Measurement and Instrumentation, 76; 101825, 2020. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101825

101-20 Juan Francisco Macián Pérez, Numerical and physical modelling approaches to the study of the hydraulic jump and its application in large-dam stilling basins, Thesis, Universitat Politècnica de València, Valencia, Spain, 2020.

99-20 Chen-Shan Kung, Pin-Tzu Su, Chin-Pin Ko, Pei-Yu Lee, Application of multiple intake heads in engineering field, Proceedings, 30th International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE), Online, October 11-17, ISOPE-I-20-3116, 2020.

91-20 Selahattin Kocaman, Stefania Evangelista, Giacomo Viccione, Hasan Güzel, Experimental and numerical analysis of 3D dam-break waves in an enclosed domain with a single oriented obstacle, Environmental Science Proceedings, 2; 35, 2020. doi.org/10.3390/environsciproc2020002035

89-20 Andrea Franco, Jasper Moernaut, Barbara Schneider-Muntau, Michael Strasser, Bernhard Gems, The 1958 Lituya Bay tsunami – pre-event bathymetry reconstruction and 3D numerical modelling utilising the computational fluid dynamics software Flow-3D, Natural Hazards and Earth Systems Sciences, 20; pp. 2255–2279, 2020. doi.org/10.5194/nhess-20-2255-2020

88-20 Cesar Simon, Eddy J. Langendoen, Jorge D. Abad, Alejandro Mendoza, On the governing equations for horizontal and vertical coupling of one- and two-dimensional open channel flow models, Journal of Hydraulic Research, 58.5; pp. 709-724, 2020. doi.org/10.1080/00221686.2019.1671507

87-20 Mohammad Nazari-Sharabian, Moses Karakouzian, Donald Hayes, Flow topology in the confluence of an open channel with lateral drainage pipe, Hydrology, 7.3; 57, 2020. doi.org/10.3390/hydrology7030057

84-20 Naohiro Takeichi, Takeshi Katagiri, Harumi Yoneda, Shusaku Inoue, Yusuke Shintani, Virtual Reality approaches for evacuation simulation of various disasters, Collective Dynamics (originally presented in Proceedings from the 9th International Conference on Pedestrian and Evacuation Dynamics (PED2018), Lund, Sweden, August 21-23, 2018), 5, 2020. doi.org/10.17815/CD.2020.93

83-20 Eric Lemont, Jonathan Hill, Ryan Edison, A problematic installation: CFD modelling of waste stabilisation pond mixing alternatives, Ozwater’20, Australian Water Association, Online, June 2, 2020, 2020.

77-20 Peng Yu, Ruigeng Hu, Jinmu Yang, Hongjun Liu, Numerical investigation of local scour around USAF with different hydraulic conditions under currents and waves, Ocean Engineering, 213; 107696, 2020. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.107696

76-20 Alireza Mojtahedi, Nasim Soori, Majid Mohammadian, Energy dissipation evaluation for stepped spillway using a fuzzy inference system, SN Applied Sciences, 2; 1466, 2020. doi.org/10.1007/s42452-020-03258-0

74-20 Jackson D., Tellez Alvarez E., Manuel Gómez, Beniamino Russo, Modelling of surcharge flow through grated inlet, Advances in Hydroinformatics: SimHydro 2019 – Models for Extreme Situations and Crisis Management, Nice, France, June 12-14, 2019, pp. 839-847, 2020. doi.org/10.1007/978-981-15-5436-0_65

73-20 Saurav Dulal, Bhola NS Ghimire, Santosh Bhattarai, Ram Krishna Regmi, Numerical simulation of flow through settling basin: A case study of Budhi-Ganga Hydropower Project (BHP), International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 9.7; pp. 992-998, 2020.

70-20 B. Nandi, S. Das, A. Mazumdar, Experimental analysis and numerical simulation of hydraulic jump, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2020 6th International Conference on Environment and Renewable Energy, Hanoi, Vietnam, February 24-26, 505; 012024, 2020. doi.org/10.1088/1755-1315/505/1/012024

69-20 Amir Ghaderi, Rasoul Daneshfaraz, Mehdi Dasineh, Silvia Di Francesco, Energy dissipation and hydraulics of flow over trapezoidal–triangular labyrinth weirs, Water (Special Issue: Combined Numerical and Experimental Methodology for Fluid–Structure Interactions in Free Surface Flows), 12.7; 1992, 2020. doi.org/10.3390/w12071992

68-20 Jia Ni, Linwei Wang, Xixian Chen, Luan Luan Xue, Isam Shahrour, Effect of the fish-bone dam angle on the flow mechanisms of a fish-bone type dividing dyke, Marine Technology Society Journal, 54.3; pp. 58-67, 2020. doi.org/10.4031/MTSJ.54.3.9

67-20 Yu Zhuang, Yueping Yin, Aiguo Xing, Kaiping Jin, Combined numerical investigation of the Yigong rock slide-debris avalanche and subsequent dam-break flood propagation in Tibet, China, Landslides, 17; pp. 2217-2229, 2020. doi.org/10.1007/s10346-020-01449-9

66-20 A. Ghaderi, R. Daneshfaraz, S. Abbasi, J. Abraham, Numerical analysis of the hydraulic characteristics of modified labyrinth weirs, International Journal of Energy and Water Resources, 4.2, 2020. doi.org/10.1007/s42108-020-00082-5

65-20 D.P. Zielinski, S. Miehls, G. Burns, C. Coutant, Adult sea lamprey espond to induced turbulence in a low current system, Journal of Ecohydraulics, 5, 2020. doi.org/10.1080/24705357.2020.1775504

63-20 Raffaella Pellegrino, Miguel Ángel Toledo, Víctor Aragoncillo, Discharge flow rate for the initiation of jet flow in sky-jump spillways, Water, Special Issue: Planning and Management of Hydraulic Infrastructure, 12.6; 1814, 2020. doi.org/10.3390/w12061814

59-20 Nesreen Taha, Maged M. El-Feky, Atef A. El-Saiad, Ismail Fathy, Numerical investigation of scour characteristics downstream of blocked culverts, Alexandria Engineering Journal, 59.5; pp. 3503-3513, 2020. doi.org/10.1016/j.aej.2020.05.032

57-20 Charles Ortloff, The Hydraulic State: Science and Society in the Ancient World, Routledge, London, UK, eBook ISBN: 9781003015192, 2020. doi.org/10.4324/9781003015192

54-20 Navid Aghajani, Hojat Karami, Hamed Sarkardeh, Sayed‐Farhad Mousavi, Experimental and numerical investigation on effect of trash rack on flow properties at power intakes, Journal of Applied Mathematics and Mechanics (ZAMM), online pre-issue, 2020. doi.org/10.1002/zamm.202000017

53-20 Tian Zhou, Theodore Endreny, The straightening of a river meander leads to extensive losses in flow complexity and ecosystem services, Water (Special Issue: A Systems Approach of River and River Basin Restoration), 12.6; 1680, 2020. doi.org/10.3390/w12061680

47-20 Mohammad Nazari-Sharabian, Aliasghar Nazari-Sharabian, Moses Karakouzian, Mehrdad Karami, Sacrificial piles as scour countermeasures in river bridges: A numerical study using FLOW-3D, Civil Engineering Journal, 6.6; pp. 1091-1103, 2020. doi.org/10.28991/cej-2020-03091531

44-20 Leena Jaydeep Shevade, L. James Lo, Franco A. Montalto, Numerical 3D model development and validation of curb-cut inlet for efficiency prediction, Water, 12; 1791, 2020. doi.org/10.3390/w12061791

43-20 Vitor Hugo Pereira de Morais, Tiago Zenker Gireli, Paulo Vatavuk, Numerical and experimental models applied to an ogee crest spillway and roller bucket stilling basin, Brazilian Journal of Water Resources, 2020. doi.org/10.1590/2318-0331.252020190005

42-20 Chen Xie, Qin Chen, Gang Fan, Chen Chen, Numerical simulation of the natural erosion and breaching process of the “10.11” Baige Landslide Dam on the Jinsha River, Dam Breach Modelling and Risk Disposal, pp. 376-377, International Conference on Embankment Dams (ICED), Beijing, China, June 5 – 7, 2020. doi.org/10.1007/978-3-030-46351-9_40

41-20 Niloofar Aghili Mahabadi, Hamed Reza Zarif Sanayei, Performance evaluation of bilateral side slopes in piano key weirs by numerical simulation, Modeling Earth Systems and Environment, 6; pp. 1477-1486, 2020. doi.org/10.1007/s40808-020-00764-3

39-20 Jian Zhou, Subhas K. Venayagamoorthy, Impact of ambient stable stratification on gravity currents propagating over a submerged canopy, Journal of Fluid Mechanics, 898; A15, 2020. doi.org/10.1017/jfm.2020.418

37-20 Aliasghar Azma, Yongxiang Zhang, The effect of variations of flow from tributary channel on the flow behavior in a T-shape confluence, Processes, 8; 614, 2020. doi.org/10.3390/pr8050614

35-20 Selahattin Kocaman, Hasan Güzel, Stefania Evangelista, Hatice Ozmen-Cagatay, Giacomo Viccione, Experimental and numerical analysis of a dam-break flow through different contraction geometries of the channel, Water, 12; 1124, 2020. doi.org/10.3390/w12041124

31-20 Hamidreza Samma, Amir Khosrojerdi, Masoumeh Rostam-Abadi, Mojtaba Mehraein and Yovanni Cataño-Lopera, Numerical simulation of scour and flow field over movable bed induced by a submerged wall jet, Journal of Hydroinformatics, 22.2, pp. 385-401, 2020. doi.org/10.2166/hydro.2020.091

28-20 Halah Kais Jalal and Waqed H. Hassan, Three-dimensional numerical simulation of local scour around circular bridge pier using FLOW-3D software, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, art. no. 012150, 3rd International Conference on Engineering Sciences, Kerbala, Iraq, November 4-6, 2019745. doi.org/10.1088/1757-899X/745/1/012150

25-20 Faizal Yusuf and Zoran Micovic, Prototype-scale investigation of spillway cavitation damage and numerical modeling of mitigation options, Journal of Hydraulic Engineering, 146.2, 2020. doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001671

24-20 Huan Zhang, Zegao Yin, Yipei Miao, Minghui Xia and Yingnan Feng, Hydrodynamic performance investigation on an upper and lower water exchange device, Aquacultural Engineering, 90, art. no. 102072, 2020. doi.org/10.1016/j.aquaeng.2020.102072

22-20 Yu-xiang Hu, Zhi-you Yu and Jian-wen Zhou, Numerical simulation of landslide-generated waves during the 11 October 2018 Baige landslide at the Jinsha River, Landslides, 2020. doi.org/10.1007/s10346-020-01382-x

19-20 Amir Ghaderi, Mehdi Dasineh, Saeed Abbasi and John Abraham, Investigation of trapezoidal sharp-crested side weir discharge coefficients under subcritical flow regimes using CFD, Applied Water Science, 10, art. no. 31, 2020. doi.org/10.1007/s13201-019-1112-8

18-20 Amir Ghaderi, Saeed Abbasi, John Abraham and Hazi Mohammad Azamathulla, Efficiency of trapezoidal labyrinth shaped stepped spillways, Flow Measurement and Instrumentation, 72, art. no. 101711, 2020. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101711

16-20 Majid Omidi Arjenaki and Hamed Reza Zarif Sanayei, Numerical investigation of energy dissipation rate in stepped spillways with lateral slopes using experimental model development approach, Modeling Earth Systems and Environment, 2020. doi.org/10.1007/s40808-020-00714-z

15-20 Bo Wang, Wenjun Liu, Wei Wang, Jianmin Zhang, Yunliang Chen, Yong Peng, Xin Liu and Sha Yang, Experimental and numerical investigations of similarity for dam-break flows on wet bed, Journal of Hydrology, 583, art. no. 124598, 2020. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124598

14-20 Halah Kais Jalal and Waqed H. Hassan, Effect of bridge pier shape on depth of scour, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, art. no. 012001, 3rd International Conference on Engineering Sciences, Kerbala, Iraq, November 4-6, 2019671. doi.org/10.1088/1757-899X/671/1/012001

13-20 Shahad R. Mohammed, Basim K. Nile and Waqed H. Hassan, Modelling stilling basins for sewage networks, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, art. no. 012111, 3rd International Conference on Engineering Sciences, Kerbala, Iraq, November 4-6, 2019671. doi.org/10.1088/1757-899X/671/1/012111

11-20 Xin Li, Liping Jin, Bernie A. Engel, Zeng Wang, Wene Wang, Wuquan He and Yubao Wang, Influence of the structure of cylindrical mobile flumes on hydraulic performance characteristics in U-shaped channels, Flow Measurement and Instrumentation, 72, art. no. 101708, 2020. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101708

10-20 Nima Aein, Mohsen Najarchi, Seyyed Mohammad Mirhosseini Hezaveh, Mohammad Mehdi Najafizadeh and Ehsanollah Zeigham, Simulation and prediction of discharge coefficient of combined weir–gate structure, Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Water Management (ahead of print), 2020. doi.org/10.1680/jwama.19.00047

03-20 Agostino Lauria, Francesco Calomino, Giancarlo Alfonsi, and Antonino D’Ippolito, Discharge coefficients for sluice gates set in weirs at different upstream wall inclinations, Water, 12, art. no. 245, 2020. doi.org/10.3390/w12010245

113-19 Ruidong An, Jia Li, Typical biological behavior of migration and flow pattern creating for fish schooling, E-Proceedings, 38th IAHR World Congress, Panama City, Panama, September 1-6, 2019.

112-19 Wenjun Liu, Bo Wang, Hang Wang, Jianmin Zhang, Yunliang Chen, Yong Peng, Xin Liu, Sha Yang, Experimental and numerical modeling of dam-break flows in wet downstream conditions, E-Proceedings, 38th IAHR World Congress, Panama City, Panama, September 1-6, 2019.

111-19 Zhang Chendi, Liu Yingjun, Xu Mengzhen, Wang Zhaoyin, The 3D numerical study on flow properties of individual step-pool, Proceedings: 14th International Symposium on River Sedimentation, Chengdu, China, September 16-19, 2019.

110-19 Mason Garfield, The effects of scour on the flow field at a bendway weir, Thesis: Colorado State University, Fort Collins, Colorado, Colorado State University, Fort Collins, Colorado.

109-19 Seth Siefken, Computational fluid dynamics models of Rio Grande bends fitted with rock vanes or bendway weirs, Thesis: Colorado State University, Fort Collins, Colorado, Colorado State University, Fort Collins, Colorado.

108-19 Benjamin Israel Devadason and Paul Schweiger, Decoding the drowning machines: Using CFD modeling to predict and design solutions to remediate the dangerous hydraulic roller at low head dams, The Journal of Dam Safety, 17.1, pp. 20-31, 2019.

106-19 Amir Ghaderi and Saeed Abbasi, CFD simulations of local scouring around airfoil-shaped bridge piers with and without collar, Sādhanā, art. no. 216, 2019. doi.org/10.1007/s12046-019-1196-8

105-19 Jacob van Alwon, Numerical and physical modelling of aerated skimming flows over stepped spillways, Thesis, University of Leeds, Leeds, United Kingdom, 2019.

100-19 E.H. Hussein Al-Qadami, A.S. Abdurrasheed, Z. Mustaffa, K.W. Yusof, M.A. Malek and A. Ab Ghani, Numerical modelling of flow characteristics over sharp crested triangular hump, Results in Engineering, 4, art. no. 100052, 2019. doi.org/10.1016/j.rineng.2019.100052

99-19 Agostino Lauria, Francesco Calomino, Giancarlo Alfonsi, and Antonino D’Ippolito, Discharge coefficients for sluice gates set in weirs at different upstream wall inclinations, Water, 12.1, art. no. 245, 2019. doi.org/10.3390/w12010245

98-19 Redvan Ghasemlounia and M. Sedat Kabdasli, Surface suspended sediment distribution pattern for an unexpected flood event at Lake Koycegiz, Turkey, Proceedings, 14th National Conference on Watershed Management Sciences and Engineering, Urmia, Iran, July 16-17, 2019.

97-19 Brian Fox, Best practices for simulating hydraulic structures with CFD, Proceedings, Dam Safety 2019, Orlando, Florida, USA, September 8-12, 2019.

96-19 John Wendelbo, Verification of CFD predictions of self-aeration onset on stepped chute spillways, Proceedings, Dam Safety 2019, Orlando, Florida, USA, September 8-12, 2019.

95-19 Pankaj Lawande, Anurag Chandorkar and Adhirath Mane, Predicting discharge rating curves for tainter gate controlled spillway using CFD simulations, Proceedings, 24th HYDRO 2019, International Conference, Hyderabad, India, December 18-20, 2019.

91-19 Gyeong-Bo Kim, Wei Cheng, Richards C. Sunny, Juan J. Horrillo, Brian C. McFall, Fahad Mohammed, Hermann M. Fritz, James Beget, and Zygmunt Kowalik , Three Dimensional Landslide Generated Tsunamis: Numerical and Physical Model Comparisons, Landslides, 2019. doi.org/10.1007/s10346-019-01308-2

85-19 Susana D. Amaral, Ana L. Quaresma, Paulo Branco, Filipe Romão, Christos Katopodis, Maria T. Ferreira, António N. Pinheiro, and José M. Santos, Assessment of retrofitted ramped weirs to improve passage of potamodromous fish, Water, 11, art. no. 2441, 2019. doi.org/10.3390/w11122441

82-19 Shubing Dai, Yong He, Jijian Yang, Yulei ma, Sheng Jin, and Chao Liang, Numerical study of cascading dam-break characteristics using SWEs and RANS, Water Supply, 2019. doi.org/10.2166/ws.2019.168

81-19 Kyong Oh Baek, Evaluation technique for efficiency of fishway based on hydraulic analysis, Journal of Korea Water Resources Association, 52.spc2, pp. 855-863, 2019. doi.org/10.3741/JKWRA.2019.52.S-2.855

80-19 Yongye Li, Yuan Gao, Xiaomeng Jia, Xihuan Sun, and Xuelan Zhang, Numerical simulations of hydraulic characteristics of a flow discharge measurement process with a plate flowmeter in a U-channel, Water, art. no. 2392, 2019. doi.org/10.3390/w11112382

76-19 Youtong Rong, Ting Zhang, Yanchen Zheng, Chunqi Hu, Ling Peng, and Ping Feng, Three-dimensional urban flood inundation simulation based on digital aerial photogrammetry, Journal of Hydrology, in press, 2019. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124308

74-19 Youtong Rong, Ting Zhang, Ling Peng, and Ping Feng, Three-dimensional numerical simulation of dam discharge and flood routing in Wudu Reservoir, Water, 11, art. no. 2157, 2019. doi.org/10.3390/w11102157

70-19 Le Thi Thu Hien, Study the flow over chute spillway by both numerical and physical models, Proceedings, pp. 845-851, 10th International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC 2019), Hanoi, Vietnam, September 25-28, 2019. doi.org/10.1007/978-981-15-0291-0_116

69-19 T. Vinh Cuong, N. Thanh Hung, V. Thanh Te, P. Anh Tuan, Analysis of spur dikes spatial layout to river bed degradation under reversing tidal flow, Proceedings, pp. 737-744, 10th International Conference on Asian and Pacific Coasts (APAC 2019), Hanoi, Vietnam, September 25-28, 2019. doi.org/10.1007/978-981-15-0291-0_101

67-19 Zongshi Dong, Junxing Wang, David Florian Vetsch, Robert Michael Boes, and Guangming Tan, Numerical simulation of air–water two-phase flow on stepped spillways behind X-shaped flaring gate piers under very high unit discharge, Water, 11, art. no. 1956, 2019. doi.org/10.3390/w11101956

66-19 Tony L. Wahl, Effect of boundary layer conditions on uplift pressures at open offset spillway joints, Sustainable and Safe Dams Around the World: Proceedings, 2019. doi.org/10.1201/9780429319778-182

65-19 John Petrie, Kun Zhang, and Mahmoud Shehata, Numerical simulation of snow deposition around living snow fences, Community Center for Environmentally Sustainable Transportation in Cold Climates (CESTiCC), Project Report, 2019.

64-19 Andrea Franco, Jasper Moernaut, Barbara Schneider-Muntau, Markus Aufleger, Michael Strasser, and Bernhard Gems, Lituya Bay 1958 Tsunami – detailed pre-event bathymetry reconstruction and 3D-numerical modelling utilizing the CFD software FLOW-3D, Natural Hazards and Earth Systems Sciences, under review, 2019. doi.org/10.5194/nhess-2019-285

63-19 J. Patarroyo, D. Damov, D. Shepherd, G. Snyder, M. Tremblay, and M. Villeneuve, Hydraulic design of stepped spillway using CFD supported by physical modelling: Muskrat Falls hydroelectric generating facility, Sustainable and Safe Dams Around the World: Proceedings, , pp. 205-219, 2019. doi.org/10.1201/9780429319778-19

61-19 A.S. Abdurrasheed, K.W. Yusof, E.H. Hussein Alqadami, H. Takaijudin, A.A. Ghani, M.M. Muhammad, A.T. Sholagberu, M.K. Zainalfikry, M. Osman, and M.S. Patel, Modelling of flow parameters through subsurface drainage modules for application in BIOECODS, Water, 11, art. no. 1823, 2019. doi.org/10.3390/w11091823

59-19 Brian Fox and Robert Feurich, CFD analysis of local scour at bridge piers, Proceedings of the Federal Interagency Sedimentation and Hydraulic Modeling Conference (SEDHYD), Reno, Nevada, June 24-28, 2019.

56-19 Pankaj Lawande, Brian Fox, and Anurag Chandorkar, Three dimensional CFD modeling of flow over a tainter gate spillway, International Dam Safety Conference, Bhubaneswar, Odisha, India, February 13-14, 2019.

49-19 Yousef Sangsefidi, Bruce MacVicar, Masoud Ghodsian, Mojtaba Mehraein, Mohammadamin Torabi, and Bruce M. Savage, Evaluation of flow characteristics in labyrinth weirs using response surface methodology, Flow Measurement and Instrumentation, Vol. 69, 2019. doi: 10.1016/j.flowmeasinst.2019.101617

43-19 Gongyun Liao, Zancheng Tang, and Fei Zhu, Self-cleaning performance of double-layer porous asphalt pavements with different granular diameters and layer combinations, 19th COTA International Conference of Transportation, Nanjing, China, July 6-8, 2019.

42-19 Tsung-Chun Ho, Gwo-Jang Hwang, Kao-Shu Hwang, Kuo-Cheng Hsieh, and Lung-Wei Chen, Experimental and numerical study on desilting efficiency of the bypassing tunnel for Nan-Hua reservoir, 3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels, Taipei, Taiwan, April 9-12, 2019.

41-19 Chang-Ting Hsieh, Sheng-Yung Hsu, and Chin-Pin Ko, Planning of sluicing tunnel in front of the Wushe dam – retrofit the existing water diversion tunnel as an example, 3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels, Taipei, Taiwan, April 9-12, 2019.

40-19 Chi-Lin Yang, Pang-ku Yang, Fu-June Wang, and Kuo-Cheng Hsieh, Study on the transportation of high-concentration sediment flow and the operation of sediment de-silting in Deji Reservoir, 3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels, Taipei, Taiwan, April 9-12, 2019.

39-19 Sam Glovik and John Wendelbo, Advanced CFD air entrainment capabilities for baffle drop structure design, NYWEA 91st Annual Meeting, New York, NY, February 3-6, 2019.

36-19 Ahmed M. Helmi, Heba T. Essawy, and Ahmed Wagdy, Three-dimensional numerical study of stacked drop manholes, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 145, No. 9, 2019. doi: 10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001414

33-19 M. Cihan Aydin, A. Emre Ulu, and Çimen Karaduman, Investigation of aeration performance of Ilısu Dam outlet using two-phase flow model, Applied Water Science, Vol. 9, No. 111, 2019. doi: 10.1007/s13201-019-0982-0

16-19 Bernard Twaróg, The analysis of the reactive work of the Alden Turbine, Technical Transactions I, Environmental Engineering, 2019. doi: 10.4467/2353737XCT.19.010.10050

14-19 Guodong Li, Xingnan Li, Jian Ning, and Yabing Deng, Numerical simulation and engineering application of a dovetail-shaped bucket, Water, Vol. 11, No. 2, 2019. doi: 10.3390/w11020242

13-19 Ilaria Rendina, Giacomo Viccione, and Leonardo Cascini, Kinematics of flow mass movements on inclined surfaces, Theoretical and Computational Fluid Dynamics, Vol. 33, No. 2, pp. 107-123, 2019. doi: 10.1007/s00162-019-00486-y

10-19 O.K. Saleh, E.A. Elnikhely, and Fathy Ismail, Minimizing the hydraulic side effects of weirs construction by using labyrinth weirs, Flow Measurement and Instrumentation, Vol. 66, pp. 1-11, 2019. doi: 10.1016/j.flowmeasinst.2019.01.016

05-19 Hakan Ersoy, Murat Karahan, Kenan Gelişli, Aykut Akgün, Tuğçe Anılan, M. Oğuz Sünnetci, Bilgehan Kul Yahşi, Modelling of the landslide-induced impulse waves in the Artvin Dam reservoir by empirical approach and 3D numerical simulation, Engineering Geology, Vol. 249, pp. 112-128, 2019. doi: 10.1016/j.enggeo.2018.12.025

96-18 Kyung-Seop Sin, Robert Ettema, Christopher I. Thornton, Numerical modeling to assess the influence of bendway weirs on flow distribution in river beds, Task 4 of Study: Native Channel Topography and Rock-Weir Structure Channel-Maintenance Techniques, U.S. Dept. of the Interior. CSU-HYD Report No. 2018-1, 2018.

95-18 Thulfikar Razzak Al-Husseini, Hayder A. Al-Yousify and Munaf A. Al-Ramahee, Experimental and numerical study of the effect of the downstream spillway face’s angle on the stilling basin’s energy dissipation, International Journal of Civil Engineering and Technology, 9.8, pp. 1327-1337, 2018.

94-18 J. Michalski and J. Wendelbo, Utilizing CFD methods as a forensic tool in pipeline systems to assess air/water transient issues, Proceedings, 7, pp. 5519-5527, 91st Water Environment Federation Technical Exhibition & Conference (WEFTEC), New Orleans, LA, United States, September 29 – October 3, 2018. doi.org/10.2175/193864718825138817

79-18 Harold Alvarez and John Wendelbo, Estudio de 3 modelos matemáticos para similar olas producidas por derrumbes en embalses y esfuerzos en compuertas, XXVIII Congreso Latinoamericano de Hidráulica, Buenos Aires, Argentina, September 2018. (In Spanish)

70-18 Michael Pfister, Gaetano Crispino, Thierry Fuchsmann, Jean-Marc Ribi and Corrado Gisonni, Multiple inflow branches at supercritical-type vortex drop shaft, Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 144, No. 11, 2018. doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001530

67-18 F. Nunes, J. Matos and I. Meireles, Numerical modelling of skimming flow over small converging spillways, 3^rd International Conference on Protection against Overtopping, June 6-8, 2018, Grange-over-Sands, UK, 2018.

66-18 Maria João Costa, Maria Teresa Ferreira, António N. Pinheiro and Isabel Boavida, The potential of lateral refuges for Iberian barbel under simulated hydropeaking conditions, Ecological Engineering, Vol. 124, 2018. doi.org/10.1016/j.ecoleng.2018.07.029

63-18 Michael J. Seluga, Frederick Vincent, Samuel Glovick and Brad Murray, A new approach to hydraulics in baffle drop shafts to address dry and wet weather flow in combined sewer tunnels, North American Tunneling Conference Proceedings, June 24-27, 2018, Washington, D.C. pp. 448-461, 2018. © Society for Mining, Metallurgy & Exploration

62-18 Ana Quaresma, Filipe Romão, Paulo Branco, Maria Teresa Ferreira and António N. Pinheiro, Multi slot versus single slot pool-type fishways: A modelling approach to compare hydrodynamics, Ecological Engineering, Vol. 122, pp. 197-206, 2018. doi.org/10.1016/j.ecoleng.2018.08.006

57-18 Amir Isfahani, CFD modeling of piano key weirs using FLOW-3D, International Dam Safety Conference, January 23-24, 2018, Thiruvananthapuram, Kerala, India; Technical Session 1A, Uncertainties and Risk Management in Dams, 2018.

49-18 Jessica M. Thompson, Jon M. Hathaway and John S. Schwartz, Three-dimensional modeling of the hydraulic function and channel stability of regenerative stormwater conveyances, Journal of Sustainable Water in the Built Environment, vol. 4, no.3, 2018. doi.org/10.1061/JSWBAY.0000861

46-18 A.B. Veksler and S.Z. Safin, Hydraulic regimes and downstream scour at the Kama Hydropower Plant, Power Technology and Engineering, vol. 51, no. 5, pp. 2-13, 2018. doi.org/10.1007/s10749-018-0862-z

45-18 H. Omara and A. Tawfik, Numerical study of local scour around bridge piers, 9^th Annual Conference on Environmental Science and Development, Paris, France, Feb. 7-9, 2018; IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciences, vol. 151, 2018. doi.org:10.1088/1755-1315/151/1/012013

40-18 Vincent Libaud, Christophe Daux and Yanis Oukid, Practical Capacities and Challenges of 3D CFD Modelling: Feedback Experience in Engineering Projects, Advances in Hydroinformatics, pp. 767-780, 2018. doi.org/10.1007/978-981-10-7218-5_55

39-18 Khosro Morovati and Afshin Eghbalzadeh, Study of inception point, void fraction and pressure over pooled stepped spillways using FLOW-3D, International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, vol. 28, no. 4, pp.982-998, 2018. doi.org/10.1108/HFF-03-2017-0112

34-18 Tomasz Siuta, The impact of deepening the stilling basin on the characteristics of hydraulic jump, Technical Transactions, vol. 3, pp. 173-186, 2018.

32-18 Azin Movahedi, M.R. Kavianpour, M. R and Omid Aminoroayaie Yamini, Evaluation and modeling scouring and sedimentation around downstream of large dams, Environmental Earth Sciences, vol. 77, no. 8, pp. 320, 2018. doi.org/10.1007/s12665-018-7487-2

31-18 Yang Song, Ling-Lei Zhang, Jia Li, Min Chen and Yao-Wen Zhang, Mechanism of the influence of hydrodynamics on Microcystis aeruginosa, a dominant bloom species in reservoirs, Science of The Total Environment, vol. 636, pp. 230-239, 2018. doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.04.257

30-18 Shaolin Yang, Wanli Yang, Shunquan Qin, Qiao Li and Bing Yang, Numerical study on characteristics of dam-break wave, Ocean Engineering, vol. 159, pp.358-371, 2018. doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.04.011

27-18 Rachel E. Chisolm and Daene C. McKinney, Dynamics of avalanche-generated impulse waves: three-dimensional hydrodynamic simulations and sensitivity analysis, Natural Hazards and Earth System Sciences, vol. 18, pp. 1373-1393, 2018. doi.org/10.5194/nhess-18-1373-2018.

24-18 Han Hu, Zhongdong Qian, Wei Yang, Dongmei Hou and Lan Du, Numerical study of characteristics and discharge capacity of piano key weirs, Flow Measurement and Instrumentation, vol. 62, pp. 27-32, 2018. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2018.05.004

23-18 Manoochehr Fathi-Moghaddam, Mohammad Tavakol Sadrabadi and Mostafa Rahmanshahi, Numerical simulation of the hydraulic performance of triangular and trapezoidal gabion weirs in free flow condition, Flow Measurement and Instrumentation, vol. 62, pp. 93-104, 2018. doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2018.05.005

22-18 Anastasios I.Stamou, Georgios Mitsopoulos, Peter Rutschmann and Minh Duc Bui, Verification of a 3D CFD model for vertical slot fish-passes, Environmental Fluid Mechanics, June 2018. doi.org/10.1007/s10652-018-9602-z

17-18 Nikou Jalayeri, John Wendelbo, Joe Groeneveld, Andrew John Bearlin, and John Gulliver, Boundary dam total dissolved gas analysis using a CFD model, Proceedings from the U.S. Society on Dams Annual Conference, April 30 – May 4, 2018, © 2018 U.S. Society on Dams.

12-18 Bernard Twaróg, Interaction between hydraulic conditions and structures – fluid structure interaction problem solving. A case study of a hydraulic structure, Technical Transactions 2/2018, Environmental Engineering, DOI: 10.4467/2353737XCT.18.029.8002

06-18 Oscar Herrera-Granados, Turbulence Flow Modeling of One-Sharp-Groyne Field, © Springer International Publishing AG 2018, M. B. Kalinowska et al. (eds.), Free Surface Flows and Transport Processes, GeoPlanet: Earth and Planetary Sciences, https://doi.org/10.1007/978-3-319-70914-7_12

05-18 Shangtuo Qian, Jianhua Wu, Yu Zhou and Fei Ma, Discussion of “Hydraulic Performance of an Embankment Weir with Rough Crest” by Stefan Felder and Nushan Islam, J. Hydraul. Eng., 2018, 144(4): 07018003, © ASCE.

04-18 Faezeh Tajabadi, Ehsan Jabbari and Hamed Sarkardeh, Effect of the end sill angle on the hydrodynamic parameters of a stilling basin, DOI 10.1140/epjp/i2018-11837-y, Eur. Phys. J. Plus (2018) 133: 10

03-18 Dhemi Harlan, Dantje K. Natakusumah, Mohammad Bagus Adityawan, Hernawan Mahfudz and Fitra Adinata, 3D Numerical Modeling of Flow in Sedimentation Basin, MATEC Web of Conferences 147, 03012 (2018), https://doi.org/10.1051/matecconf/201814703012 SIBE 2017

02-18 ARKAN IBRAHIM, AZHEEN KARIM and Mustafa GÜNAL, Simulation of local scour development downstream of broad-crested weir with inclined apron, European Journal of Science and Technology Special Issue, pp. 57-61, January 2018, Copyright © 2017 EJOSAT.

62-17 Abbas Mansoori, Shadi Erfanian and Farhad Khamchin Moghadam, A study of the conditions of energy dissipation in stepped spillways with A-shaped step using FLOW-3D, Civil Engineering Journal, 3.10, 2017.

57-17 Ben Modra, Brett Miller, Nigel Moon and Andrew Berghuis, Physical model testing of a bespoke articulated concrete block (ACB) fishway, 13th Hydraulics in Water Engineering Conference, Sydney, Nov. 13-18, 2017; Engineers Australia, pp. 301-309, 2017.

53-17 C. Gonzalez, U. Baeumer and C. Russell, Natural disaster relief and recovery arrangements Fitzroy project, bridge scour remediation, 13th Hydraulics in Water Engineering Conference, Sydney. Nov. 13-18, 2017; Engineers Australia, pp. 274-281, 2017.

52-17 Nigel Moon, Russell Merz, Sarah Luu and Daley Clohan, Utilising CFD modelling to conceptualise a novel rock ramp fishway design, 13th Hydraulics in Water Engineering Conference, Sydney, Nov. 13-18, 2017; Engineers Australia, pp. 382-389, 2017.

50-17 B.M. Crookston, R.M. Anderson and B.P. Tullis, Free-flow discharge estimation method for Piano Key weir geometries, Journal of Hydro-environment Research (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.jher.2017.10.003.

46-17 Michael Sturn, Bernhard Gems, Markus Aufleger, Bruno Mazzorana, Maria Papathoma-Köhle and Sven Fuchs, Scale Model Measurements of Impact Forces on Obstacles Induced by Bed-load Transport Processes, Proceedings of the 37th IAHR World Congress August 13 – 18, 2017, Kuala Lumpur, Malaysia.

43-17 Paula Beceiro, Maria do Céu Almeida and Jorge Matos, Numerical modelling of air-water flows in sewer drops, Available Online 28 April 2017, wst2017246; DOI: 10.2166/wst.2017.246

42-17 Arnau Bayon, Juan Pablo Toro, Fabián A.Bombardelli, Jorge Matose and Petra Amparo López-Jiménez, Influence of VOF technique, turbulence model and discretization scheme on the numerical simulation of the non-aerated, skimming flow in stepped spillways, Journal of Hydro-environment Research, Available online 26 October 2017

40-17 Sturm M, Gems B, Mazzorana B, Gabl R and Aufleger M, Validation of physical and 3D numerical modelling of hydrodynamic flow impacts on objects (Validierung experimenteller und 3-D-numerischer Untersuchungen zur Einwirkung hydrodynamischer Fließprozesse auf Objekte), Bozen-Bolzano Institutional Archive (BIA), ISSN: 0043-0978, https://bia.unibz.it/handle/10863/3893, 2017

38-17 Tsung-Hsien Huang, Chyan-Deng Jan, and Yu-Chao Hsu, Numerical Simulations of Water Surface Profiles and Vortex Structure in a Vortex Settling Basin by using FLOW-3D, Journal of Marine Science and Technology, Vol. 25, No. 5, pp. 531-542 (2017) 531, DOI: 10.6119/JMST-017-0509-1

36-17 Jacob van Alwon, Duncan Borman and Andrew Sleigh, Numerical Modelling of Aerated Flows Over Stepped Spillways, 37th IAHR World Congress, 2017.

35-17 Abolfazl Nazari Giglou, John Alex Mccorquodale and Luca Solari, Numerical study on the effect of the spur dikes on sedimentation pattern, Ain Shams Engineering Journal, Available online 8 March 2017.

33-17 Giovanni De Cesare, Khalid Essyad, Paloma Furlan, Vu Nam Khuong, Sean Mulligan, Experimental study at prototype scale of a self-priming free surface siphon, Congrès SHF : SIMHYDRO 2017, Nice, 14-16 June

32-17 Kathryn Plymesser and Joel Cahoon, Pressure gradients in a steeppass fishway using a computational fluid dynamics model, Ecological Engineering 108 (2017) 277–283.

31-17 M. Ghasemi, S. Soltani-Gerdefaramarzi, The Scour Bridge Simulation around a Cylindrical Pier Using FLOW-3D, Journal of Hydrosciences and Environment 1(2): 2017 46-54

27-17 John Wendelbo and Brian Fox, CFD modeling of Piano Key weirs: validation and numerical parameter space analysis, 2017 Dam Safety, San Antonio, September 10-14, 2017, Copyright © 2017 Association of State Dam Safety Officials, Inc. All Rights Reserved.

26-17 Brian Fox and John Wendelbo, Numerical modeling of Piano Key Weirs using FLOW-3D, USSD Annual Conference, Anaheim, CA, April 3- 7, 2017

25-17 Rasoul Daneshfaraz, Sina Sadeghfam and Ali Ghahramanzadeh, Three-dimensional Numerical Investigation of Flow through Screens as Energy Dissipators, Canadian Journal of Civil Engineering, https://doi.org/10.1139/cjce-2017-0273

23-17 J.M, Duguay, R.W.J. Lacey and J. Gaucher, A case study of a pool and weir fishway modeled with OpenFOAM and FLOW-3D, Ecological Engineering, Volume 103, Part A, June 2017, Pages 31-42

22-17 Hanif Pourshahbaz, Saeed Abbasi and Poorya Taghvaei, Numerical scour modeling around parallel spur dikes in FLOW-3D, https://doi.org/10.5194/dwes-2017-21, Drinking Water Engineering and Science, © Author(s) 2017

21-17 Hamid Mirzaei, Zohreh Heydari and Majid Fazli, The effect of meshing and comparing different models of turbulence in topographic prediction of bed and amplitude of flow around the groin in 90-degree arc with movable bed, Modeling Earth Systems and Environment, pp 1–16, July 2017

13-17 Lan Qi, Hui Chen, Xiao Wang, Wencai Fei and Donghai Liu, Establishment and application of three-dimensional realistic river terrain in the numerical modeling of flow over spillways, Water Science & Technology: Water Supply | in press | 2017.

11-17 Allison, M.A., Yuill, B.T., Meselhe, E.A., Marsh, J.K., Kolker, A.S., Ameen, A.D., Observational and numerical particle tracking to examine sediment dynamics in a Mississippi River delta diversion, Estuarine, Coastal and Shelf Science (2017), doi: 10.1016/j.ecss.2017.06.004.

09-17 Hamid Mirzaei, Zohreh Heydari and Majid Fazli, The effect of meshing and comparing different turbulence models in predicting the topography of bed and flow field in the 90 degree bend with moving bed, M. Model. Earth Syst. Environ. (2017). doi:10.1007/s40808-017-0336-6

03-17 Luis G. Castillo and José M. Carrillo, Comparison of methods to estimate the scour downstream of a ski jump, Civil Engineering Department, Universidad Politécnica de Cartagena, UPCT Paseo Alfonso XIII, 52 – 30203 Cartagena, Spain, International Journal of Multiphase Flow 92 (2017) 171–180.

103-16 Daniel Valero and Rafael Garcia-Bartual, Calibration of an Air Entrainment Model for CFD Spillway Applications, Advances in Hydroinformatics, P. Gourbesville et al. (eds), pp. 571-582, 2016. doi.org/10.1007/978-981-287-615-7_38

97-16 M. Taghavi and H. Ghodousi, A Comparison on Discharge Coefficients of Side and Normal Weirs with Suspended Flow Load using FLOW-3D, Indian Journal of Science and Technology, Vol 9(3), doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i3/78537, January 2016.

96-16 Luis G. Castillo and José M. Carrillo, Scour, Velocities and Pressures Evaluations Produced by Spillway and Outlets of Dam, Water 2016, 8(3), 68; doi.org/10.3390/w8030068.

95-16 Majid Heydari and Alireza KhoshKonesh, The Comparison of the Performance of Prandtl Mixing Length, Turbulence Kinetic Energy, K-e, RNG and LES Turbulence Models in Simulation of the Positive Wave Motion Caused by Dam Break on the Erodible Bed, Indian Journal of Science and Technology, Vol 9(7), 2016. doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i7/87856

93-16 Saleh I. Khassaf, Ali N. Attiyah and Hayder A. Al-Yousify, Experimental investigation of compound side weir with modeling using computational fluid dynamic, International Journal of Energy and Environment, Volume 7, Issue 2, 2016 pp.169-178

92-16 Jason Duguay and Jay Lacey, Modeling: OpenFOAM CFD Modeling Case Study of a Pool and Weir Fishway with Implications for Free-Surface Flows, International Conference on Engineering and Ecohydrology for Fish Passage 2016

90-16 Giacomo Viccione, Vittorio Bovolin and Eugenio Pugliese Carratelli, A numerical investigation of liquid impact on planar surfaces, ECCOMAS Congress 2016 VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, Greece, June 2016.

89-16 Giacomo Viccione, A numerical investigation of flow dynamics over a trapezoidal smooth open channel, ECCOMAS Congress 2016 VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, Greece, June 2016.

87-16 Jian Zhou and Subhas K. Venayagamoorthy, Numerical simulations of intrusive gravity currents interacting with a bottom-mounted obstacle in a continuously stratified ambient, Environmental Fluid Mechanics, 17; 191–209, 2016. doi: 10.1007/s10652-016-9454-3

86-16 Charles R. Ortloff, Similitude in Archaeology: Examining Agricultural System Science in PreColumbian Civilizations of Ancient Peru and Bolivia, Hydrol Current Res 7:259. doi: 10.4172/2157-7587.1000259, October 2016.

85-16 Charles R. Ortloff, New Discoveries and Perspectives on Water Management at 300 Bc – Ad 1100 Tiwanaku’s Urban Center (Bolivia), MOJ Civil Eng 1(3): 00014. DOI: 10.15406/mojce.2016.01.00014.

82-16 S. Paudel and N. Saenger, Grid refinement study for three dimensional CFD model involving incompressible free surface flow and rotating object, Computers & Fluids, Volume 143, http://dx.doi.org/10.1016/j.compfluid.2016.10.025, 17 January 2017, Pages 134–140

77-16 José A. Vásquez, Daniel M. Robb, MODELACIÓN CFD DE ROTURA DE PRESAS EN PRESENCIA DE OBSTÁCULOS, XXVII CONGRESO LATINOAMERICANO DE HIDRÁULICA, LIMA, PERÚ, 28 AL 30 DE SETIEMBRE DE 2016.

76-16 José A. Vásquez and Guilherme de Lima, MODELACIÓN CFD DE ONDAS TSUNAMI EN RESERVORIOS, LAGOS Y MINAS CAUSADAS POR DESLIZAMIENTOS DE LADERAS, XXVII CONGRESO LATINOAMERICANO DE HIDRÁULICA, LIMA, PERÚ, 28 AL 30 DE SETIEMBRE DE 2016.

75-16 Bernhard Gems, Bruno Mazzorana, Thomas Hofer, Michael Sturm, Roman Gabl and Markus Aufleger, 3-D hydrodynamic modelling of flood impacts on a building and indoor flooding processes, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 16, 1351-1368, 2016, http://www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/16/1351/2016/, doi:10.5194/nhess-16-1351-2016 © Author(s) 2016. This work is distributed under the Creative Commons Attribution 3.0 License.

74-16 Roman Gabl, Jakob Seibl, Manfred Pfeifer, Bernhard Gems and Markus Aufleger, 3D-numerische Modellansätze für die Berechnung von Lawineneinstößen in Speicher (Concepts to simulate avalanche impacts into a reservoir based on 3D-numerics), Österr Wasser- und Abfallw (2016). doi:10.1007/s00506-016-0346-z.

73-16 Sebastian Krzyzagorski, Roman Gabl, Jakob Seibl, Heidi Böttcher and Markus Aufleger, Implementierung eines schräg angeströmten Rechens in die 3D-numerische Berechnung mit FLOW-3D (Implementation of an angled trash rack in the 3D-numerical simulation with FLOW-3D), Österr Wasser- und Abfallw (2016) 68: 146. doi:10.1007/s00506-016-0299-2.

71-16 Khosro Morovati, Afshin Eghbalzadeh and Saba Soori, Numerical Study of Energy Dissipation of Pooled Stepped Spillways, Civil Engineering Journal Vol. 2, No. 5, May, 2016.

66-16 Sooyoung Kim, Seo-hye Choi and Seung Oh Lee, Analysis of Influence for Breach Flow According to Asymmetry of Breach Cross-section, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol. 17, No. 5 pp. 557-565, 2016, http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2016.17.5.557, ISSN 1975-4701 / eISSN 2288-4688.

65-16 Dae-Geun Kim, Analysis of Overflow Characteristics around a Circular-Crested Weir by Using Numerical Model, Journal of Korean Society of Water and Wastewater Vol. 30, No. 2, April 2016.

63-16 Farzad Ferdos and Bijan Dargahi, A study of turbulent flow in largescale porous media at high Reynolds numbers. Part II: flow physics, Journal of Hydraulic Research, 2016, DOI: 10.1080/00221686.2016.1211185.

62-16 Farzad Ferdos and Bijan Dargahi, A study of turbulent flow in largescale porous media at high Reynolds numbers. Part I: numerical validation, Journal of Hydraulic Research, 2016, DOI: 10.1080/00221686.2016.1211184.

60-16 Chia-Lin Chiu, Chia-Ming Fan and Shun-Chung Tsung, Numerical modeling for periodic oscillation of free overfall in a vertical drop pool, DOI: 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001236. © 2016 American Society of Civil Engineers.

54-16 Serife Yurdagul Kumcu, Investigation of Flow Over Spillway Modeling and Comparison between Experimental Data and CFD Analysis, KSCE Journal of Civil Engineering, (0000) 00(0):1-10, Copyright 2016 Korean Society of Civil Engineers, DOI 10.1007/s12205-016-1257-z.

52-16 Gharehbaghi, A., Kaya, B. and Saadatnejadgharahassanlou, Two-Dimensional Bed Variation Models Under Non-equilibrium Conditions in Turbulent Streams, H. Arab J Sci Eng (2016). doi:10.1007/s13369-016-2258-4

48-16 M. Mohsin Munir, Taimoor Ahmed, Javed Munir and Usman Rasheed, Application of Computational Flow Dynamics Analysis for Surge Inception and Propagation for Low Head Hydropower Projects, Proceedings of the Pakistan Academy of Sciences: Pakistan Academy of Sciences, A. Physical and Computational Sciences 53 (2): 177–185 (2016), Copyright © Pakistan Academy of Sciences

46-16 Manuel Gómez, Joan Recasens, Beniamino Russo and Eduardo Martínez-Gomariz, Assessment of inlet efficiency through a 3D simulation: numerical and experimental comparison, wst2016326; DOI: 10.2166/wst.2016.326, August 2016

45-16 Chia-Ying Chang, Frederick N.-F. Chou, Yang-Yih Chen, Yi-Chern Hsieh, Chia-Tzu Chang, Analytical and experimental investigation of hydrodynamic performance and chamber optimization of oscillating water column system, Energy 113 (2016) 597-614

42-16 Bung, D. and Valero, D., Application of the Optical Flow Method to Velocity Determination, In B. Crookston & B. Tullis (Eds.), Hydraulic Structures and Water System Management, 6th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures, Portland, OR, 27-30 June 2016, doi:10.15142/T3150628160853 (ISBN 978-1-884575-75-4).

41-16 Valero, D., Bung, D., Crookston, B. and Matos, J., Numerical investigation of USBR type III stilling basin performance downstream of smooth and stepped spillways, In B. Crookston & B. Tullis (Eds.), Hydraulic Structures and Water System Management. 6th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures, Portland, OR, 27-30 June 2016, doi:10.15142/T340628160853 (ISBN 978-1-884575-75-4).

40-16 Bruce M. Savage, Brian M. Crookston and Greg S. Paxson, Physical and Numerical Modeling of Large Headwater Ratios for a 15° Labyrinth Spillway, J. Hydraul. Eng., 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001186, 04016046.

36-16 Kai-Wen Hsiao, Yu-Chao Hsu, Chyan-Deng Jan, and Yu-Wen Su, Characteristics of Hydraulic Shock Waves in an Inclined Chute Contraction by Using Three Dimensional Numerical Model, Geophysical Research Abstracts, Vol. 18, EGU 2016-11505, 2016, EGU General Assembly 2016, © Author(s) 2016. CC Attribution 3.0 License.

34-16 Dunlop, S., Willig, I., Paul, G., Cabinet Gorge Dam Spillway Modifications for TDG Abatement – Design Evolution and Field Performance, In B. Crookston & B. Tullis (Eds.), Hydraulic Structures and Water System Management. 6th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures, Portland, OR, 27-30 June, 2016, doi:10.15142/T3650628160853 (ISBN 978-1-884575-75-4).

33-16 Crispino, G., Dorthe, D., Fuchsmann, T., Gisonni, C., Pfister, M., Junction chamber at vortex drop shaft: case study of Cossonay, In B. Crookston & B. Tullis (Eds.), Hydraulic Structures and Water System Management, 6th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures, Portland, OR, 27-30 June 2016, doi:10.15142/T350628160853 (ISBN 978-1-884575-75-4).

32-16 Brown, K., Crookston, B., Investigating Supercritical Flows in Curved Open Channels with Three Dimensional Numerical Modeling, In B. Crookston & B. Tullis (Eds.), Hydraulic Structures and Water System Management, 6th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures, Portland, OR, 27-30 June, 2016, doi:10.15142/T3580628160853 (ISBN 978-1-884575-75-4).

31-16 Cicero, G, Influence of some geometrical parameters on Piano Key Weir discharge efficiency,In B. Crookston & B. Tullis (Eds.), Hydraulic Structures and Water System Management, 6th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures, Portland, OR, 27-30 June, 2016, doi:10.15142/T3320628160853 (ISBN 978-1-884575-75-4).

28-16 Anthoula Gkesouli, Maria Nitsa, Anastasios I. Stamou, Peter Rutschmann and Minh Duc Bui, Modeling the effect of wind in rectangular settling tanks for water supply, DOI: 10.1080/19443994.2016.1195290, Desalination and Water Treatment, June 22, 2016.

27-16 Eugenio Pugliese Carratelli, Giacomo Viccione and Vittorio Bovolin, Free surface flow impact on a vertical wall: a numerical assessment, Theor. Comput. Fluid Dyn., DOI 10.1007/s00162-016-0386-9, February 2016.

25-16 Daniel Valero and Daniel B. Bung, Sensitivity of turbulent Schmidt number and turbulence model to simulations of jets in crossflow, Environmental Modelling & Software 82 (2016) 218e228.

24-16 Il Won Seo, Young Do Kim, Yong Sung Park and Chang Geun Song, Spillway discharges by modification of weir shapes and overflow surroundings, Environmental Earth Sciences, March 2016, 75:496, 14 March 2016

23-16 Du Han Lee, Myounghwan Kim and Dong Sop Rhee, Evacuation Safety Evaluation of Inundated Stairs Using 3D Numerical Simulation, International Journal of Smart Home Vol. 10, No. 3, (2016), pp.149-158 http://dx.doi.org/10.14257/ijsh.2016.10.3.15

22-16 Arnau Bayon, Daniel Valero, Rafael García-Bartual, Francisco Jose Valles-Moran and Amparo Lopez-Jimenez, Performance assessment of OpenFOAM and FLOW-3D in the numerical modeling of a low Reynolds number hydraulic jump, Environmental Modelling & Software 80 (2016) 322e335.

21-16 Shima Bahadori and Mehdi Behdarvandi Askar, Investigating the Effect of Relative Width on Momentum Transfer between Main Channel and Floodplain in Rough Rectangular Compound Channel Sunder Varius Relative Depth Condition, Open Journal of Geology, 2016, 6, 225-231, Published Online April 2016 in SciRes.

18-16 Ali Ahrari, Hong Lei, Montassar Aidi Sharif, Kalyanmoy Deb and Xiaobo Tan, Optimum Design of Artificial Lateral Line Systems for Object Tracking under Uncertain Conditions, COIN Report Number: 2016006

16-16 Elena Battisacco, Giovanni De Cesare and Anton J. Schleiss, Re-establishment of a uniform discharge on the Olympic fountain in Lausanne, Journal of Applied Water Engineering and Research, (2016) DOI: 10.1080/23249676.2016.1163648.

14-16 Shima Bahadori, Mehdi and Behdarvandi Askar, Investigating the Simultaneous Effect of Relative Width and Relative Roughness on Apparent Shear Stress in Symmetric Compound Rectangular Channels, JOURNAL OF CURRENT RESEARCH IN SCIENCE, ISSN 2322-5009 CODEN (USA): JCRSDJ, S (1), 2016: 654-660

12-16 Charles R. Ortloff, Hydraulic Engineering Innovations at 100 BC- AD 300 Nabataean Petra (Jordan), In conference proceedings: De Aquaeductu atque Aqua Urbium Lyciae Pamphyliae Pisidiae. The Legacy of Sextus Julius Frontinus, Antalya, Turkey, G. Wiplinger, ed. ISBN: 978-90-429-3361-3, 2016 Peeters Publisher, Leuven, Belgium.

11-16 G. Robblee, S. Kees and B.M. Crookston, Schnabel Engineering; and K. Keel, Town of Hillsborough, Ensuring Water Supply Reliability with Innovative PK Weir Spillway Design, 36th USSD Annual Meeting and Conference, Denver, CO, April 11-15, 2016

10-16 Tina Stanard and Victor Vasquez, Freese and Nichols, Inc.; Ruth Haberman, Upper Brushy Creek Water Control and Improvement District; Blake Tullis, Utah State University; and Bruce Savage, Idaho State University, Importance of Site Considerations for Labyrinth Spillway Hydraulic Design — Upper Brushy Creek Dam 7 Modernization, 36th USSD Annual Meeting and Conference, Denver, CO, April 11-15, 2016

09-16 James R. Crowder, Brian M. Crookston, Bradley T. Boyer and J. Tyler Coats, Schnabel Engineering, Cultivating Ingenuity and Safety in Alabama: The Taming of Lake Ogletree Reservoir, 36th USSD Annual Meeting and Conference, Denver, CO, April 11-15, 2016

08-16 Frank Lan, Robert Waddell and Michael Zusi, AECOM; and Brian Grant, Montana DNRC, Replacing Ruby Dam Outlet Uses Computational Fluid Dynamics to Model Energy Dissipation, 36th USSD Annual Meeting and Conference, Denver, CO, April 11-15, 2016

07-16 Elise N. Dombeck, Federal Energy Regulatory Commission, Applications of FLOW-3D for Stability Analyses of Concrete Spillways at FERC Projects, 36th USSD Annual Meeting and Conference, Denver, CO, April 11-15, 2016

06-16 Farhad Ghazizadeh and M. Azhdary Moghaddam, An Experimental and Numerical Comparison of Flow Hydraulic Parameters in Circular Crested Weir Using FLOW-3D, Civil Engineering Journal Vol. 2, No. 1, January, 2016

05-16 Sadegh Dehdar-behbahani and Abbas Parsaie, Numerical modeling of flow pattern in dam spillway’s guide wall. Case study: Balaroud dam, Iran, doi:10.1016/j.aej.2016.01.006, February 2016.

04-16 Oscar Herrera-Granados and Stanisław W. Kostecki, Numerical and physical modeling of water flow over the ogee weir of the new Niedów barrage, DOI: 10.1515/johh-2016-0013, J. Hydrol. Hydromech., 64, 2016, 1, 67–74

03-16 B. Gems, B. Mazzorana, T. Hofer, M. Sturm, R. Gabl, M. Aufleger, 3D-hydrodynamic modelling of flood impacts on a building and indoor flooding processes, Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discuss., doi:10.5194/nhess-2015-326, 2016, Manuscript under review for journal Nat. Hazards Earth Syst. Sci., Published: 19 January 2016 © Author(s) 2016. CC-BY 3.0 License.

124-15 Yousef Sangsefidi, Mojtaba Mehraein, and Masoud Ghodsian, Numerical simulation of flow over labyrinth spillways, Scientia Iranica, Transaction A, 22(5), 1779–1787, 2015.

120-15 Du Han Lee, Myounghwan Kim and Dong Sop Rhee, Analysis of Critical Evacuation Condition on Inundated Stairs Using Numerical Simulation, Advanced Science and Technology Letters Vol.120 (GST 2015), pp.522-525 http://dx.doi.org/10.14257/astl.2015.120.104

119-15 Shiqiang Ye and Paul Toth, Bank Erosion Control at Frederickhouse Dam, Ontario, CDA 2015 Annual Conference, Congrès annuel 2015 de l’ACB, Mississauga, ON, Canada, 2015 Oct 5-8

118-15 D.M. Robb and J.A. Vasquez, Numerical simulation of dam-break flows using depth-averaged hydrodynamic and three-dimensional CFD models, 22nd Canadian Hydrotechnical Conference, Montreal, Quebec, April 29 – May 2, 2015

117-15 Ashkan. Reisi, Parastoo. Salah, and Mohamad Reza. Kavianpour, Impact of Chute Walls Convergence Angle on Flow Characteristics of Spillways using Numerical Modeling, International Journal of Chemical, Environmental & Biological Sciences (IJCEBS), Volume 3, Issue 3 (2015) ISSN 2320–4087 (Online)

115-15 Ivana Vouk, Field and Numerical Investigation of Mixing and Transport of Ammonia in the Ottawa River, Master’s Thesis: Department of Civil Engineering, University of Ottawa, August 2015, © Ivana Vouk, Canada 2016.

113-15 J. Amblard, C. Pams Capoccioni, D. Nivon, L. Mellal, G. De Cesare, T. Ghilardi, M. Jafarnejad and E. Battisacco, Analysis of Ballast Transport in the Event of Overflowing of the Drainage System on High Speed Lines, International Journal of Railway Technology, Volume 4, 2015. doi:10.4203/ijr, t.4.xx.xx , ©Saxe-Coburg Publications, 2015

111-15 Y. Oukid, V. Libaud and C. Daux, 3D CFD modelling of spillways -Practical feedback on capabilities and challenges, Hydropower & Dams Issue Six, 2015

110-15 Zhiyong Zhang and Yuanping Yang, Numerical Study on Onset Condition of Scour Below Offshore Pipeline Under Reversing Tidal Flow, © EJGE, Vol. 20 [2015], Bund. 25

109-15 He Baohua, Numerical Simulation Analysis of Karst Tunnel Water Bursting Movement, © EJGE, Vol. 20 [2015], Bund. 25

105-15 Ali Yıldız and A. İhsan Martı, Comparison of Experimental Study and CFD Analysis of the Flow Under a Sluice Gate, Proceedings of International Conference on Structural Architectural and Civil Engineering Held on 21-22, Nov, 2015, in Dubai, ISBN:9788193137321

104-15 Yehui Zhu and Liquan Xie, Numerical Analysis of Flow Effects on Water Interface over a Submarine Pipeline, Resources, Environment and Engineering II: Proceedings of the 2nd Technical Congress on Resources, Environment and Engineering (CREE 2015, Hong Kong, 25-26 September 2015), Edited by Liquan Xie, CRC Press 2015, Pages 99–104, DOI: 10.1201/b19136-16.

100-15 Yizhou Xiao, Wene Wang, Xiaotao Hu, and Yan Zhou, Experimental and numerical research on portable short-throat flume in the field, Flow Measurement and Instrumentation, doi:10.1016/j.flowmeasinst.2015.11.003, Available online December 8, 2015

99-15 Mehdi Taghavi and Hesam Ghodousi, Simulation of Flow Suspended Load in Weirs by Using FLOW-3D Model, Civil Engineering Journal Vol. 1, No. 1, November 2015

98-15 Azin Movahedi, Ali Delavari and Massoud Farahi, Designing Manhole in Water Transmission Lines Using FLOW-3D Numerical Model, Civil Engineering Journal Vol. 1, No. 1, November 2015

97-15 R. Gabl, J. Seibl, B. Gems, and M. Aufleger, 3-D numerical approach to simulate the overtopping volume caused by an impulse wave comparable to avalanche impact in a reservoir, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 15, 2617-2630, doi:10.5194/nhess-15-2617-2015, 2015.

94-15 Jason Matthew Duguay and Jay Lacey, Numerical Study of an Innovative Fish Ladder Design for Perched Culverts, Canadian Journal of Civil Engineering, 10.1139/cjce-2014-0436, November 2015

92-15 H. A. Hussein, R. Abdulla and M. A. Md Said, Computational Investigation of Inlet Baffle Height on the Flow in a Rectangular Oil/Water Separator Tanks, Applied Mechanics and Materials, Vol. 802, pp. 587-592, Oct. 2015

91-15 Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari and Shiva Tavakoli, Effects of Stepped Spillway Geometry on Flow Pattern and Energy Dissipation, Arabian Journal for Science and Engineering, October 2015

87-15 Erin R. Ryan, Effects of Hydraulic Structures on Fish Passage – An Evaluation of 2D vs 3D Hydraulic Analysis Methods, Master’s Thesis: Civil and Environmental Engineering, Colorado State University, Summer 2015, Copyright by Erin Rose Ryan 2015

79-15 Ana L. Quaresma, Is CFD an efficient tool to develop pool type fishways? International Conference on Engineering and Ecohydrology for Fish Passage. Paper 20, June 24, 2015

78-15 Amir Alavi, Don Murray, Claude Chartrand and Derek McCoy, CFD Modeling Provides Value Engineering, Hydro Review, October 2015

75-15 Rebekka Czerny, Classification of flow patterns in a nature-oriented fishway based on 3D hydraulic simulation results, International Conference on Engineering and Ecohydrology for Fish Passage. Paper 39, June 22, 2015

73-15 Frank Seidel, Hybrid model approach for designing fish ways – example fish lift system at Baldeney/Ruhr and fishway at Geesthacht /Elbet, International Conference on Engineering and Ecohydrology for Fish Passage 2015

72-15 G. Guyot, B. Huber, and A. Pittion-Rossillon, Assessment of a numerical method to forecast vortices with a scaled model, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

71-15 Abbas Parsaie, Amir Hamzeh Haghiabi and Amir Moradinejad, CFD modeling of flow pattern in spillway’s approach channel, Sustainable Water Resources Management, September 2015, Volume 1, Issue 3, pp 245-251

70-15 T. Liepert, A. Kuhlmann, G. Haimer, M.D. Bui and P. Rutschmann, Optimization of Fish Pass Entrance Location at a Hydropower Plant Considering Site-Specific Constraints, Proceedings of the 14th International Conference on Environmental Science and Technology, Rhodes, Greece, 3-5 September 2015

67-15 Alkistis Stergiopoulou and Efrossini Kalkani, Towards a first CFD study of modern horizontal axis Archimedean water current turbines, Volume: 02 Issue: 04, ISO 9001:2008 Certified Journal © 2015, IRJET, July 2015

66-15 Won Choi, Jeongbae Jeon, Jinseon Park, Jeong Jae Lee and Seongsoo Yoon, System reliability analysis of downstream spillways based on collapse of upstream spillways, Int J Agric & Biol Eng, 2015; 8(4): 140－150.

64-15 Szu-Hsien Peng and Chuan Tang, Development and Application of Two-Dimensional Numerical Model on Shallow Water Flows Using Finite Volume Method, Journal of Applied Mathematics and Physics, 2015, 3, 989-996, Published Online August 2015 in SciRes. http://www.scirp.org/journal/jamp, http://dx.doi.org/10.4236/jamp.2015.38121

62-15 Cuneyt Yavuz, Ali Ersin Dincer, Kutay Yilmaz and Samet Dursun, Head Loss Estimation of Water Jets from Flip Bucket of Cakmak-1 Diversion Weir and HEPP, RESEARCH GATE, August 2015 DOI: 10.13140/RG.2.1.3650.5440

54-15 Guo-bin Xu, Li-na Zhao, and Chih Ted Yang, Derivation and verification of minimum energy dissipation rate principle of fluid based on minimum entropy production rate principle, International Journal of Sediment Research, August 2015

50-15 Vafa Khoolosi, Sedat Kabdaşli, and Sevda Farrokhpour, Modeling and Comparison of Water Waves Caused by Landslides into Reservoirs, Watershed Management 2015 © ASCE 2015.

48-15 Mohammad Rostami and Maaroof Siosemarde, Human Life Saving by Simulation of Dam Break using FLOW-3D (A Case Study: Upper Gotvand Dam), www.sciencejournal.in, Volume- 4 Issue- 3 (2015) ISSN: 2319–4731 (p); 2319–5037 (e) © 2015 DAMA International. All rights reserved.

47-15 E. Kolden, B. D. Fox, B. P. Bledsoe and M. C. Kondratieff, Modelling Whitewater Park Hydraulics and Fish Habitat in Colorado, River Res. Applic., doi: 10.1002/rra.2931, 2015

43-15 Firouz Ghasemzadeh, Behzad Parsa, and Mojtaba Noury, Numerical Study of Overflow Capacity of Spillways, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

42-15 Mario Oertel, Numerical Modeling of Free-Surface Flows in Practical Applications, Chapter 8 in Rivers – Physical, Fluvial and Environmental Processes (GeoPlanet: Earth and Planetary Sciences), by Pawel Rowiński and Artur Radecki-Pawlik, July 2, 2015

39-15 R. Gabl, J. Seibl, B. Gems, and M. Aufleger, 3-D-numerical approach to simulate an avalanche impact into a reservoir, Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discuss., 3, 4121–4157, 2015, www.nat-hazards-earth-syst-sci-discuss.net/3/4121/2015/, doi:10.5194/nhessd-3-4121-2015, © Author(s) 2015. CC Attribution 3.0 License.

37-15 Mario Oertel, Discharge Coefficients of Piano Key Weirs from Experimental and Numerical Models, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

36-15 Jessica Klein and Mario Oertel, Comparison between Crossbar Block Ramp and Vertical Slot Fish Pass via Numerical 3D CFD Simulation, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

35-15 Mario Oertel, Jan P. Balmes and Daniel B. Bung, Numerical Simulation of Erosion Processes on Crossbar Block Ramps, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

33-15 Daniel Valero and Daniel B. Bung, Hybrid Investigation of Air Transport Processes in Moderately Sloped Stepped Spillway Flows, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

32-15 Deniz Velioglu, Nuray Denli Tokyay, and Ali Ersin Dincer, A Numerical and Experimental Study on the Characteristics of Hydraulic Jumps on Rough Beds, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

31-15 J.C.C. Amorim, R.C.R. Amante, and V.D. Barbosa, Experimental and Numerical Modeling of Flow in a Stilling Basin, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

30-15 Luna B.J. César, Salas V. Christian, Gracia S. Jesús, and Ortiz M. Victor, Comparative Analysis of the Modification of Turbulence and Its Effects on a Trapezoidal Section Stilling Basin, E-proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June – 3 July, 2015, The Hague, the Netherlands

27-15 L. Castillo, J. Carrillo, and M. Álvarez, Complementary Methods for Determining the Sedimentation and Flushing in a Reservoir, J. Hydraul. Eng., 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001050 , 05015004, 2015.

22-15 Mohammad Vaghefi, Mohammad Shakerdargah and Maryam Akbari, Numerical investigation of the effect of Froude number on flow pattern around a submerged T-shaped spur dike in a 90º bend, © Turkish Journal of Engineering & Environmental Sciences, 03.04.2015, doi:10.3906/muh-1405-2

18-15 S. Michael Scurlock, Amanda L. Cox, Drew C. Baird, Christopher I. Thornton and Steven R. Abt, Hybrid Modeling of River Training Structures in Sinuous Channels, SEDHYD 2015, Joint 10th Federal Interagency Sedimentation Conference, 5th Federal Interagency Hydrologic Modeling Conference, April 19-23, 2015, Reno, Nevada

13-15 Selahattin Kocaman and Hatice Ozmen-Cagatay, Investigation of dam-break induced shock waves impact on a vertical wall, Journal of Hydrology (2015), doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2015.03.040.

12-15 Nguyen Cong Thanh and Wang Ling-Ling, Physical and Numerical Model of Flow through the Spillways with a Breast Wall, KSCE Journal of Civil Engineering (0000) 00(0):1-8, Copyright 2015 Korean Society of Civil Engineers, DOI 10.1007/s12205-015-0742-0, April 10, 2015.

10-15 Yueping Yin, Bolin Huang, Guangning Liu and Shichang Wang, Potential risk analysis on a Jianchuandong dangerous rockmass-generated impulse wave in the Three Gorges Reservoir, China, Environ Earth Sci, DOI 10.1007/s12665-015-4278-x, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015

08-15 Yue-ping Yin, Bolin Huang, Xiaoting Chen, Guangning Liu and Shichang Wang, Numerical analysis on wave generated by the Qianjiangping landslide in Three Gorges Reservoir, China, 10.1007/s10346-015-0564-7, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015

07-15 M. Vaghefi, A. Ahmadi and B. Faraji, The Effect of Support Structure on Flow Patterns Around T-Shape Spur Dike in 90° Bend Channel, Arabian Journal for Science and Engineering, February 2015,

06-15 Sajjad Mohammadpour Zalaki, Hosein Fathian, Ebrahim Zalaghi and Farhad Kalantar Hormozi, Investigation of hydraulic parameters and cavitation in Kheir Abad flood release structure, Canadian Journal of Civil Engineering, February 2015

04-15 Der-Chang Lo, Jin-Shuen Liou, and Shyy Woei Chang, Hydrodynamic Performances of Air-Water Flows in Gullies with and without Swirl Generation Vanes for Drainage Systems of Buildings, Water 2015, 7(2), 679-696; doi:10.3390/w7020679

01-15 William Daley Clohan, Three-Dimensional Numerical Simulations of Subaerial Landslide Generated Waves, Master’s Thesis: Civil Engineering, The University of British Columbia (Vancouver), January 2015 © William Daley Clohan, 2015. Available upon request.

136-14 Charles R. Ortloff, Hydraulic Engineering in 300 BCE- CE 300 Petra (Jordan), Encyclopedia of Ancient Science, Technology and Medicine in Nonwestern Cultures, Springer Publishing, Berlin Germany, 2014.

135-14 Charles R. Ortloff, Land, Labor, Water and Technology in Precolumbian South America, Encyclopedia of Ancient Science, Technology and Medicine in Nonwestern Cultures, Springer Publishing, Berlin Germany, 2014.

134-14 Charles R. Ortloff, Hydrologic Engineering of the 300 BCE- CE 1100 Precolumbian Tiwanaku State (Bolivia), Encyclopedia of Ancient Science, Technology and Medicine in Nonwestern Cultures, Springer Publishing, Berlin Germany, 2014.

133-14 Charles R. Ortloff, Water engineering at Petra (Jordan): Recreating the decision process underlying hydraulic engineering of the Wadi Mataha pipeline system, Journal of Archaeological Science, April 2014. 44. 91–97. 10.1016/j.jas.2014.01.015.

132-14 Charles R. Ortloff, Hydraulic Engineering in Ancient Peru and Bolivia, Encyclopedia of Ancient Science, Technology and Medicine in Nonwestern Cultures, Springer Publishing, Berlin Germany, 2014.

131-14 Charles R. Ortloff, Water Management in Ancient Peru, Living Reference Work Entry, Encyclopedia of Ancient Science, Technology and Medicine in Nonwestern Cultures, Springer Publishing, Berlin Germany, 2014.

130-14 Kordula Schwarzwälder and Peter Rutschmann, Sampling bacteria with a laser, Geophysical Research Abstracts Vol. 16, EGU2014-15144, 2014 EGU General Assembly 2014 © Author(s) 2014. CC Attribution 3.0 License.

129-14 Kordula Schwarzwälder, Eve Walters and Peter Rutschmann, Bacteria fate and transport in a river, Geophysical Research Abstracts Vol. 16, EGU2014-14022, 2014 EGU General Assembly 2014 © Author(s) 2014. CC Attribution 3.0 License.

127-14 Charles R. Ortloff, Hydraulic Engineering in Petra, Living Reference Work Entry, Encyclopedia of the History of Science, Technology, and Medicine in Non-Western Cultures, pp 1-13, 03 July 2014

124-14 G. Wei. M. Grünzner and F. Semler, Combination of 2D shallow water and full 3D numerical modeling for sediment transport in reservoirs and basins, Reservoir Sedimentation – Schleiss et al. (Eds) © 2014 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-02675-9.

121-14 A. Bayón-Barrachina, D. Valero, F. Vallès-Morán, and P.A. López-Jiménez, Comparison of CFD Models for Multiphase Flow Evolution in Bridge Scour Processes, 5th International Junior Researcher and Engineer Workshop on Hydraulic Structures, Spa, Belgium, 28-30 August 2014

120-14 D. Valero, R. García-Bartual and J. Marco, Optimisation of Stilling Basin Chute Blocks Using a Calibrated Multiphase RANS Model, 5th International Junior Researcher and Engineer Workshop on Hydraulic Structures, Spa, Belgium, 28-30 August 2014

119-14 R. Gabl, B. Gems, M. Plörer, R. Klar, T. Gschnitzer, S. Achleitner, and M. Aufleger, Numerical Simulations in Hydraulic Engineering, Computational Engineering, 2014, pp 195-224, April 2014

118-14 Kerilyn Ambrosini, Analysis of Flap Gate Design and Implementations for Water Delivery Systems in California and Nevada, BioResource and Agricultural Engineering, BioResource and Agricultural Engineering Department, California Polytechnic State University, San Luis Obispo, 2014

117-14 Amir Moradinejad, Abas Parssai, Mohamad Noriemamzade, Numerical Modeling of Flow Pattern In Kamal Saleh Dam Spillway Approach Channel, App. Sci. Report.10 (2), 2014: 82-89, © PSCI Publications

116-14 Luis G. Castillo and José M. Carrillo, Characterization of the Dynamic Actions and Scour Estimation Downstream of a Dam, 1st International Seminar on Dam Protection against Overtopping and Accidental Leakage, M.Á. Toledo, R. Morán, E. Oñate (Eds), Madrid, 24-25 November 2014

115-14 Luis G. Castillo, José M. Carrillo, Juan T. García, Antonio Vigueras-Rodríguez, Numerical Simulations and Laboratory Measurements in Hydraulic Jumps, 11th International Conference on Hydroinformatics, HIC 2014, New York City, USA

114-14 Du Han Lee, Young Joo Kim, and Samhee Lee, Numerical modeling of bed form induced hyporheic exchange, Paddy and Water Environment, August 2014, Volume 12, Issue 1 Supplement, pp 89-97

112-14 Ed Zapel, Hank Nelson, Brian Hughes, Steve Fry, Options for Reducing Total Dissolved Gas at the Long Lake Hydroelectric Facility, Hydrovision International, July 22-24, 2014, Nashville, TN

111-14 Jason Duguay, Jay Lace, Dave Penny and Ken Hannaford, Evolution of an Innovative Fish Ladder Design to Address Issues of Perched Culverts, 2014 Conference of the Transportation Association of Canada, Montreal, Quebec

106-14 Manuel Gomez and Eduardo Martinez, 1D, 2D and 3D Modeling of a PAC-UPC Laboratory Canal Bend, SimHydro 2014: Modelling of rapid transitory flows, 11-13 June 2014, Sophia Antipolis

105-14 Jason Duguay and Jay Lacey, Numerical Validation of an Innovative Fish Baffle Design in Response to Fish Passage Issues at Perched Culverts, CSPI Technical Bulletin, January 14, 2014

104-14 Di Ning, Di, A Computational Study on Hydraulic Jumps, including Air Entrainment, Master’s Thesis: Civil and Environmental Engineering, University of California, Davis, 2014, 1569799, Copyright ProQuest, UMI Dissertations Publishing 2014

103-14 S. M. Sayah, S. Bonanni, Ph. Heller, and M. Volpato, Physical and Numerical Modelling of Cerro del Águila Dam -Hydraulic and Sedimentation, DOI: 10.13140/2.1.5042.1122 Conference: Hydro 2014

102-14 Khosrow Hosseini, Shahab Rikhtegar, Hojat Karami, Keivan Bina, Application of Numerical Modeling to Assess Geometry Effect of Racks on Performance of Bottom Intakes, Arabian Journal for Science and Engineering, December 2014

98-14 Aysel Duru, Numerical Modelling of Contracted Sharp Crested Weirs, Master’s Thesis: The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, November 2014

97-14 M Angulo, S Liscia, A Lopez and C Lucino, Experimental validation of a low-head turbine intake designed by CFD following Fisher and Franke guidelines, 27th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems (IAHR 2014), IOP Publishing, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 22 (2013) 042014 doi:10.1088/1755-1315/22/4/042014

94-14 Hamidreza Babaali, Abolfazl Shamsai, and Hamidreza Vosoughifar, Computational Modeling of the Hydraulic Jump in the Stilling Basin with ConvergenceWalls Using CFD Codes, Arab J Sci Eng, DOI 10.1007/s13369-014-1466-z, October 2014

93-14 A.J. Vellinga, M.J.B. Cartigny, J.T. Eggenhuisen, E.W.M. Hansen, and R. Rouzairol, Morphodynamics of supercritical-flow bedforms using depth-resolved computational fluid dynamics model, International Association of Sedimentologists, Geneva, 2014.

88-14 Marcelo A. Somos-Valenzuela, Rachel E. Chisolm, Daene C. McKinney, and Denny Rivas, Inundation Modeling of a Potential Glacial Lake Outburst Flood in Huaraz, Peru, CRWR Online Report 14-01, March 2014

84-14 Hossein Shahheydari, Ehsan Jafari Nodoshan, Reza Barati, and Mehdi Azhdary Moghadam, Discharge coefficient and energy dissipation over stepped spillway under skimming flow regime, KSCE Journal of Civil Engineering, 10.1007/s12205-013-0749-3, November 2014

81-14 Gaël Epely-Chauvin, Giovanni De Cesare and Sebastian Schwindt, Numerical Modelling of Plunge Pool Scour Evolution in Non-Cohesive Sediments, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics Vol. 8, No. 4, pp. 477–487 (2014).

79-14 Liquan Xie, Yanhui Xu, and Wenrui Huang, Numerical Study on Hydrodynamic Mechanism of Sediment Trapping by Geotextile Mattress with Sloping Curtain (GMSC), Proceedings of the Eleventh (2014) Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium Shanghai, China, October 12-16, 2014 Copyright © 2014 by The International Society of Offshore and Polar Engineers, ISBN 978–1 880653 90-6: ISSN 1946-004X.

78-14 D. N. Powell and A. A. Khan, Flow Field Upstream of an Orifice under Fixed Bed and Equilibrium Scour Conditions, J. Hydraul. Eng., 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000960, 04014076, 2014.

76-14 Berk Sezenöz, Numerical Modelling of Continuous Transverse Grates for Hydraulic Efficiency, Master’s Thesis: The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, October 2014

75-14 Francesco Calomino and Agostino Lauria, 3-D Underflow of a Sluice Gate at a Channel Inlet; Experimental Results and CFD Simulations, Journal of Civil Engineering and Urbanism, Volume 4, Issue 5: 501-508 (2014)

73-14 Som Dutta, Talia E. Tokyay, Yovanni A. Cataño-Lopera, Sergio Serafinod and Marcelo H. Garcia, Application of computational fluid dynamic modeling to improve flow and grit transport in Terence J. O’Brien Water Reclamation Plant, Chicago, Illinois, Journal of Hydraulic Research, DOI: 10.1080/00221686.2014.949883, October 2014

72-14 Ali Heidari, Poria Ghassemi, Evaluation of step’s slope on energy dissipation in stepped spillway, International Journal of Engineering & Technology, 3 (4) (2014) 501-505, ©Science Publishing Corporation, www.sciencepubco.com/index.php/IJET, doi: 10.14419/ijet.v3i4.3561

70-14 M. Tabatabai, M. Heidarnejad, A. Bordbar, Numerical Study of Flow Patterns in Stilling Basin with Sinusoidal Bed using FLOW-3D Model, Advances in Environmental Biology, 8(13) August 2014, Pages: 787-792

66-14 John S. Schwartz, Keil J. Neff, Frank E. Dworak, Robert R. Woockman, Restoring riffle-pool structure in an incised, straightened urban stream channel using an ecohydraulic modeling approach, Ecol. Eng. (2014), doi.org/10.1016/j.ecoleng.2014.06.002

65-14 Laura Rozumalski and Michael Fullarton, CFD Modeling to Design a Fish Lift Entrance, Hydro Review, July 2014

64-14 Pam Waterman, Scaled for Success: Computational Fluid Dynamics Analysis Prompts Swift Stormwater System Improvements in Indianapolis, WaterWorld, August 2014.

63-14 Markus Grünzner and Peter Rutschmann, Large Eddy Simulation – Ein Beitrag zur Auflösung turbulenter Strömungsstrukturen in technischen Fischaufstiegshilfen; (LES – resolving turbulent flow in technical fish bypasses), Tagungsband Internationales Symposium in Zurich, Wasser- und Flussbau im Alpenraum, Versuchsanstalt fur Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH Zurich. In German.

62-14 Jason Duguay, Jay Lace, Dave Penny, and Ken Hannaford, Evolution of an Innovative Fish Ladder Design to Address Issues of Perched Culverts, 2014 Conference of the Transportation Association of Canada, Montreal, Quebec

60-14 Kordula Schwarzwälder, Minh Duc Bui, and Peter Rutschmann, Simulation of bacteria transport processes in a river with FLOW-3D, Geophysical Research Abstracts, Vol. 16, EGU2014-12993, 2014, EGU General Assembly 2014, © Author(s) 2014. CC Attribution 3.0 License.

58-14 Eray Usta, Numercial Investigation of Hydraulic Characteristics of Laleili Dam Spillway and Comparison with Physical Model Study, Master’s Thesis: The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, May 2014

57-14 Selahattin Kocaman, Prediction of Backwater Profiles due to Bridges in a Compound Channel Using CFD, Hindawi Publishing Corporation, Advances in Mechanical Engineering, Volume 2014, Article ID 905217, 9 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2014/905217

54-14 Ines C. Meireles, Fabian A. Bombardelli, and Jorge Matos, Air entrainment onset in skimming flows on steep stepped spillways: an analysis, (2014) Journal of Hydraulic Research, 52:3, 375-385, DOI: 10.1080/00221686.2013.878401

53-14 Charles R Ortloff, Groundwater Management in the 300 bce-1100ce Pre-Columbian City of Tiwanaku (Bolivia), Hydrol Current Res 5: 168. doi:10.4172/2157-7587.1000168, 2014

50-14 Mohanad A. Kholdier, Weir-Baffled Culvert Hydrodynamics Evaluation for Fish Passage using Particle Image Velocimetry and Computational Fluid Dynamic Techniques, Ph.D. Thesis: Utah State University (2014). All Graduate Theses and Dissertations. Paper 3078. http://digitalcommons.usu.edu/etd/3078

48-14 Yu-Heng Lin, Study on raceway pond for microalgae culturing system, Master Thesis: Department of Marine Environment and Engineering, National Sun Yat-sen University, August 2014. In Chinese

38-14 David Ingram, Robin Wallacey, Adam Robinsonz and Ian Bryden, The design and commissioning of the first, circular, combined current and wave test basin, Proceedings of Oceans 2014 MTS/IEEE, Taipei, Taiwan, IEEE, April 2014

36-14 Charles R. Ortloff, Hydraulic Engineering in Precolumbian Peru and Bolivia, The Encyclopedia of the History of Science, Technology and Medicine in Non-Western Cultures, Springer-Verlag, Volumes II and III, Heidelberg, Germany, 2014.

35-14 Charles R. Ortloff, Hydraulic Engineering in BC 100- AD 300 Petra (Jordan), The Encyclopedia of the History of Science, Technology and Medicine in Non-Western Cultures, Springer-Verlag, Volumes II and III, Heidelberg, Germany, 2014.

34-14 Charles R. Ortloff, Hydraulic Engineering in Precolumbian Peru and Bolivia, The Encyclopedia of the History of Science, Technology and Medicine in Non-Western Cultures, Springer-Verlag, Volumes II and III, Heidelberg, Germany, 2014.

33-14 Roman Gabl, Bernhard Gems, Giovanni De Cesare, and Markus Aufleger, Contribution to Quality Standards for 3D-Numerical Simulations with FLOW-3D, Wasserwirtschaft (ISSN: 0043-0978), vol. 104, num. 3, p. 15-20, Wiesbaden: Springer Vieweg-Springer Fachmedien Wiesbaden Gmbh, 2014. Available for download at the University of Innsbruck. In German.

31-14 E. Fadaei-Kermani and G.A. Barani, Numerical simulation of flow over spillway based on the CFD method, Scientia Iranica A, 21(1), 91-97, 2014

30-14 Luis G. Castillo and José M. Carrillo, Scour Analysis Downstream of Paute-Cardenillo Dam, © 3rd IAHR Europe Congress, Book of Proceedings, 2014, Porto, Portugal.

29-14 L. G. Castillo, M. A. Álvarez, and J. M. Carrillo, Numerical modeling of sedimentation and flushing at the Paute-Cardenillo Reservoir, ASCE-EWRI. International Perspective on Water Resources and Environment Quito, January 8-10, 2014

28-14 L. G. Castillo and J. M. Carrillo, Scour estimation of the Paute-Cardenillo Dam, ASCE-EWRI. International Perspective on Water Resources and Environment Quito, January 8-10, 2014.

27-14 Luis G. Castillo, Manual A. Álvarez and José M. Carrillo, Analysis of Sedimentation and Flushing into the Reservoir Paute-Cardenillo, © 3rd IAHR Europe Congress, Book of Proceedings, 2014, Porto, Portugal.

24-14 Carter R. Newell and John Richardson, The Effects of Ambient and Aquaculture Structure Hydrodynamics on the Food Supply and Demand of Mussel Rafts, Journal of Shellfish Research, 33(1):257-272, DOI: http://dx.doi.org/10.2983/035.033.0125, 0125, 2014.

16-14 Han Hu, Jiesheng Huang, Zhongdong Qian, Wenxin Huai, and Genjian Yu, Hydraulic Analysis of Parabolic Flume for Flow Measurement, Flow Measurement and Instrumentation, http://dx.doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2014.03.002, 2014.

14-14 Seung Oh Lee, Sooyoung Kim, Moonil Kim, Kyoung Jae Lim and Younghun Jung, The Effect of Hydraulic Characteristics on Algal Bloom in an Artificial Seawater Canal: A Case Study in Songdo City, South Korea, Water 2014, 6, 399-413; doi:10.3390/w6020399, ISSN 2073-4441, www.mdpi.com/journal/water

13-14 Kathryn Elizabeth Plymesser, Modeling Fish Passage and Energy Expenditure for American Shad in a Steeppass Fishway using Computational Fluid Dynamics, Ph.D. Thesis: Montana State University, January 2014, © Kathryn Elizabeth Plymesser, 2014, All Rights Reserved.

12-14 Sangdo An and Pierre Y. Julien, Three-Dimensional Modeling of Turbid Density Currents in Imha Reservoir, J. Hydraul. Eng., 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000851, 05014004, 2014.

09-14 B. Gems, M. Wörndl, R. Gabl, C. Weber, and M. Aufleger, Experimental and numerical study on the design of a deposition basin outlet structure at a mountain debris cone, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 14, 175–187, 2014, www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/14/175/2014/, doi:10.5194/nhess-14-175-2014, © Author(s) 2014. CC Attribution 3.0 License.

07-14 Charles R. Ortloff, Water Engineering at Petra (Jordan): Recreating the Decision Process underlying Hydraulic Engineering of the Wadi Mataha Pipeline System, Journal of Archaeological Science, Available online January 2014.

06-14 Hatice Ozmen-Cagatay, Selahattin Kocaman, Hasan Guzel, Investigation of dam-break flood waves in a dry channel with a hump, Journal of Hydro-environment Research, Available online January 2014.

05-14 Shawn P. Clark, Jonathan Scott Toews, and Rob Tkach, Beyond average velocity: Modeling velocity distributions in partially-filled culverts to support fish passage guidelines, International Journal of River Basin Management, DOI: 10.1080/15715124.2013.879591, January 2014.

04-14 Giovanni De Cesare, Martin Bieri, Stéphane Terrier, Sylvain Candolfi, Martin Wickenhäuser and Gaël Micoulet, Optimization of a Shared Tailrace Channel of Two Pumped-Storage Plants by Physical and Numerical Modeling, Advances in Hydroinformatics Springer Hydrogeology 2014, pp 291-305.

03-14 Grégory Guyot, Hela Maaloul and Antoine Archer, A Vortex Modeling with 3D CFD, Advances in Hydroinformatics Springer Hydrogeology 2014, pp 433-444.

02-14 Géraldine Milési and Stéphane Causse, 3D Numerical Modeling of a Side-Channel Spillway, Advances in Hydroinformatics Springer Hydrogeology 2014, pp 487-498.

01-14 Mohammad R. Namaee, Mohammad Rostami, S. Jalaledini and Mahdi Habibi, A 3-Dimensional Numerical Simulation of Flow Over a Broad-Crested Side Weir, Advances in Hydroinformatics, Springer Hydrogeology 2014, pp 511-523.

104-13 Alireza Nowroozpour, H. Musavi Jahromi and A. Dastgheib, Studying different cases of wedge shape deflectors on energy dissipation in flip bucket using CFD model, Proceedings, 6th International Perspective on Water Resources & the Environment Conference (IPWE), Izmir, Turkey, January 7-9, 2013.

102-13 Shari Dunlop, Isaac Willig and Roger L. Kay, Emergency Response to Erosion at Fort Peck Spillway: Hydraulic Analysis and Design, ICOLD 2013 International Symposium, Seattle, WA.

101-13 Taeho Kang and Heebeom Shin, Dam Emergency Action Plans in Korea, ICOLD 2013 International Symposium, Seattle, WA.

100-13 John Hess, Jeffrey Wisniewski, David Neff and Mike Forrest, A New Auxiliary Spillway for Folsom Dam, ICOLD 2013 International Symposium, Seattle, WA.

98-13 Neda Sharif and Amin Rostami Ravori, Experimental and Numerical Study of the Effect of Flow Separation on Dissipating Energy in Compound Bucket, 2013 5th International Conference on Chemical, Biological and Environmental Engineering (ICBEE 2013); 2013 2nd International Conference on Civil Engineering (ICCEN 2013)

97-13 A. Stergiopoulou, V. Stergiopoulos, and E. Kalkani, Contributions to the Study of Hydrodynamic Behaviour of Innovative Archimedean Screw Turbines Recovering the Hydropotential of Watercourses and of Coastal Currents, Proceedings of the 13th International Conference on Environmental Science and Technology Athens, Greece, 5-7 September 2013

96-13 Shokry Abdelaziz, Minh Duc Bui, Namihira Atsushi, and Peter Rutschmann, Numerical Simulation of Flow and Upstream Fish Movement inside a Pool-and-Weir Fishway, Proceedings of 2013 IAHR World Congress, Chengdu, China

95-13 Guodong Li, Lan Lang, and Jian Ning, 3D Numerical Simulation of Flow and Local Scour around a Spur Dike, Proceedings of 2013 IAHR World Congress, Chengdu, China

93-13 Matthew C. Kondratieff and Eric E. Richer, Stream Habitat Investigations and Assistance, Federal Aid Project F-161-R19, Federal Aid in Fish and Wildlife Restoration, Job Progress Report, Colorado Parks & Wildlife, Aquatic Wildlife Research Section, Fort Collins, Colorado, August 2013. Available upon request

91-13 Cecia Millán Barrera, Víctor Manuel Arroyo Correa, Jorge Armando Laurel Castillo, Modeling contaminant transport with aerobic biodegradation in a shallow water body, Proceedings of 2013 IAHR Congress © 2013 Tsinghua University Press, Beijing

80-13 Brian Fox, Matthew Kondratieff, Brian Bledsoe, Christopher Myrick, Eco-Hydraulic Evaluation of Whitewater Parks as Fish Passage Barriers, International Conference on Engineering and Ecohydrology for Fish Passage, June 25-27, 2013, Oregon State University. Presentation available for download on the Scholarworks site.

79-13 Changsung Kim, Jongtae Kim, Joongu Kang, Analysis of the Cause for the Collapse of a Temporary Bridge Using Numerical Simulation, Engineering, 2013, 5, 997-1005, (http://www.scirp.org/journal/eng), Copyright © 2013 Changsung Kim et al. Published Online December 2013

76-13 Riley J. Olsen, Michael C. Johnson, and Steven L. Barfuss, Low-Head Dam Reverse Roller Remediation Options, Journal of Hydraulic Engineering, November 2013; doi:10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000848.

72-13 M. Pfister, E. Battisacco, G. De Cesare, and A.J. Schleiss, Scale effects related to the rating curve of cylindrically crested Piano Key weirs, Labyrinth and Piano Key Weirs II – PKW 2013 – Erpicum et al. (eds), © 2014 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-00085-8.

71-13 F. Laugier, J. Vermeulen, and V. Lefebvre, Overview of Piano KeyWeirs experience developed at EDF during the past few years, Labyrinth and Piano Key Weirs II – PKW 2013 – Erpicum et al. (eds), © 2014 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-00085-8.

70-13 G.M. Cicero, J.R. Delisle, V. Lefebvre, and J. Vermeulen, Experimental and numerical study of the hydraulic performance of a trapezoidal Piano Key weir, Labyrinth and Piano Key Weirs II – PKW 2013 – Erpicum et al. (eds, © 2014 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-00085-8.

69-13 V. Lefebvre, J. Vermeulen, and B. Blancher, Influence of geometrical parameters on PK-Weirs discharge with 3D numerical analysis, Labyrinth and Piano Key Weirs II – PKW 2013 – Erpicum et al. (eds), © 2014 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-00085-8.

65-13 Alkistis Stergiopoulou and Efrossini Kalkani, Towards a First CFD Study of Innovative Archimedean Inclined Axis Hydropower Turbines, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), ISSN: 2278-0181, Vol. 2 Issue 9, September 2013.

58-13 Timothy Sassaman, Andrew Johansson, Ryan Jones, and Marianne Walter, Hydraulic Analysis of a Pumped Storage Pond Using Complementary Methods, Hydrovision 2013 Conference Proceedings, Denver, CO, July 2013.

57-13 Jose Vasquez, Kara Hurtig, and Brian Hughes, Computational Fluid Dynamics (CFD) Modeling of Run-of-River Intakes, Hydrovision 2013 Conference Proceedings, Denver, CO July 2013.

56-13 David Souders, Jayesh Kariya, and Jeff Burnham, Validation of a Hybrid 3-Dimensional and 2-Dimensional Flow Modeling Technique for an Instanenous Dam-Break, Hydrovision 2013 Conference Proceedings, Denver, CO July 2013.

55-13 Keith Moen, Dan Kirschbaum, Joe Groeneveld, Steve Smith and Kimberly Pate, Sluiceway Deflector Design as part of the Boundary TDG Abatement Program, Hydrovision 2013 Conference Proceedings, Denver, CO, July 2013.

54-13 S. Temeepattanapongsa, G. P. Merkley, S. L. Barfuss and B. Smith, Generic unified rating for Cutthroat flumes, Irrig Sci, DOI 10.1007/s00271-013-0411-3, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013, August 2013.

53-13 Hossein Afshar and Seyed Hooman Hoseini, Experimental and 3-D Numerical Simulation of Flow over a Rectangular Broad-Crested Weir, International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), ISSN: 2249-8958, Volume 2, Issue 6, August 2013

52-13 Abdulmajid Matinfard (Kabi), Mohammad Heidarnejad, Javad Ahadian, Effect of Changes in the Hydraulic Conditions on the Velocity Distribution around a L-Shaped Spur Dike at the River Bend, Technical Journal of Engineering and Applied Sciences Available online at www.tjeas.com ©2013 TJEAS Journal-2013-3-16/1862-1868 ISSN 2051-0853 ©2013 TJEAS

51-13 Elham Radaei, Sahar Nikbin, and Mahdi Shahrokhi, Numerical Investigation of Angled Baffle on the Flow Pattern in a Rectangular Primary Sedimentation Tank, RCEE, Research in Civil and Environmental Engineering 1 (2013) 79-91.

48-13 Mohammad Kayser, Mohammed A. Gabr, Assessment of Scour on Bridge Foundations by Means of In Situ Erosion Evaluation Probe, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 0361-1981 (Print), Volume 2335 / 2013, pp 72-78. 10.3141/2335-08, August 2013.

47-13 Wei Ping Yin et al., 2013, Three-Dimensional Water Temperature and Hydrodynamic Simulation of Xiangxi River Estuary, Advanced Materials Research, 726-731, 3212, August, 2013.

41-13 N. Nekoue, R. Mahajan, J. Hamrick, and H. Rodriguez, Selective Withdrawal Hydraulic Study Using Computational Fluid Dynamics Modeling, World Environmental and Water Resources Congress 2013: pp. 1808-1813. doi: 10.1061/9780784412947.177.

40-13 Eleanor Kolden, Modeling in a three-dimensional world: whitewater park hydraulics and their impact on aquatic habitat in Colorado, Thesis: Master of Science, Civil and Environmental Engineering, Colorado State University. Full thesis available online at Colorado State University.

38-13 Prashant Huddar P.E. and Yashodhan Dhopavkar, CFD Use in Water – Insight, Foresight, and Efficiency, CFD Application in Water Engineering, Bangalore, India, June 2013.

37-13 B. Gems, M. Wörndl, R. Gabl, C. Weber, and M. Aufleger, Experimental and numerical study on the design of a deposition basin outlet structure at a mountain debris cone, Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discuss., 1, 3169–3200, 2013, www.nat-hazards-earth-syst-sci-discuss.net/1/3169/2013/, doi:10.5194/nhessd-1-3169-2013, © Author(s) 2013. Full paper online at: Natural Hazards and Earth System Sciences.

33-13 Tian Zhou and Theodore A. Endreny, Reshaping of the hyporheic zone beneath river restoration structures: Flume and hydrodynamic experiments, Water Resources Research, DOI: 10.1002/wrcr.20384, ©2013. American Geophysical Union. All Rights Reserved.

31-13 Francesco Calomino and Agostino Lauria, MOTO ALL’IMBOCCO DI UN CANALE RETTANGOLARE CONTROLLATO DA PARATOIA PIANA. Analisi sperimentale e modellazione numerica 3D; FLOW AT THE INTAKE OF THE RECTANGULAR CHANNEL ;CONTROLLED BY A FLAT SLUICE GATE. Experimental and Numerical 3D Model, L’acqua, pp. 29-36, © Idrotecnica Italiana, 2013. In Italian and English.

30-13 Vinod V. Nair and S.K. Bhattacharyya, Numerical Study of Water Impact of Rigid Sphere under the Action of Gravity CFD Application in Water Engineering, Bangalore, India, June 2013. Abstract only.

29-13 Amar Pal Singh, Faisal Bhat, Ekta Gupta, 3-D Spillway Simulations of Ratle HEP (J&K) for the Assessment of Design Alternatives to be Tested in Model Studies, CFD Application in Water Engineering, Bangalore, India, June 2013.

28-13 Shun-Chung Tsung, Jihn-Sung Lai, and Der-Liang Young, Velocity distribution and discharge calculation at a sharp-crested weir, Paddy Water Environ, DOI 10.1007/s10333-013-0378-y, © Springer Japan 2013, May 2013.

27-13 Karen Riddette and David Ho, Assessment of Spillway Modeling Using Computational Fluid Dynamics, ANCOLD Proceedings of Technical Groups, 2013.

21-13 Tsung-Hsien Huang and Chyan-Deng Jan, Simulation of Velocity Distribution for Water Flow in a Vortex-Chamber-Type Sediment Extractor, EGU General Assembly 2013, held 7-12 April, 2013 in Vienna, Austria, id. EGU2013-7061. Online at: http://adsabs.harvard.edu/abs/2013EGUGA..15.7061H

19-13 Riley J. Olsen, Hazard Classification and Hydraulic Remediation Options for Flat-Topped and Ogee-Crested Low- Head Dams, Thesis: Master of Science in Civil and Environmental Engineering, Utah State University, All Graduate Theses and Dissertations. Paper 1538. http://digitalcommons.usu.edu/etd/1538, 2013.

17-13 Mohammad-Hossein Erfanain-Azmoudeh and Amir Abbas Kamanbedast, Determine the Appropriate Location of Aerator System on Gotvandolia Dam’s Spillway Using FLOW-3D, American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci., 13 (3): 378-383, 2013, ISSN 1818-6769, © IDOSI Publications, 2013.

13-13 Chia-Cheng Tsai, Yueh-Ting Lin, and Tai-Wen Hsu, On the weak viscous effect of the reflection and transmission over an arbitrary topography, Phys. Fluids 25, 043103 (2013); http://dx.doi.org/10.1063/1.4799099 (21 pages).

07-13 M. Kayser and M. A. Gabr, Scour Assessment of Bridge Foundations Using an In Situ Erosion Evaluation Probe (ISEEP), 92nd Transportation Research Board Annual Meeting, January 13-17, 2013, Washington, D.C.

06-13 Yovanni A. Cataño-Lopera, Blake J. Landry, Jorge D. Abad, and Marcelo H. García, Experimental and Numerical Study of the Flow Structure around Two Partially Buried Objects on a Deformed Bed, Journal of Hydraulic Engineering © ASCE /March 2013, 269-283.

04-13 Safinaz El-Solh, SPH Modeling of Solitary Waves and Resulting Hydrodynamic Forces on Vertical and Sloping Walls, Thesis: Master of Applied Science in Civil Engineering, Department of Civil Engineering, University of Ottawa, October 2012, © Safinaz El-Solh, Ottawa, Canada, 2013. Full paper available online at uOttawa.

108-12 Hatice Ozmen-Cagatay and Selahattin Kocaman, Investigation of Dam-Break Flow Over Abruptly Contracting Channel With Trapezoidal-Shaped Lateral Obstacles, Journal of Fluids Engineering © 2012 by ASME August 2012, Vol. 134 / 081204-1

102-12 B.M. Crookston, G.S. Paxson, and B.M. Savage, Hydraulic Performance of Labryinth Weirs for High Headwater Ratios, 4th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures, 9-11 February 2012, Porto, Portugal, ISBN: 978-989-8509-01-7.

101-12 Jungseok Ho and Wonil Kim, Discrete Phase Modeling Study for Particle Motion in Storm Water Retention, KSCE Journal of Civil Engineering (2012) 16(6):1071-1078, DOI 10.1007/s12205-012-1304-3.

99-12 Charles R. Ortloff and Michael E. Mosely, Environmental change at a Late Archaic period site in north central coast Perú, Ñawpa Pacha, Journal of Andean Archaeology, Volume 32, Number 2 / December 2012, ISSN: 0077-6297 (Print); 2051-6207 (Online), Left Coast Press, Inc.

98-12 Tao Wang and Vincent H. Chu, Manning Friction in Steep Open-channel Flow, Seventh International Conference on Computational Fluid Dynamics (ICCFD7), Big Island, Hawaii, July 9-13, 2012.

96-12 Zhi Yong Dong, Qi Qi Chen, Yong Gang, and Bin Shi, Experimental and Numerical Study of Hydrodynamic Cavitation of Orifice Plates with Multiple Triangular Holes, Applied Mechanics and Materials, Volumes 256-259, Advances in Civil Engineering, December 2012.

95-12 Arjmandi H., Ghomeshi M., Ahadiayn J., and Goleij G., Prediction of Plunge Point in the Density Current using RNG Turbulence Modeling, Water and Soil Science (Agricultural Science) Spring 2012; 22(1):171-185. Abstract available online at the Scientific Online Database.

84-12 Li Ping Zhao, Jian Qiu Zhang, Lei Chen, Xuan Xie, Jun Qiang Cheng, Study of Hydrodynamic Characteristics of the Sloping Breakwater of Circular Protective Facing, Advanced Materials Research (Volumes 588 – 589), Advances in Mechanics Engineering, 1781-1785, 10.4028/www.scientific.net/AMR.588-589.1781.

83-12 Parviz Ghadimi, Abbas Dashtimanesh, and Seyed Reza Djeddi, Study of water entry of circular cylinder by using analytical and numerical solutions, J. Braz. Soc. Mech. Sci. & Eng. 2012, vol.34, n.3, pp. 225-232 . ISSN 1678-5878. http://dx.doi.org/10.1590/S1678-58782012000300001.

81-12 R. Gabl, S. Achleitner, A. Sendlhofer, T. Höckner, M. Schmitter and M. Aufleger, Side-channel spillway – Hybrid modeling, Hydraulic Measurements and Experimental Methods 2012, EWRI/ASCE, August 12-15, 2012, Snowbird, Utah.

80-12 Akin Aybar, Computational Modelling of Free Surface Flow in Intake Structures using FLOW-3D Software, Thesis: MS in Civil Engineering, The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, June 2012.

74-12 Mahdi Shahrokhi, Fatemeh Rostami, Md Azlin Md Said, Saeed Reza Sabbagh Yazdi, and Syafalni Syafalni, Computational investigations of baffle configuration effects on the performance of primary sedimentation tanks, Water and Environment Journal, 22 October 2012, © 2012 CIWEM.

68-12 Jalal Attari and Mohammad Sarfaraz, Transitional Steps Zone in Steeply Stepped Spillways, 9th International Congress on Civil Engineering, May 8-10, 2012, Isfahan University of Technology (IUT), Isfahan, Iran

67-12 Mohammad Sarfaraz, Jalal Attari and Michael Pfister, Numerical Computation of Inception Point Location for Steeply Sloping Stepped Spillways, 9th International Congress on Civil Engineering, May 8-10, 2012, Isfahan University of Technology (IUT), Isfahan, Iran

62-12 Ehab A. Meselhe, Ioannis Georgiou, Mead A. Allison, John A McCorquodale, Numerical Modeling of Hydrodynamics and Sediment Transport in Lower Mississippi at a Proposed Delta Building Diversion, Journal of Hydrology, October 2012.

60-12 Markus Grünzner and Gerhard Haimerl, Numerical Simulation Downstream Attraction Flow at Danube Weir Donauwörth, 9th ISE 2012, Vienna, Austria.

59-12 M. Grünzner, A 3 Dimensional Numerical (LES) and Physical ‘Golf Ball’ Model in Comparison to 1 Dimensional Approach, Hydraulic Measurements and Experimental Methods 2012, EWRI/ASCE, August 12-15, 2012, Snowbird, Utah

58-12 Shawn P. Clark, Jonathan S. Toews, Martin Hunt and Rob Tkach, Physical and Numerical Modeling in Support of Fish Passage Regulations, 9th ISE 2012, Vienna, Austria.

57-12 Mahdi Shahrokhi, Fatemeh Rostami, Md Azlin Md Said, Syafalni, Numerical Modeling of Baffle Location Effects on the Flow Pattern of Primary Sedimentation Tanks, Applied Mathematical Modelling, Available online October 2012, http://dx.doi.org/10.1016/j.apm.2012.09.060.

50-12 Gricelda Ramirez, A Virtual Flow Meter to Develop Velocity-Index Ratings and Evaluate the Effect of Flow Disturbances on these Ratings, Master’s Thesis: Department of Civil Engineering in the Graduate College of the University of Illinois at Urbana-Champaign, 2012.

43-12 A. A. Girgidov, A. D. Girgidov and M. P. Fedorov, Use of dispersing springboards to reduce near-bottom velocity in a toe basin, Power Technology and Engineering (formerly Hydrotechnical Construction), Volume 46, Number 2 (2012), 113-115, DOI: 10.1007/s10749-012-0316-y.

40-12 Jong Pil Park, Kyung Sik Choi, Ji Hwan Jeong, Gyung Min Choi, Ju Yeop Park, and Man Woong Kim, Experimental and numerical evaluation of debris transport augmentation by turbulence during the recirculation-cooling phase, Nuclear Engineering and Design 250 (2012) 520-537

39-12 Hossein Basser, Abdollah Ardeshir, Hojat Karami, Numerical simulation of flow pattern around spur dikes series in rigid bed, 9th International Congress on Civil Engineering, May 8-10, 2012 Isfahan University of Technology (IUT), Isfahan, Iran

38-12 Sathaporn Temeepattanapongsa, Unified Equations for Cutthroat Flumes Derived from a Three-Dimensional Hydraulic Model, (2012). Thesis: Utah State University, All Graduate Theses and Dissertations. Paper 1308. Available online at: http://digitalcommons.usu.edu/etd/1308

36-12 Robert Feurich, Jacques Boubée, Nils Reidar B. Olsen, Improvement of fish passage in culverts using CFD, Ecological Engineering, Volume 47, October 2012, Pages 1–8.

35-12 Yovanni A. Cataño-Lopera and Jorge D. Abad, Flow Structure around a Partially Buried Object in a Simulated River Bed, World Environmental And Water Resources Congress 2012, Albuquerque, New Mexico, United States, May 20-24, 2012.

33-12 Fatemeh Rostami, Saeed Reza Sabbagh Yazdi, Md Azlin Md Said and Mahdi Shahrokhi, Numerical simulation of undular jumps on graveled bed using volume of fluid method, Water Science & Technology Vol 66 No 5 pp 909–917 © IWA Publishing 2012 doi:10.2166/wst.2012.213.

30-12 Saman Abbasi and Amir Abbas Kamanbedast, Investigation of Effect of Changes in Dimension and Hydraulic of Stepped Spillways for Maximization Energy Dissipation, World Applied Sciences Journal 18 (2): 261-267, 2012, ISSN 1818-4952, © IDOSI Publications, 2012, DOI: 10.5829/idosi.wasj.2012.18.02.492

24-12 Mario Oertel, Jan Mönkemöller and Andreas Schlenkhoff, Artificial stationary breaking surf waves in a physical and numerical model, Journal of Hydraulic Research, 50:3, 338-343, 2012.

23-12 Mario Oertel, Cross-bar block ramps:Flow regimes – flow resistance – energy dissipation – stability, thesis, Bericht Nr. 20, 2012, © 2011/12 Dr. Mario Oertel, Hydraulic Engineering Section, Bergische University of Wuppertal. Duplication only with author’s permission.

20-12 M. Oertel and A. Schlenkhoff, Crossbar Block Ramps: Flow Regimes, Energy Dissipation, Friction Factors, and Drag Forces, Journal of Hydraulic Engineering © ASCE, May 2012, pp. 440-448.

19-12 Mohsen Maghrebi, Saeed Alizadeh, and Rahim Lotfi, Numerical Simulation of Flow Over Rectangular Broad Crested Weir, 1st International and 3rd National Conference on Dams and Hydropower in Iran, Tehran, Iran, February 8 – February 9, 2012

18-12 Alireza Daneshkhah and Hamidreza Vosoughifar, Solution of Flow Field Equations to Investigate the Best Turbulent Model of Flow over a Standard Ogee Spillway, 1st International and 3rd National Conference on Dams and Hydropower in Iran, Tehran, Iran, February 8 – February 9, 2012

03-12 Hamed Taghizadeh, Seyed Ali Akbar Salehi Neyshabour and Firouz Ghasemzadeh, Dynamic Pressure Fluctuations in Stepped Three-Side Spillway, Iranica Journal of Energy & Environment 3 (1): 95-104, 2012, ISSN 2079-2115

02-12 Kim, Seojun, Yu, Kwonkyu, Yoon, Byungman, and Lim, Yoonsung, A numerical study on hydraulic characteristics in the ice Harbor-type fishway, KSCE Journal of Civil Engineering, 2012-02-01, Issn: 1226-7988, pp 265- 272, Volume: 16, Issue: 2, Doi: 10.1007/s12205-012-0010-5.

105-11 Hatice Ozmen Cagatay and Selahattin Kocaman, Dam-break Flow in the Presence of Obstacle: Experiment and CFD Simulation, Engineering Applications of Computational Fluid Mechancis, Vol. 5, No. 4, pp. 541-552, 2011

102-11 Sang Do An, Interflow Dynamics and Three-Dimensional Modeling of Turbid Density Currents in IMHA Reservoir, South Korea, thesis: Doctor of Philosophy, Department of Civil and Environmental Engineering at Colorado State University, 2011.

98-11 Selahattin Kocaman and Hasan Guzel, Numerical and Experimental Investigation of Dam-Break Wave on a Single Building Situated Downstream, Epoka Conference Systems, 1st International Balkans Conference on Challenges of Civil Engineering, 19-21 May 2011, EPOKA University, Tirana, Albania.

97-11 T. Endreny, L. Lautz, and D. I. Siegel, Hyporheic flow path response to hydraulic jumps at river steps: Flume and hydrodynamic models, WATER RESOURCES RESEARCH, VOL. 47, W02517, doi:10.1029/2009WR008631, 2011.

96-11 Mahdi Shahrokhi, Fatemeh Rostami, Md Azlin Md Said and Syafalni, Numerical Simulation of Influence of Inlet Configuration on Flow Pattern in Primary Rectangular Sedimentation Tanks, World Applied Sciences Journal 15 (7): 1024-1031, 2011, ISSN 1818-4952, © IDOSI Publications, 2011. Full article available online at IODSI.

94-11 Kathleen H. Frizell, Summary of Hydraulic Studies for Ladder and Flume Fishway Design- Nimbus Hatchery Fish Passage Project, Hydraulic Laboratory Report HL-2010-04, U.S. Department of the Interior Bureau of Reclamation Technical Service Center Hydraulic Investigations and Laboratory Services Group, December 2011

88-11 Abdelaziz, S, Bui, MD, Rutschmann, P, Numerical Investigation of Flow and Sediment Transport around a Circular Bridge Pier, Proceedings of the 34th World Congress of the International Association for Hydro- Environment Research and Engineering: 33rd Hydrology and Water Resources Symposium and 10th Conference on Hydraulics in Water Engineering, ACT: Engineers Australia, 2011: 2624-2630.

86-11 M. Heidarnejad, D. Halvai and M. Bina, The Proper Option for Discharge the Turbidity Current and Hydraulic Analysis of Dez Dam Reservoir, World Applied Sciences Journal 13 (9): 2052-2056, 2011, ISSN 1818-4952 © IDOSI Publications, 2011

84-11 Martina Reichstetter and Hubert Chanson, Physical and Numerical Modelling of Negative Surges in Open Channels, School of Civil Engineering at the University of Queensland, Report CH84/11, ISBN No. 9781742720388, © Reichstetter and Chanson, 2011.

83-11 Reda M. Abd El-Hady Rady, 2D-3D Modeling of Flow Over Sharp-Crested Weirs, Journal of Applied Sciences Research, 7(12): 2495-2505, ISSN 1819-544X, 2011.

78-11 S. Abbasi, A. Kamanbedast and J. Ahadian, Numerical Investigation of Angle and Geometric of L-Shape Groin on the Flow and Erosion Regime at River Bends, World Applied Sciences Journal 15 (2): 279-284, 2011, ISSN 1818-4952 © IDOSI Publications, 2011.

75-11 Mario Oertel and Daniel B. Bung, Initial stage of two-dimensional dam-break waves: laboratory versus VOF, Journal of Hydraulic Research, DOI: 10.1080/00221686.2011.639981, Available online: 08 Dec 2011.

73-11 T.N. Aziz and A.A. Khan, Simulation of Vertical Plane Turbulent Jet in Shallow Water, Advances in Civil Engineering, vol. 2011, Article ID 292904, 10 pages, 2011. doi:10.1155/2011/292904.

67-11 Chung R. Song, ASCE, Jinwon Kim, Ge Wang, and Alexander H.-D. Cheng, Reducing Erosion of Earthen Levees Using Engineered Flood Wall Surface, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 137, No. 10, October 2011, pp. 874-881, http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000500.

64-11 Mahdi Shahrokhi, Fatemeh Rostami, Md Azlin Md Said, Syafalni, The Effect of Number of Baffles on the Improvement Efficiency of Primary Sedimentation Tanks, Available online 11 November 2011, ISSN 0307-904X, 10.1016/j.apm.2011.11.001.

62-11 Jana Hadler, Klaus Broekel, Low head hydropower – its design and economic potential, World Renewable Energy Congress 2011, Sweden, May 8-13, 2011.

60-11 Md. Imtiaj Hassan and Nahidul Khan, Performance of a Quarter-Pitch Twisted Savonius Turbine, The International Conference and Utility Exhibition 2011, Pattaya City, Thailand, 28-30 September 2011.

59-11 Erin K. Gleason, Ashraful Islam, Liaqat Khan, Darrne Brinker and Mike Miller, Spillway Analysis Techniques Using Traditional and 3-D Computational Fluid Dynamics Modeling, Dam Safety 2011, National Harbor, MD, September 25-29, 2011.

58-11 William Rahmeyer, Steve Barfuss, and Bruce Savage, Composite Modeling of Hydraulic Structures, Dam Safety 2011, National Harbor, MD, September 25-29, 2011.

57-11 B. Dasgupta, K. Das, D. Basu, and R. Green, Computational Methodology to Predict Rock Block Erosion in Plunge Pools, Dam Safety 2011, National Harbor, MD, September 25-29, 2011.

56-11 Jeff Burnham, Modeling Dams with Computational Fluid Dynamics- Past Success and New Directions, Dam Safety 2011, National Harbor, MD, September 25-29, 2011.

52-11 Madhi Shahrokhi, Fatemeh Rostami, Md Azlin Md Said, and Syafalni, The Computational Modeling of Baffle Configuration in the Primary Sedimentation Tanks, 2011 2nd International Conference on Environmental Science and Technology IPCBEE vol 6. (2011) IACSIT Press, Singapore.

47-11 Stefan Haun, Nils Reidar B. Olsen and Robert Feurich, Numerical Modeling of Flow over Trapezoidal Broad-Crested Weir, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics Vol 5., No. 3, pp. 397-405, 2011.

42-11 Anu Acharya, Experimental Study and Numerical Simulation of Flow and Sediment Transport around a Series of Spur Dikes, thesis: The University of Arizona Graduate College, Copyright © Anu Acharya 2011, July 2011.

38-11 Mehdi Shahosseini, Amirabbas Kamanbedast and Roozbeh Aghamajidi, Investigation of Hydraulic Conditions around Bridge Piers and Determination of Shear Stress using Numerical Methods, World Environmental and Water Resources Congress 2011, © ASCE 2011.

35-11 L. Toombes and H. Chanson, Numerical Limitations of Hydraulic Models, 34th IAHR World Congress, 33rd Hydrology & Water Resources Symposium, 10th Hydraulics Conference, Brisbane, Australia, 26 June – 1 July 2011.

34-11 Mohammad Sarfaraz, and Jalal Attari, Numerical Simulation of Uniform Flow Region over a Steeply Sloping Stepped Spillway, 6th National Congress on Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran, April 26-27, 2011.

30-11 John Richardson and Pamela Waterman, Stemming the Flood, Mechanical Engineering, Vol. 133/No.7 July 2011

29-11 G. Möller & R. Boes, D. Theiner & A. Fankhauser, G. De Cesare & A. Schleiss, Hybrid modeling of sediment management during drawdown of Räterichsboden reservoir, Dams and Reservoirs under Changing Challenges – Schleiss & Boes (Eds), © 2011 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-0-415-68267-1.

24-11 Liaqat A. Khan, Computational Fluid Dynamics Modeling of Emergency Overflows through an Energy Dissipation Structure of a Water Treatment Plant, ASCE Conf. Proc. doi:10.1061/41173(414)155, World Environmental and Water Resources Congress 2011.

23-11 Anu Acharya and Jennifer G. Duan, Three Dimensional Simulation of Flow Field around Series of Spur Dikes, ASCE Conf. Proc. doi:10.1061/41173(414)218, World Environmental and Water Resources Congress 2011.

22-11 Mehdi Shahosseini, Amirabbas Kamanbedast, and Roozbeh Aghamajidi, Investigation of Hydraulic Conditions around Bridge Piers and Determination of Shear Stress Using Numerical Method, ASCE Conf. Proc. doi:10.1061/41173(414)435, World Environmental and Water Resources Congress 2011.

20-11 Jong Pil Park, Ji Hwan Jeong, Won Tae Kim, Man Woong Kim and Ju Yeop Park, Debris transport evaluation during the blow-down phase of a LOCA using computational fluid dynamics, Nuclear Engineering and Design, June 2011, ISSN 0029-5493, DOI: 10.1016/j.nucengdes.2011.05.017.

13-11 Ehab A. Meselhe, Myrtle Grove Delta Building Diversion Project, The Geological Society of America, South-Central Section – 45th Annual Meeting, New Orleans, Louisiana, March 2011.

12-11 Bryan Heiner and Steven L. Barfuss, Parshall Flume and Discharge Corrections Wall Staff Gauge and Centerline Measurements, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, posted ahead of print February 1, 2011, DOI:10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000355, © 2011 by the American Society of Civil Engineers.

06-11 T. Endreny, L. Lautz, and D. Siegel, Hyporheic flow path response to hydraulic jumps at river steps- Hydrostatic model simulations, Water Resources Research, Vol. 47, W02518, doi: 10.1029/2010WR010014, 2011, © 2011 by the American Geophysical Union, 0043-1397/11/2010WR010014

03-11 Jinwon Kim, Chung R. Song, Ge Wang and Alexander H.-D. Cheng Reducing Erosion of Earthen Levees Using Engineered Flood Wall Surface, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, © ASCE, January 2011.

02-11 F. Montagna, G. Bellotti and M. Di Risio, 3D numerical modeling of landslide-generated tsunamis around a conical island, Springer Link, Earth and Environmental Science, Natural Hazards, DOI: 10.1007/s11069-010-9689-0, Online First™, 7 January 2011.

83-10 S. Abdelaziz, M.D. Bui and P. Rutschmann, Numerical simulation of scour development due to submerged horizontal jet, River Flow 2010, eds. Dittrich, Koll, Aberle & Geisenhainer, © 2010 Bundesanstalt für Wasserbau, ISBN 978-3-939230-00-7.

79-10 Daniel J. Howes, Charles M. Burt, and Brett F. Sanders, Subcritical Contraction for Improved Open-Channel Flow Measurement Accuracy with an Upward-Looking ADVM, J. Irrig. Drain Eng. 2010.136:617-626.

78-10 M. Kaheh, S. M. Kashefipour, and A. Dehghani, Comparison of k-ε and RNG k-ε Turbulent Models for Estimation of Velocity Profiles along the Hydraulic Jump, presented at the 6th International Symposium on Environmental Hydraulics, Athens, Greece, June 2010.

75-10 Shahrokh Amiraslani, Jafar Fahimi, Hossein Mehdinezhad, The Numerical Investigation of Free Falling Jet’s Effect on the Scour of Plunge Pool, XVIII International Conference on Water Resources CMWR 2010 J. Carrera (Ed) CIMNE, Barcelona 2010

74-10 M. Ho Ta Khanh, Truong Chi Hien, and Dinh Sy Quat, Study and construction of PK Weirs in Vietnam (2004 to 2011), 78th Annual Meeting of the International Commission on Large Dams, VNCOLD, Hanoi, Vietnam, May 23-26, 2010.

72-10 DKH Ho and KM Riddette, Application of computational fluid dynamics to evaluate hydraulic performance of spillways in Australia, © Institution of Engineers Australia, 2010, Australian Journal of Civil Engineering, Vol 6 No 1, 2010.

71-10 Cecilia Lucino, Sergio Liscia y Gonzalo Duro, Vortex Detection in Pump Sumps by Means of CFD, XXIV Latin American Congress on Hydraulics, Punta Del Este, Uruguay, November 2010; Deteccion de Vortices en Darsenas de Bombeo Mediante Modelacion Matematica. Available in English and Spanish.

64-10 Jose (Pepe) Vasquez, Assessing Sediment Movement by CFD Particle Tracking, 2nd Joint Federal Interagency Conference, Las Vegas, Nevada, June 27-July 1, 2010.

63-10 Sung-Min Cho, Foundation Design of the Incheon Bridge, Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA Vol 41 No.4, ISSN0046-5828, December 2010.

61-10 I. Meireles, F.A. Bombardelli and J. Matos, Experimental and Numerical Investigation of the Non-Aerated Skimming Flow on Stepped Spillways Over Embankment Dams, Presented at the 2010 IAHR European Congress, Edinburgh, UK, May 4-6, 2010.

60-10 Mario Oertel, G. Heinz and A. Schlenkhoff, Physical and Numerical Modelling of Rough Ramps and Slides, Presented at the 2010 IAHR European Congress, Edinburgh, UK, May 4-6, 2010.

59-10 Fatemeh Rostami, Mahdi Shahrokhi, Md Azlin Md Said, Rozi Abdullah and Syafalni, Numerical modeling on inlet aperture effects on flow pattern in primary settling tanks, Applied Mathematical Modelling, Copyright © 2010 Elsevier Inc., DOI: 10.1016/j.apm.2010.12.007, December 2010.

56-10 G. B. Sahoo, F Bombardelli, D. Behrens and J.L. Largier, Estimation of Stratification and Mixing of a Closed River System Using FLOW-3D, American Geophysical Union, Fall Meeting 2010, abstract #H31G-1091

50-10 Sung-Duk Kim, Ho-Jin Lee and Sang-Do An, Improvement of hydraulic stability for spillway using CFD model, International Journal of the Physical Sciences Vol. 5(6), pp. 774-780, June 2010. Available online at http://www.academicjournals.org/IJPS, ISSN 1992

49-10 Md. Imtiaj Hassan, Tariq Iqbal, Nahidul Khan, Michael Hinchey, Vlastimil Masek, CFD Analysis of a Twisted Savonius Turbine, PKP Open Conference Systems, IEEE Newfoundland and Labrador Section, October 2010

46-10 Hatice Ozmen-Cagatay and Selahattin Kocaman, Dam-break flows during initial stage using SWE and RANS approaches, Journal of Hydraulic Research, Vol 48, No. 5 (2010), pp. 603-611, doi: 10.108/00221686.2010.507342, © 2010 International Association for Hydro-Environment Engineering and Research.

44-10 Marie-Hélène Briand, Catherine Tremblay, Yannick Bossé, Julian Gacek, Carola Alfaro, and Richard Blanchet, Ashlu Creek hydroelectric project- Design and optimization of hydraulic structures under construction, CDA 2010 Annual Conference, Congrès annuel 2010 de l’A CB, Niagra Falls, ON, Canada, 2010 Oct 2-7.

43-10 Gordon McPhail, Justin Lacelle, Bert Smith, and Dave MacMillan, Upgrading of Boundary Dam Spillway, CDA 2010 Annual Conference, Congrès annuel 2010 de l’A CB, Niagra Falls, ON, Canada, 2010 Oct 2-7.

40-10 Selahattin Kocamana; Galip Seckinb; Kutsi S. Erduran, 3D model for prediction of flow profiles around bridges, DOI: 10.1080/00221686.2010.507340, Journal of Hydraulic Research, Volume 48, Issue 4 August 2010, pages 521 – 525. Available online at: informaworld

38-10 Kevin M. Sydor and Pamela J. Waterman, Engineering and Design: The Value of CFD Modeling in Designing a Hydro Plant, Hydro Review, Volume 29, Issue 6, September 2010 Available online at HydroWorld.com

33-10 Fabián A. Bombardelli, Inês Meireles and Jorge Matos, Laboratory measurements and multi-block numerical simulations of the mean flow and turbulence, SpringerLink, Environmental Fluid Mechanics, Online First™, 26 August 2010

30-10 Bijan Dargahi, Flow characteristics of bottom outlets with moving gates, IAHR, Journal of Hydraulic Research, Vol. 48, No. 4 (2010), pp. 476-482, doi: 10.1080/00221686.20101.507001, © 2010 International Association for Hydro-Environment Engineering and Research

24-10 Shuang Ming Wang and Kevin Sydor, Power Intake Velocity Modeling Using FLOW-3D at Kelsey Generating Station, Canadian Dam Association Bulletin, Vol. 21. No. 2, Spring 2010, pp: 16-21

20-10 Jungseok Ho, Todd Marti and Julie Coonrod, Flood debris filtering structure for urban storm water treatment, DOI: 10.1080/00221686.2010.481834, Journal of Hydraulic Research, Volume 48, Issue 3, pages 320 – 328, June 2010.

16-10 J. Jacobsen and N. R. B. Olsen, Three-dimensional numerical modeling of the capacity for a complex spillway, Proceedings of the ICE – Water Management, Volume 163, Issue 6, pages 283 –288, ISSN: 1741-7589, E-ISSN: 1751-7729.

13-10 J. Ho, J. Coonrod, L. J. Hanna, B. W. Mefford, Hydrodynamic modelling study of a fish exclusion system for a river diversion, River Research and Applications Volume 9999, mIssue 9999, Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

12-10 Nils Rüther, Jens Jacobsen, Nils Reidar B. Olsen and Geir Vatne, Prediction of the three-dimensional flow field and bed shear stresses in a regulated river in mid-Norway, Hydrology Research Vol 41 No 2 pp 145–152 © IWA Publishing 2010, doi:10.2166/nh.2010.064.

11-10 Xing Fang, Shoudong Jiang, and Shoeb R. Alam, Numerical Simulations of Efficiency of Curb-Opening Inlets, J. Hydr. Engrg. Volume 136, Issue 1, pp. 62-66 (January 2010).

54-09 K.W. Frizell, J.P. Kubitschek, and R.F. Einhellig, Folsom Dam Joint Federal Project Existing Spillway Modeling – Discharge Capacity Studies, American River Division Central Valley Project Mid-Pacific Region, Hydraulic Laboratory Report HL-2009-02, US Department of the Interior, Bureau of Reclamation, Denver, Colorado, September 2009

50-09 Mark Fabian, Variation in Hyporheic Exchange with Discharge and Slope in a Tropical Mountain Stream, thesis: State University of New York, College of Environmental Science & Forestry, 2009. Available online: http://gradworks.umi.com/14/82/1482174.html.

48-09 Junwoo Choi, Kwang Oh Ko, and Sung Bum Yoon, 3D Numerical Simulation for Equivalent Resistance Coefficient for Flooded Built-Up Areas, Asian and Pacific Coasts 2009 (pp 245-251), Proceedings of the 5th International Conference on APAC 2009, Singapore, 13 – 16 October 2009

47-09 Young-Il Kim, Chang-Jin Ahn, Chae-Young Lee, Byung-Uk Bae, Computational Fluid Dynamics for Optimal Design of Horizontal-Flow Baffled-Channel Powdered Activated Carbon Contactors, Mary Ann Liebert, Inc. publishers, Volume: 26 Issue 1: January 15, 2009.

43-09 Charles R. Ortloff, Water Engineering in the Ancient World: Archaeological and Climate Perspectives on Societies of Ancient South America, Meso-America, the Middle East and South East Asia, Oxford University Press, ISBN13: 978-0-19-923909-2ISBN10: 0-19-923909-6, December 2009 Available at Oxford University Press (clicking on this link will take you to OUP’s website).

40-09 Ge Wang, Chung R. Song, Jinwon Kim and Alexander, H.-D Cheng, Numerical Study of Erosion-proof of Loose Sand in an Overtopped Plunging Scour Process — FLOW-3D, The 2009 Joint ASCE-ASME-SES Conference on Mechanics and Materials, Blacksburg, Virginia, June 24-27, 2009

39-09 Charles R. Ortloff, Water Engineering in the Ancient World: Archaeological and Climate Perspectives on Societies of Ancient South America, the Middle East, and South-East Asia(Hardcover), Oxford University Press, USA (October 15, 2009), ISBN-10: 0199239096; ISBN-13: 978-0199239092 Buy Water Engineering in the Ancient World on Amazon.com.

38-09 David S. Brown, Don MacDonell, Kevin Sydor, and Nicolas Barnes, An Integrated Computational Fluid Dynamics and Fish Habitat Suitability Model for the Pointe Du Bois Generating Station, CDA 2009 Annual Conference, Congres annuel 2009 de l’A CB, Whistler, BC, Canada, 2009 Oct 3-8, pdf pages: 53-66

37-09 Warren Gendzelevich, Andrew Baryla, Joe Groenveld, and Doug McNeil, Red River Floodway Expansion Project-Design and Construction of the Outlet Structure, CDA 2009 Annual Conference, Congres annuel 2009 de l’A CB, Whistler, BC, Canada, 2009 Oct 3-8, pdf pages: 13-26

36-09 Jose A. Vasquez and Jose J. Roncal, Testing River2D and FLOW-3D for Sudden Dam-Break Flow Simulations, CDA 2009 Annual Conference, Congres annuel 2009 de l’A CB, Whistler, BC, Canada, 2009 Oct 3-8, pdf pages: 44-55

33-09 Pamela J. Waterman, Modeling Commercial Aquaculture Systems Employing FLOW-3D, (clicking on this link will take you to Desktop Engineering’s website) Desktop Engineering, November 2009

29-09 Bruce M. Savage, Michael C. Johnson, Brett Towler, Hydrodynamic Forces on a Spillway- Can we calculate them?, Dam Safety 2009, Hollywood, FL, USA, October 2009

27-09 Charles “Chick” Sweeney, Keith Moen, and Daniel Kirschbaum, Hydraulic Design of Total Dissolved Gas Mitigation Measures for Boundary Dam, Waterpower XVI, © PennWell Corporation, Spokane, WA, USA, July 2009

23-09 J.A. Vasquez and B.W. Walsh, CFD simulation of local scour in complex piers under tidal flow, 33rd IAHR Congress: Water Engineering for a Sustainable Environment, © 2009 by International Association of Hydraulic Engineering & Research (IAHR), ISBN: 978-94-90365-01-1

15-09 Kaushik Das, Steve Green, Debashis Basu, Ron Janetzke, and John Stamatakos, Effect of Slide Deformation and Geometry on Waves Generated by Submarine Landslides- A Numerical Investigation, Copyright 2009, Offshore Technology Conference, Houston, Texas, USA, May 4-7, 2009

5-09 Remi Robbe, Douglas Sparks, Calculation of the Rating Curves for the Matawin Dam’s Bottom Sluice Gates using FLOW-3D, Conference of the Société Hydrotechnique de France (SHF), 20-21 January 2009, Paris, France. (in French)

4-09 Frederic Laugier, Gregory Guyot, Eric Valette, Benoit Blancher, Arnaud Oguic, Lily Lincker, Engineering Use of Hydrodynamic 3D Simulation to Assess Spillway Discharge Capacity, Conference of the Société Hydrotechnique de France (SHF), 20-21 January 2009, Paris, France. (in French)

50-08 H. Avila and R.Pitt, The Calibration and use of CFD Models to Examine Scour from Stormwater Treatment Devices – Hydrodynamic Analysis, 11th International Conference on Urban Drainage, Edinburgh, Scotland, UK, 2008

47-08 Greg Paxson, Brian Crookston, Bruce Savage, Blake Tullis, and Frederick Lux III, The Hydraulic Design Toolbox- Theory and Modeling for the Lake Townsend Spillway Replacement Project, Assoc. of State Dam Safety Officials (ASDSO), Indian Wells, CA, September 2008.

46-08 Sh. Amirslani, M. Pirestani and A.A.S. Neyshabouri, The 3D numerical simulation of scour by free falling jet and compare geometric parameters of scour hole with DOT, River flow 2008-Altinakar, Kokipar, Gogus, Tayfur, Kumcu & Yildirim (eds) © 2008 Kubaba Congress Department and Travel Services ISBN 978-605-601360201

41-08 Jinwei Qiu, Gravel transport estimation and flow simulation over low-water stream crossings, thesis: Lamar University – Beaumont, 2008, 255 pages; AAT 3415945

37-08 Dae-Geun Kim, Numerical analysis of free flow past a sluice gate, KSCE Journal of Civil Engineering, Volume 11, Number 2 / March, 2007, 127-132.

36-08 Shuang Ming Wang and Kevin Sydor, Power Intake Velocity Modeling using FLOW-3D at Kelsey Generating Station, CDA 2008 Annual Conference, Congres annuel 2008 de l’ACB, Winnipeg, MB, Canada, September 27-October 2, 2008, du 27 septembre au 2 octobre 2008

33-08 Daniel B. Bung, Arndt Hildebrandt, Mario Oertel, Andreas Schlenkhoff and Torsten Schlurmann, Bore Propagation Over a Submerged Horizontal Plate by Physical and Numerical Simulation, ICCE 2008, Hamburg, Germany

32-08 Paul G. Chanel and John C. Doering, Assessment of Spillway Modeling Using Computational Fluid Dynamics, Canadian Journal of Civil Engineering, 35: 1481-1485 (2008), doi: 10.1139/L08-094 © NRC Canada

31-08 M. Oertel & A. Schlenkhoff, Flood wave propagation and flooding of underground facilities, River Flow 2008, © 2008, International Conference on Fluvial Hydraulics, Izmir, Turkey, September, 2008

18-08 Efrem Teklemariam, Bernie Shumilak, Don Murray, and Graham K. Holder, Combining Computational and Physical Modeling to Design the Keeyask Station, Hydro Review, © HCI Publications, July 2008

15-08 Jorge D. Abad; Bruce L. Rhoads; İnci Güneralp; and Marcelo H. García, Flow Structure at Different Stages in a Meander-Bend with Bendway Weirs, Journal of Hydraulic Engineering © ASCE, August 2008

11-08 Sreenivasa C. Chopakatla, Thomas C. Lippmann and John E. Richardson, Field Verification of a Computational Fluid Dynamics Model for Wave Transformation and Breaking in the Surf Zone, J. Wtrwy., Port, Coast., and Oc. Engrg., Volume 134, Issue 2, pp. 71-80 (March/April 2008) Abstract Only

51-07 Richmond MC, TJ Carlson, JA Serkowski, CB Cook, JP Duncan, and WA Perkins, Characterizing the Fish Passage Environment at The Dalles Dam Spillway: 2001-2004, PNNL-16521, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, 2007. Available upon request

46-07 Uplift and Crack Flow Resulting from High Velocity Discharges Over Open Offset Joints, Reclamation, Managing Water in the West, U.S. Department of the Interior, Bureau of Reclamation, Report DSO-07-07, December 2007

45-07 Selahattin Kocaman, thesis: Department of Civil Engineering, Institute of Natural and Applied Sciences, University of Çukurova, Experimental and Theoretical Investigation of Dam Break Problem, 2007. In Turkish. Available on request.

44-07 Saeed-reza Sabbagh-yazdi, Fatemeh Rostami, Habib Rezaei-manizani, and Nikos E. Mastorakis, Comparison of the Results of 2D and 3D Numerical Modeling of Flow over Spillway chutes with Vertical Curvatures, International Journal of Computers, Issue 4, Volume 1, 2007.

43-07 Staša Vošnjak and Jure Mlacnik, Verification of a FLOW-3D mathematical model by a physical hydraulic model of a turbine intake structure, International Conference and exhibition Hydro 2007, 15- 17 October 2007, Granada, Spain. New approaches for a new era: proceedings. [S.l.]: Aqua-Media International Ltd., 2007, 7 str. [COBISS.SI-ID 4991329]

42-07 Merlynn D. Bender, Joseph P. Kubitschek, Tracy B. Vermeyen, Temperature Modeling of Folsom Lake, Lake Natoma, and the Lower American River, Special Report, Sacramento County, California, April 2007

37-07 Heather D. Smith, Flow and Sediment Dynamics Around Three-Dimensional Structures in Coastal Environments, thesis: The Ohio State Unviersity, 2007 (available upon request)

34-07 P.G. Chanel and J.C. Doering, An Evaluation of Computational Fluid Dynamics for Spillway Modeling, 16th Australasian Fluid Mechanics Conference, Gold Coast, Australia, December 2007

29-07 J. Groeneveld, C. Sweeney, C. Mannheim, C. Simonsen, S. Fry, K. Moen, Comparison of Intake Pressures in Physical and Numerical Models of the Cabinet Gorge Dam Tunnel, Waterpower XV, Copyright HCI Publications, July 2007

25-07 Jungseok Ho, Hong Koo Yeo, Julie Coonrod, Won-Sik Ahn, Numerical Modeling Study for Flow Pattern Changes Induced by Single Groyne, IAHR Conference Proc., Harmonizing the Demands of Art and Nature in Hydraulics, IAHR, July 2007, Venice, Italy.

24-07 Jungseok Ho, Julie Coonrod, Todd Marti, Storm Water Best Management Practice- Development of Debris Filtering Structure for Supercritical Flow, EWRI Conference Proc. of World Water and Environmental Resources Congress, ASCE, May 2007, Tampa, Florida.

21-07 David S. Mueller, and Chad R. Wagner, Correcting Acoustic Doppler Current Profiler Discharge Measurements Biased by Sediment Transport, Journal of Hydraulic Engineering, Volume 133, Issue 12, pp. 1329-1336 (December 2007), Copyright © 2007, ASCE. All rights reserved.

19-07 A. Richard Griffith, James H. Rutherford, A. Alavi, David D. Moore, J. Groeneveld, Stability Review of the Wanapum Spillway Using CFD Analysis, Canadian Dam Association Bulletin, Fall 2007

06-07 John E. Richardson, CFD Saves the Alewife- Computer simulation helps the Alewife return to its Mt. Desert Island spawning grounds, Desktop Engineering, July 2007; Hatchery International, July/August 2007

39-06 Dae Geun Kim and Hong Yeun Cho, Modeling the buoyant flow of heated water discharged from surface and submerged side outfalls in shallow and deep water with a cross flow, Environ Fluid Mech (2006) 6: 501. https://doi.org/10.1007/s10652-006-9006-3

38-06 Cook, C., B. Dibrani, M. Richmond, M. Bleich, P. Titzler, T. Fu, Hydraulic Characteristics of the Lower Snake River during Periods of Juvenile Fall Chinook Salmon Migration, 2002-2006 Final Report, Project No. 200202700, 176 electronic pages, (BPA Report DOE/BP-00000652-29)

37-06 Cook CB, MC Richmond, and JA Serkowski, The Dalles Dam, Columbia River: Spillway Improvement CFD Study, PNNL-14768, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, 2006. Available upon request

31-06 John P. Raiford and Abdul A. Khan, Numerical Modeling of Internal Flow Structure in Submerged Hydraulic Jumps, ASCE Conf. Proc. 200, 49 (2006), DOI:10.1061/40856(200)49

29-06 Michael C. Johnson and Bruce Savage, Physical and Numerical Comparison of Flow over Ogee Spillway in the Presence of Tailwater, Journal of Hydraulic Engineering © ASCE, December 2006

28-06 Greg Paxson and Bruce Savage, Labyrinth Spillways- Comparison of Two Popular U.S.A. Design Methods and Consideration of Non-standard Approach Conditions and Geometries, International Junior Researcher and Engineer Workshop on Hydraulic Structures, Report CH61/06, Div. of Civil Eng., The University of Queensland, Brisbane, Australia-ISBN 1864998687

22-06 Brent Mefford and Jim Higgs, Link River Falls Passage Investigation – Flow Velocity Simulation, Water Resources Research Laboratory, February 2006

27-06 Jungseok Ho, Leslie Hanna, Brent Mefford, and Julie Coonrod, Numerical Modeling Study for Fish Screen at River Intake Channel, EWRI Conference Proc. of World Water and Environmental Resources Congress, ASCE, May 2006, Omaha, Nebraska.

17-06 Woolgar, Robert and Eddy, Wilmore, Using Computational Fluid Dynamics to Address Fish Passage Concerns at the Grand Falls-Windsor Hydroelectric Development, Canadian Dam Association meeting, Quebec City, Canada October 2006

14-06 Fuamba, M., Role and behavior of surge chamber in hydropower- Case of the Robert Bourassa hydroelectric power plant in Quebec, Canada, Dams and Reservoirs, Societies and Environment in the 21st Century- Berga et al (eds) @ 2006 Taylor & Francis Group, London, ISBN 0 415 40423 1

13-06 D.K.H. Ho, B.W. Cooper, K.M. Riddette, S.M. Donohoo, Application of numerical modelling to spillways in Australia, Dams and Reservoirs, Societies and Environment in the 21st Century—Berga et al (eds) © 2006 Taylor & Francis Group, London, ISBN 0 415 40423 1

4-06 James Dexter, William Faisst, Mike Duer and Jerry Flanagan, Computer Simulation Helps Prevent Nitrification of Storage Reservoir, Waterworld, March 2006, pp 18-24

36-05 P. Coussot, N. Rousell, Jarny and H. Chanson, (2005), Continuous or Catastrophic Solid-Liquid Transition in Jammed Systems, Physics of Fluids, Vol. 17, No. 1, Article 011703, 4 pages (ISSN 0031-9171).

35-05 Dae Geun Kim and Jae Hyun Park, Analysis of Flow Structure over Ogee-Spillway in Consideration of Scale and Roughness Effects by Using CFD Model, KSCE Journal of Civil Engineering. Volume 9, Number 2, March 2005, pp 161 – 169.

31-05 Frank James Dworak, Characterizing Turbulence Structure along Woody Vegetated Banks in Incised Channels: Implications for Stream Restoration, thesis: The University of Tennessee, Knoxville, December 2005 (available upon request)

29-05 Gessler, Dan and Rasmussen, Bernie, Before the Flood, Desktop Engineering, October 2005

25-05 Jorge D. Abad and Marcelo H. Garcia, Hydrodynamics in Kinoshita-generated meandering bends- Importance for river-planform evolution, 4th IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, October 4-7, 2005, Urbana, Illinois

23-05 Kristiansen T., Baarholm R., Stansberg C.T., Rørtveit G.J. and Hansen E.W., Steep Wave Kinematics and Interaction with a Vertical Column, Presented at The Fifth International Symposium on Ocean Wave Measurement and Analysis (Waves 2005), Spain, July, 2005

16-05 Dan Gessler, CFD Modeling of Spillway Performance, Proceedings of the 2005 World Water and Environmental Resources Congress (sponsored by Environmental and Water Resources Institute of the American Society of Civil Engineers), May 15-19, 2005, Anchorage, Alaska

12-05 Charles Ortloff, The Water Supply and Distribution System of the Nabataean City of Petra (Jordan), 300 BC- AD 300, Cambridge Archaeological Journal 15:1, 93-109

33-04 Jose Carlos C. Amorim, Cavalcanti Renata Rodrigues, and Marcelo G. Marques, A Numerical and Experimental Study of Hydraulic Jump Stilling Basin, Advances in Hydro-Science and Engineering, Volume VI, Presented at the International Conference on Hydro-Science and Engineering, 2004

23-04 Jose F. Rodriguez, Fabian A. Bombardelli, Marcelo H. Garcia, Kelly Frothingham, Bruce L. Rhoads and Jorge D. Abad, High-Resolution Numerical Simulation of Flow Through a Highly Sinuous River Reach, Water Resources Management, 18:177-199, 2004.

18-04 John Richardson and Douglas Dixon, Modeling the Hydraulics Zone of Influence of Connecticut Yankee Nuclear Plants Cooling Water Intake Structure, a chapter in The Connecticut River Ecological Study (1965-1973) Revisited: Ecology of the Lower Connecticut River 1973-2003, Paul M. Jacobson, Douglas A. Dixon, William C. Leggett, Barton C. Marcy, Jr., and Ronald R. Massengill, editors; Published by American Fisheries Society, Publication date: November 2004, ISBN 1-888569-66-2

10-04 Bruce Savage, Kathleen Frizell, and Jimmy Crowder, Brains versus Brawn- The Changing World of Hydraulic Model Studies

7-04 C. B. Cook and M. C. Richmond, Monitoring and Simulating 3-D Density Currents and the Confluence of the Snake and Clearwater Rivers, Proceedings of EWRI World

24-03 David Ho, Karen Boyes, Shane Donohoo, and Brian Cooper, Numerical Flow Analysis for Spillways, 43rd ANCOLD Conference, Hobart, Tasmania, 24-29 October 2003

15-03 Ho, Dr K H, Boyes, S M, Donohoo, S M, Investigation of Spillway Behaviour Under Increased Maximum Flood by Computational Fluid Dynamics Technique, Proc Conf 14th Australian Fluid Mechanics, Adelaide, Australia, December 2001, 577-580

14-03 Ho, Dr K H, Donohoo, S M, Boyes, K M, Lock, C C, Numerical Analysis and the Real World- It Looks Pretty, but is It Right?, Proceedings of the NAFEMS World Congress, May 2003, Orlando, FL

13-03 Brethour, J. M., Sediment Scour, Flow Science Technical Note (FSI-03-TN62)

26-02 Sungyul Yoo, Kiwon Hong and Manha Hwang, A 3-dimensional numerical study of flow patterns around a multipurpose dam, 2002 Hydroinformatics Conference, Cardiff, Wales

23-02 Christopher B. Cook, Marshall C. Richmond, John A. Serkowski, and Laurie L. Ebner, Free-Surface Computational Fluid Dynamics Modeling of a Spillway and Tailrace- Case Study of The Dalles Project, Hydrovision 2002, 29 July -†2 Aug, 2002 Portland, OR

13-02 Efrem Teklemariam, Brian W. Korbaylo, Joe L. Groeneveld & David M. Fuchs, Computational Fluid Dynamics- Diverse Applications In Hydropower Project’s Design and Analysis, June 11-14, 2002, CWRA 55th Annual Conference, Winnipeg, Manitoba, CA

12-02 Snorre Heimsund, Ernst Hansen, W Nemec, Computational 3-D Fluid Dynamics Model for Sediment Transport, Erosion, and Deposition by Turbidity Currents, 16th International Sedimentological Congress Abstract Volume (2002) XX-XX

9-02 D. T. Souders & C. W. Hirt, Modeling Roughness Effects in Open Channel Flows, Flow Science Technical Note (FSI-02-TN60), May 2002

47-01 Fabián A. Bombardelli and Marcelo H. García, Three-dimensional Hydrodynamic Modeling of Density Currents in the Chicago River, Illinois, CIVIL ENGINEERING SERIES, UILU-ENG-01-2001 Hydraulic Engineering Series No. # 68, ISSN: 0442-1744, 2001

44-01 Christopher B. Cook and Marshall C. Richmond, Simulation of Tailrace Hydrodynamics Using Computational Fluid Dynamics Models, Report Number: PNNL-13467, May 2001

40-01 Joe L. Groeneveld, Kevin M. Sydor and David M. Fuchs (Acres Manitoba Ltd., Winnipeg, Manitoba, Canada) and Efrem Teklemariam and Brian W. Korbaylo (Manitoba Hydro, Winnipeg, Manitoba, Canada), Optimization of Hydraulic Design Using Computational Fluid Dynamics, Waterpower XII, July 9-11, 2001, Salt Lake City, Utah

39-01 Savage, B.M and Johnson, M.C., Flow over Ogee Spillway- Physical and Numerical Model Case Study, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, August 2001, pp. 640-649

38-01 Newell, Carter, Sustainable Mussel Culture- A Millenial Perspective, Bulletin of the Aquaculture Association of Canada, August 2001, pp 15-21

36-01 Diane L. Foster, Ohio State University, Numerical Simulations of Sediment Transport and Scour Around Mines, paper presented to the Office of Naval Research, Mine Burial Prediction Program, 2001

35-01 Heather D. Smith, Diane L. Foster, Ohio State University, The Modeling of Flow Around a Cylinder and Scour Hole, Poster prepared for the Office of Naval Research, Mine Burial Prediction Program, 2002

28-01 Brethour, J.M., Transient 3D Model for Lifting, Transporting, and Depositing Solid Material, Proc. 3rd Intrn. Environmental Hydraulics, Dec. 5-8, 2001, Tempe, AZ

25-01 Yuichi Kitamura, Takahiro Kato, & Petek Kitamura, Mathematical Modeling for Fish Adaptive Behavior in a Current, Proceedings of the 2001International Symposium of Environmental Hydraulics, Chigaski R&D Center

22-01 C. R. Ortloff, D. P. Crouch, The Urban Water Supply and Distribution System of the Ionian City of Ephesos in the Roman Imperial Period, CTC/United Defense Journal of Archeological Science (2001), pp 843-860

13-01 I. Lavedrine, and Darren Woolf, ARUP Research and Development, Application of CFD Modelling to Hydraulic Structures, CCWI 2001, Leicaster United Kingdom, 3-5 September 2001, De Montfort University

4-01 Rodriguez, Garcia, Bombardelli, Guzman, Rhoads, and Herricks, Naturalization of Urban Streams Using In-Channel Structures, Joint Conference on Water Resources Engineering and Water Resources Planning and Management, ASCE, July 30-August 2, 2000, Minneapolis, Minnesota

27-00 Tony L. Wahl, John A. Replogle, Brain T. Wahlin, and James A. Higgs, New Developments in Design and Application of Long-Throated Flumes, 2000 Joint Conference on Water Resources Engineering and Water Resources Planning & Management, Minneapolis, Minnesota, July 30-August 2, 2000.

5-00 John E. Richardson and Karel Pryl, Computer Simulation Helps Prague Modernize and Expand Sewer System, Water Engineering and Management, June, 2000, pp. 10-13; and in Municipal World, June, 2000, pp. 19-20,30

3-00 Efrem Teklemariam and John L. Groeneveld, Solving Problems in Design and Dam Safety with Computational Fluid Dynamics, Hydro Review, May, 2000, pp.48-52

1-00 Scott F. Bradford, Numerical Simulation of Surf Zone Dynamics, Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering, January/February, 2000, pp.1-13

9-99 John E. Richardson and Karel Pryl, Computational Fluid Dynamics, CE News, October, 1999, pp. 74-76

4-99 J. Groeneveld, Computer Simulation Leads to Faster, Cheaper Options, Water Engineering & Management magazine, pp.14-17, June 1999

16-98 C. R. Ortloff, Hydraulic Analysis of a Self-Cleaning Drainage Outlet at the Hellenistic City of Priene, Journal Archaeological Science, 25, 1211-1220, Article No. as980292, 1998

13-98 J. F. Echols, M.A. Pratt, K. A. Williams, Using CFD to Model Flow in Large Circulating Water Systems, Proc. PowerGen International, Orlando, FL, Dec. 9-11, 1998.

12-98 K. A. Williams, I. A. Diaz-Tous, P. Ulovg, Reduction in Pumping Power Requirements of the Circulation Water (CW) System at TU Electric’s Martin Lake Plant Using Computation Fluid Dynamics (CFD), ASME Mechanical Engineering Magazine, Jan. 1999

8-98 D. Hrabak, K. Pryl, J. Richardson, Calibration of Flowmeters using FLOW-3D Software, Hydroinform, a.s., Prague, CTU Prague, Flow Science Inc, USA, proceedings from the 3rd International Novatech Conference, Lyon, France, May 4-6, 1998

16-96 E. J. Kent and J.E. Richardson, Three-Dimensional Hydraulic Analysis for Calculation of Scour at Bridge Piers with Fender Systems, Earth Tech, Concord, NK and Flow Science Inc, Los Alamos, NM report, December 1996

12-96 J. E. Richardson, Control of Hydraulic Jump by Abrupt Drop, XXVII IAHR Congress, Water for a Changing Global Community, San Francisco, August 10, 1997

6-96 Y. Miyamoto, A Three-Dimensional Analysis around the Open Area of a Tsunami Breakwater, technical report, SEA Corporation, Tokyo, Japan, to be presented at the HYDROINFORMATICS 96 Conference, Zurich, Switzerland, Sept. 11-13, 1996

4-95 J. E. Richardson, V. G. Panchang and E. Kent, Three-Dimensional Numerical Simulation of Flow Around Bridge Sub-structures, presented at the Hydraulics ’95 ASCE Conference, San Antonio, TX, Aug. 1995

3-95 Y. Miyamoto and K. Ishino, Three Dimensional Flow Analysis in Open Channel, presented at the IAHR Conference, HYDRA 2000, Vol. 1, Thomas Telford, London, Sept. 1995

16-94 M. S. Gosselin and D. M. Sheppard, Time Rate of Local Scour, proceedings of ASCE Conf. on Water Resources Engineering, San Antonio, TX, August 1994

8-94 C. W. Hirt, Weir Discharges and Counter Currents, Flow Science report, FSI-94-00-3, to be presented at the Hydroinformatics Conference, IHE Delft, The Netherlands, Sept. 1994

7-94 C. W. Hirt and K. A.Williams, FLOW-3D Predictions for Free Discharge and Submerged Parshall Flumes, Flow Science Technical Note #40, August 1994 (FSI-94-TN40)

11-93 K. Ishino, H. Otani, R. Okada and Y. Nakagawa, The Flow Structure Around a Cylindrical Pier for the Flow of Transcritical Reynolds Number, Taisei Corp., Honshu Shikoku Bridge Authority, Akashi Kaikyo Ohashi Substructure Construction, Proc. XXV, Congress Intern. Assoc. Hydraulic Res., V, 417-424 (1993) Tokyo, Japan

6-87 J.M. Sicilian, A FLOW-3D Model for Flow in a Water Turbine Passage, Flow Science report, July 1987 (FSI-87-36-1)

VOF (Volume of Fluid) 란 무엇인가?

VOF – What’s in a Name?

A free surface is an interface between a liquid and a gas in which the gas can only apply a pressure on the liquid. Free surfaces are generally excellent approximations when the ratio of liquid to gas densities is large, e.g., for water to air the ratio is 1000.

자유 표면은 액체와 기체 사이의 계면이며, 기체에서만 액체에 대해 압력을 가할 수 있습니다. 자유 표면은 일반적으로 액체 대 기체의 밀도의 비율이 큰 경우 우수한 근사를 합니다. 예를 들어, 물 대 공기의 비율은 1,000입니다.

VOF Method Components

In FLOW-3D free surfaces are modeled with the Volume of Fluid (VOF) technique, which was first reported in Nichols and Hirt (1975), and more completely in Hirt and Nichols (1981). The VOF method consists of three ingredients: a scheme to locate the surface, an algorithm to track the surface as a sharp interface moving through a computational grid, and a means of applying boundary conditions at the surface.

FLOW-3D 의 자유 표면은 VOF (Volume of Fluid) 법을 사용하여 모델링됩니다. 이 기술은 Nichols 와 Hirt 에 의해 1975 년에 처음 보고된 Hirt 와 Nichols에 의해 1981년에 더 완전한 형태로 보고되었습니다. VOF 법은 표면의 위치를 특정하는 방식, 계산 격자 내를 이동하는 명확한 계면으로 표면을 추적하는 알고리즘, 표면에서 경계 조건을 적용하는 방법 3가지 성분으로 구성되어 있습니다.

Pseudo VOF

In the past, a number of commercial CFD programs have claimed a VOF capability, when in reality they are only implementing one or two of the three VOF ingredients. Users of these programs should be aware that these pseudo-VOF schemes sometimes give incorrect results.

과거에도 많은 상용 CFD 프로그램이 VOF 기능을 주장했지만, 실제로는 세 가지 VOF 요소 중 하나 또는 두 개만 구현했습니다. 이들 프로그램 사용자는 이러한 pseudo VOF 체계는 때때로 잘못된 결과를 제공할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

Most pseudo-VOF methods use a fluid volume fraction to locate surfaces, but they then attempt to compute flow in both the liquid and gas regions instead of accounting for the gas by a boundary condition. This practice produces an incorrect motion of the surface since it is assumed to move with the average velocity of gas and liquid. In reality, the two fluids generally move independently of one another except for a thin viscous boundary layer.

많은 pseudo VOF 법은 유체의 체적 점유율을 사용하여, 표면의 위치를 파악하고 있으며, 경계 조건에 따라 기체를 처리하는 것이 아니라, 액체와 기체의 두 영역에서 흐름을 계산하려고합니다 . 이 방법에서는 표면은 기체와 액체의 평균 속도로 이동한다고 가정되기 때문에 표면의 움직임이 잘못 표시됩니다. 사실, 경계층이 가늘고 점성이있는 경우를 제외하고, 이 2 개의 유체는 일반적으로 서로 독립적으로 이동합니다.

Left: Correct jet shape predicted by TruVOF technique used in FLOW-3D.
Right: Incorrect jet shape predicted by pseudo-VOF technique used by other CFD codes.

그림 1 🙁 왼쪽) FLOW-3D 에 사용되는 TruVOF 법에 의해 예측되는 올바른 분류 모양
그림 2 🙁 우) 기타 CFD 코드에서 사용되는 의사 VOF 법에 의해 예측되는 잘못된 분류 형상

Left: FLOW-3D‘s TruVOF technique predicts jet impingement on wall and some outflow.
Right: Pseudo-VOF methods don’t predict realistic jetting of fluid on side walls.

그림 3 🙁 왼쪽) FLOW-3D TruVOF 법으로 분류 벽에 충돌과 유출을 예측
도표 4 🙁 우) 의사 VOF 법은 밀도가 높은 유체가 챔버에서 나가는 모습을 잘못 예측

VOF vs. Pseudo VOF Example

The consequences of trying to compute both gas and liquid flow can be illustrated with a simple example. All the computed results shown here were produced with FLOW-3D, which has a two-fluid option that can be run in a pseudo-VOF mode. Imagine a jet of water issuing at constant velocity from a long slit into air. If we neglect gravity and keep the velocity of the jet low (say 10.0 cm/s), we expect the jet to move more or less unimpeded by the air (see the FLOW-3D results in Fig. 1), obtained with its VOF free-surface model).

기체와 액체의 두 흐름을 계산하려고 한 결과는 간단한 예로 설명 할 수 있습니다. 여기에 표시된 계산 결과는 모든 FLOW-3D를 사용하여 요구한 것입니다. FLOW-3D는 pseudo VOF 모드에서 실행할 수있는 2 유체 옵션이 있습니다. 물 분사를 일정한 속도로 가늘고 긴 슬릿에서 공기 중에 방출하는 경우를 상상해보십시오. 중력을 무시하고 분류 속도를 저속 (예 : 1.0cm / sec)으로 유지하면 기류는 공기에 전혀 구애받지 않고 자유롭게 이동할 것으로 예상됩니다 (그림 1, FLOW-3D의 VOF 자유 표면 모델에서 얻어진 결과 참조).

Pseudo-VOF methods produce a growth at the tip of the jet (Fig. 2). This growth is numerical, not physical, because it is independent of the density of air (e.g., the growth remains largely unchanged for air densities 100, 1000 and 10,000 times smaller than the liquid density).
At later times the FLOW-3D jet (Fig. 3) strikes the right-hand wall and a small portion of the flow has entered a slot in the wall.

Pseudo-VOF 방법은 제트의 끝에서 확산됩니다(그림 2). 이 확산은 공기 밀도와 무관하기 때문에 물리적인 현상이 아니라 수치적입니다 (예 : 액체 밀도보다 100, 1000 및 10,000 배 더 작은 공기 밀도의 경우 확산은 크게 변하지 않습니다).
그 후, FLOW-3D의 기류 (그림 3)는 오른쪽 벽에 충돌하고 흐름의 일부가 벽의 틈새에 들어갑니다.

In contrast, the lower density air flow in the pseudo-VOF method is pulling liquid into the slot just before the jet strikes the wall (Fig. 4). Also, because of the incompressibility of the air remaining in the chamber, the amount of liquid flowing out the slot in the pseudo-VOF method must be equal to the amount injected, which is more than would be expected under most physical conditions.

대조적으로, pseudo-VOF 방법의 저밀도 기류는 제트가 벽에 부딪히기 직전에 액체를 슬롯으로 끌어 당깁니다 (그림 4). 또한 챔버에 남아있는 공기의 비압축성으로 인해 pseudo-VOF 방법에서 슬롯 밖으로 흘러 나오는 액체의 양은 주입되는 양과 같아야 하며, 이는 대부분의 물리적 조건에서 전혀 예상할 수 없슨 것입니다.

Another pseudo-VOF practice is to use some type of higher-order advection scheme to track interfaces. The interface is represented as a rapid change in density. Such schemes result in smoothed transition regions between gas and liquid that cover several control volumes rather than sharp interfaces localized in one control volume as in the original VOF method. The reason that most people don’t implement free-surface boundary conditions is that it requires major changes to the structure of existing programs, and it must be done carefully to avoid numerical instabilities.

pseudo VOF 또 하나의 관례는 어떤 유형의 고차 이류(advection) 구성표를 사용하여 계면을 추적하는 것입니다. 계면 밀도의 급격한 변화로 표현됩니다. 이러한 방식은 기체와 액체 사이의 매끄러운 전환 영역이 복수의 컨트롤 볼륨에 펼쳐지는 결과가되어, 원형의 VOF 법처럼 하나의 컨트롤 볼륨에 명확한 계면이 국소화되는 것은 아닙니다 . 대부분의 사람들이 자유 표면 경계 조건을 구현하지 않는 이유는 기존의 프로그램의 구조를 크게 변경해야 하므로, 수치적 불안정을 피하기 위해 매우 신중하게 이루어져야 하기 때문입니다.

FLOW-3D has all the ingredients recommended for the successful treatment of free surfaces. Moreover, it incorporates major improvements beyond the original VOF method in each of its three major ingredients.

FLOW-3D는 자유 표면을 제대로 처리하기 위해 권장되는 모든 성분이 포함되어 있습니다. 또한 원형의 VOF 법의 3 가지 주성분에 대해 상당한 개선처리를 진행하였습니다.

References

Nichols, B.D. and Hirt, C.W., “Methods for Calculating Multi-Dimensional, Transient Free Surface Flows Past Bodies,” Proc. First Intern. Conf. Num. Ship Hydrodynamics, Gaithersburg, ML, Oct. 20-23, 1975

Hirt, C.W. and Nichols, B.D., “Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries,” Journal of Computational Physics 39, 201, 1981.

수치 불안정성

Numerical Instability / 수치 불안정성

Many numerical approximations to partial differential equations are unusable because they produce unstable computational results. Computational stability issues have been discussed in two previous articles in the CFD-101 series: Computational Stability and Heuristic Analysis. In this article, a simple mechanical model is described that leads to an understanding of common numerical instabilities associated with approximations of the Navier-Stokes equations. In particular, the simple model applies to instabilities arising from fluid dynamic forces such as viscous stress, surface tension, elasticity and more. The stability conditions obtained with the simple model do not depend on any particular numerical approximations, but instead involve only generic considerations of mass and forces.

편미분 방정식의 많은 수치 근사는 불안정한 계산 결과가 발생하므로 불안정합니다. 계산 안정성의 문제는 “전산 유체 역학 모델의 기초”시리즈의 마지막 2 항, 즉 계산 안정성과 휴리스틱분석 에서 논의되고 있습니다. 이 절에서는 나비에-스토크스 방정식과 관련된 일반적인 수치 불안정성의 이해로 이어질 간단한 기계적 모델에 대해 설명합니다. 이 간단한 모델은 특히 점성 응력, 표면 장력, 탄성 등의 유체 역학적인 힘에서 발생하는 불안정성에 적용됩니다. 간단한 모델에 의해 얻어지는 안정성 조건은 특정 수치 근사에 의존하지 않지만 대신 질량과 힘에 대한 일반적인 고려 사항만을 포함합니다.

The Model System

Figure 1. Model System

Imagine a mass M located between two rigid walls and connected to the walls by springs, as shown in Fig. 1. Assuming that the springs satisfy Hook’s law in which a spring force on the block is proportional to the change in length of the spring, an equation of motion for the block, which moves in only the horizontal direction is,

그림 1과 같이 두 강체 벽 사이에 위치하고 그 벽에 스프링으로 연결된 질량 M을 가정합니다. 블록에 작용하는 스프링 힘이 스프링의 길이의 변화에 비례하는 훅의 법칙을이 스프링이 채운다고 가정했을 경우, 수평 방향으로만 이동하는 블록의 운동 방정식은 다음과 같이됩니다.

(1) $\displaystyle M\frac{\partial U}{\partial t}=-2k\left( X-{{X}^{0}} \right)$

Symbol X⁰ indicates the initial x position of the block and M is the block mass. Initially X=X⁰ and the block is at rest, U=0. Now imagine a perturbation given to the block by assigning a velocity of U⁰ at time t=0. After a small time interval δt the block moves to position X¹=X⁰+U⁰δt and a simple discretization of Eq. 1 gives the velocity at the end of the time interval as,

기호 X⁰는 블록의 초기 x 위치를 나타내는 기호 M은 블록의 질량을 나타냅니다. 초기 상태에서는 X = X⁰이며, 블록은 정지하고, U = 0입니다. 여기서, 시간 t=0에서 속도 U=0을 지정하여 블록에 섭동을 준다고 가정합니다. 작은 시간 간격 δt 후 블록은 위치 X ¹ = X ⁰ + U ⁰ δt로 이동하여 식 1의 간단한 이산화에 의해 시간 간격의 마지막의 속도는 아래 식과 같이 표현됩니다.

(2) $\displaystyle M\left( \frac{{{U}^{1}}-{{U}^{0}}}{\delta t} \right)=-2k\left( {{X}^{1}}-{{X}^{0}} \right)$

Replacing X¹ by its value X⁰+U⁰ δt and rearranging gives an equation for the new velocity U¹,

X¹을 값 X⁰ + U⁰ δt로 치환하여 정리하면 새로운 속도 U¹의 식을 얻을 수 있습니다.

(3) $\displaystyle {{U}^{1}}={{U}^{0}}\left( 1-2\frac{k\delta {{t}^{2}}}{M} \right)$

This is a recursion in which for each successive time-step the velocity at the end of the time step is equal to the previous value of the velocity times the bracketed quantity in Eq. 3, so that after n time steps,

이것은 재귀 식이고, 연속하는 각 시간 단계에 대해 그 시간 단계의 마지막에 속도가 이전 시간 단계의 속도 값으로 식 3의 괄호 안의 금액을 곱한 값과 같아, n 시간 단계 후에는 아래와 같이됩니다.

(4) $\displaystyle {{U}^{n}}={{U}^{n-1}}\left( 1-2\frac{k\delta {{t}^{2}}}{M} \right)={{U}^{0}}{{\left( 1-2\frac{k\delta {{t}^{2}}}{M} \right)}^{n}}$

Note that the superscript n on the bracketed quantity in Eq. 4 is an exponent, not a time level index, although its value in this case is the same as the time level index. From Eq. 4 we see that if the quantity in the bracket has an absolute magnitude larger than 1.0 the velocity Uⁿ will increase exponentially with increasing n. Thus, to prevent the exponential growth of the velocity in this model system, the time-step size must be limited to satisfy the following inequality,

식 4의 괄호 안의 금액의 위 첨자가 시간 수준 지표가 아닌 지수인 것에주의하십시오. 그러나 이 경우 지수 값과 시간 수준 지표는 동일합니다. 식 4에서 괄호 안의 금액이 1.0보다 큰 절대 값을 가지는 경우, 속도 Uⁿ은 n의 증가와 함께 지수 적으로 증가하는 것을 알 수 있습니다. 따라서 이 모델 시스템에서 속도의 기하 급수적 증가를 막기 위해서는 다음의 부등식을 만족하도록 시간 단계 크기를 제한하는 것이 필요합니다.

(5) $\displaystyle \frac{k\delta {{t}^{2}}}{M}\le 1$

When the left hand side of Eq. 5 is greater than one, the velocity Uⁿ will oscillate between positive and negative values on consecutive time steps while exponentially increasing in magnitude.

식 5의 왼쪽이 1보다 큰 경우 속도 Uⁿ은 크기가 기하 급수적으로 증가하면서, 연속 시간 단계에서 양수와 음수 사이를 진동하게됩니다.

This behavior is characteristic of a classical numerical instability. In this case, Eq. 5 shows that the instability can be prevented by keeping δt small enough to satisfy the inequality. As a general rule when a numerical instability occurs and exhibits the character of increasing plus and minus values on successive time steps it can be cured by reducing the time-step size.

이 동작은 고전적인 수치 불안정성의 특징입니다. 이 예에서는 불평등을 충족 δt를 충분히 작게 유지하여 불안정성을 막는 것이 가능하다고 식 5로 표시되어 있습니다. 일반적으로 수치 불안정성이 발생하여 연속 시간 단계에서 증가하는 긍정적이고 부정적인 값의 특징이 나타난 경우는 시간 단계 크기를 작게함으로써 해결할 수 있습니다.

Exploring this simple mechanical model further we can see from Eq. 4 that the instability results from an overreaction to an initial action. That is, when the time-step size large, Eq. 4 predicts a new velocity in the opposite direction and with a larger magnitude. This excessive velocity then becomes the starting condition for the subsequent time step, leading to an exponential increase in the velocity magnitude.

이 간단한 기계적 모델을 더 고려하면 불안정성이 초기 작용에 대한 과민 반응에 기인하는 것으로 식 4에서 알 수 있습니다. 즉, 시간 단계 크기가 큰 경우, 식 4는 반대 방향의 크기가 커진 새로운 속도가 예상됩니다. 이 과잉 속도가 이번에는 다음 시간 단계의 시작 조건이 속도의 크기의 지수적인 증가로 이어집니다.

The stability condition in Eq. 5 is based on an explicit formulation, meaning that the current response of the mass is expressed in terms of the previous displacement. An implicit formulation,where the current response of the mass is based on the subsequent position of the mass (i.e., using X² in Eq. 2 instead of X¹) would likely be unconditionally stable, but it requires a knowledge of the unknown final position X². For most equations implicit methods require an iterative solution, and the additional computational effort required for such solutions is the price that must be paid to eliminate the stability condition.

식 5의 안정성 조건은 explicit 배합에 따라 있습니다. 이것은 질량의 현재 응답이 이전의 변위에 의해 표현되는 것을 의미합니다. 질량의 현재 응답이 후속 위치에 따른 implicit 공식화 (즉, 식2의 X¹ 대신 X²를 사용)는 무조건 안정이라고 생각됩니다 만, 미지의 최종 위치 X ² 이어야 합니다. 대부분의 방정식의 경우, implicit 해법은 반복 분석이 필요하기 때문에 반복 분석에 필요한 추가의 계산량은 안정성 조건을 없애기 위해 지불해야하는 대가입니다.

Application to the Navier-Stokes Equation

To use the above mechanical model of a numerical instability to understand instabilities that may occur in the Navier-Stokes equation imagine two elements of an Eulerian computational grid in which a perturbation is made to a velocity on the boundary separating two elements, as shown in Fig. 2.

위의 기계적 모델의 수치 불안정성을 이용하여 나비에-스토크스 방정식에서 발생할 수 있는 불안정성을 이해하기 위해 그림 2와 같이 두 개의 요소를 나눌 경계의 속도에 섭동이 된 오일러 계산 격자에 의한 2 개의 요소를 가정합니다.

Figure 2. Grid Model

For simplicity, think of the elements outlined by solid lines as cubes of equal size, and that the vector represents a velocity in the x direction. The dashed lines in the centers of the elements (i.e., y-z planes) define the extent of the partial volumes of the elements assigned to the u velocity. The total mass of fluid in the partial volumes correlates to the mass M in the mechanical model. When the velocity U moves fluid between elements the elements respond by generating forces that act to counter the velocity, much like the springs in the mechanical model. These forces may arise because of compression or expansion of the fluid, viscous stresses, surface tension (if there is a fluid interface within the fluid mass M) or other forces. By identifying the appropriate stiffness coefficient k in each case we can use Eq. 5 to arrive at a stability criterion for that physical process when using an explicit numerical approximation in a grid like that shown in Fig. 2.

간단히, 실선에 의해 윤곽이 그려져 있는 요소가 동일 크기의 입방체라고하고 벡터 x 방향의 속도를 나타내는 것으로 생각합니다. 두 요소의 중앙 (즉 yx 평면)의 점선에 의해 속도 U에 할당 된 요소의 부분 체적의 범위가 정의됩니다. 부분 체적 내에 유량의 전체 질량은 기계적 모델의 질량 M과 상관 관계가 있습니다. 속도 U는 응답 요소 사이의 유체가 이동 된 경우 기계적 모델 스프링과 마찬가지로 속도에 대항하여 작용하는 힘을 발생하여 요소는 응답합니다. 이러한 힘은 유체 점성 응력, 표면 장력 (유체와 질량 M의 범위 내에 유체 계면가있는 경우) 또는 기타의 힘에 의한 압축 또는 인장으로 인해 발생 될 수 있습니다. 각 예에서 적절한 강성 계수 k를 특정하여 그림 2와 같은 격자에서 양으로 수치 근사를 사용하는 경우, 식 5를 사용하여이 물리적 과정에 대한 안정성 기준에 도달 가능합니다.

Several examples of how this analogy can be applied are given in the following sections. In each case the mass M of the fluid in the partial volumes is given by,

이 유사성을 어떻게 적용 할 수 있는지에 대한 예는 다음 절에서 설명합니다. 각 예에서 부분 부피의 유체의 질량 M은 아래 식에 의해 주어집니다.

(6) $\displaystyle M=\rho \delta x\delta y\delta z,$

where ρ is the density of the fluid and elements have dimensions δx, δy and δz.

여기서, ρ는 유체의 밀도이며, 요소의 치수는 δx, δy와 δz입니다.

Compressible Fluids

To find the stiffness coefficient, k, recall that k is a measure of the force generated to resist an applied perturbation. For a compressible fluid this force is related to the change in fluid pressure because of a change in fluid density according to the thermodynamic relation dp=c²dρ, where c is the speed of sound in the fluid. The fluid mass moved across the boundary between the elements is ρUδt*δyδz and the change in density in the element receiving the mass is this mass change divided by the volume of the element, dρ=ρUδt/(δx). The corresponding change in element pressure is then given by

강성 계수 k를 요구하려면, k가 더해진 섭동에 저항하기 위해 만들어지는 힘의 척도임을 기억하십시오. 압축성 유체의 경우,이 힘은 유체 압력의 변화와 관련이 있습니다. 이것은 열역학적 관계 dp = c 2 dρ 의한 유체 밀도의 변화에 의한 것입니다. 여기서 c는 유체의 음속입니다. 요소 사이의 경계를 넘어 이동 한 유체의 질량은 ρUδt * δyδz이며, 질량을받는 요소에서의 밀도 변화는이 질량을 요소의 부피로 나눈 dρ = ρUδt / (δx)입니다. 그 결과, 요소 압력의 대응하는 변화는 아래에 제공됩니다.

(7) $\displaystyle dp={{c}^{2}}d\rho =\frac{\rho {{c}^{2}}U\delta t}{\delta x}.$

The force responding to the U velocity perturbation in each element is the product of the pressure change from Eq. 7 and the cross sectional area of the element δyδz. The effective stiffness of an element k, is therefore the force divided by the initial displacement Uδt,

각 요소의 속도 U의 섭동에 응답하는 힘은 식 7에 의한 압력 변화와 요소 단면적 δyδz의 곱입니다. 따라서 요소의 유효 강성 k는 힘을 초기 변위 Uδt로 나눈 것입니다.

(8) $\displaystyle k=\frac{\rho {{c}^{2}}U\delta t\delta y\delta z}{\delta xU\delta t}=\frac{\rho {{c}^{2}}\delta y\delta z}{\delta x}$

Substituting this value for k and the definition for M, from Eq. 6, into the stability condition Eq. 5 results in the stability condition for compressible fluids,

이 k의 값과 식 6에 따르면 M의 정의를 안정성 조건 식 5에 대입하여 압축성 유체의 안정성 조건을 얻을 수 있습니다.

(9) $\displaystyle \frac{k\delta {{t}^{2}}}{M}={{\left( \frac{c\delta t}{\delta x} \right)}^{2}}\le 1.$

This is the well-known Courant condition than restricts the distance a sound wave travels in one time step to be less than the width of a computational element. An analogy with the simple mechanical model has provided this result without the need to write out an equation for pressure waves in a compressible fluid and then perform a stability analysis on that equation.

이것은 하나의 시간 스텝 중에 음파가 진행하는 거리를 계산 요소의 폭보다 짧게 제한하는 잘 알려진 쿨랑 조건입니다. 간단한 기계적 모델과의 유사성에 따라 압축성 유체 음파 방정식을 기술하고, 그 방정식에 의한 안정성 분석을 수행 할 필요없이이 결과를 얻을 수 있었습니다.

Viscous Stresses / 점성 응력

The viscous forces that are generated in response to a perturbed velocity U in a fluid of viscosity μ consist of shears in the x, y and z directions. For example, the shear stress on the lower surface of the element for the velocity U is μU/δz, assuming that the velocity in neighboring cells is zero. There is a corresponding stress at the upper surface of the element. Each of these stresses act on a surface of area δxδy (in the current example) to produce a viscous force. Similarly, there are stresses in the x and y direction acting on their corresponding areas. In each direction there are force pairs (similar to the two springs) but because of Eq. 5 it is necessary to use the effective k for a single spring. This is half of the total of all the the viscous forces divided by the initial displacement Uδt,

점도 μ의 유체의 섭동 속도 U에 대해 생성되는 점성 힘은 x, y 및 z 방향의 전단력으로 구성됩니다. 예를 들어, 인접 셀의 속도가 0이라고 가정하면 속도 U에 요소의 아랫면에 작용하는 전단 응력은 μU / δz입니다. 요소의 표면에는 압축 응력이 발생합니다. 이러한 응력의 각각은 표면적 δxδy (본 예의 경우)에 작용하고 점성 힘을 발생합니다. 마찬가지로 해당 면적에 작용하는 x 및 y 방향의 응력도 존재합니다. 각 방향에서 (2 개의 봄처럼) 세트 힘이 존재하지만, 식 5를 위해 1 개의 봄의 유효 강성 k를 사용하는 것이 필요합니다. 이것은 모든 점성 힘의 합계를 초기 변위 Uδt로 나눈 것의 절반입니다.

(10) $\displaystyle k=\mu \left( \frac{U\delta y\delta z}{\delta x}+\frac{U\delta x\delta z}{\delta y}+\frac{U\delta x\delta y}{\delta z} \right)\frac{1}{U\delta t}.$

Inserting this value for k and using Eq. 6 for M into the stability condition for the mechanical model given in Eq. 5 yields

식 5에 의해 주어진 기계적 모델의 안정 조건에 k의 값을 넣고 M 식 6을 사용하면 아래 식을 얻을 수 있습니다.

(11) $\displaystyle \frac{k\delta {{t}^{2}}}{M}=\frac{\mu }{\rho }\left( \frac{1}{\delta {{x}^{2}}}+\frac{1}{\delta {{y}^{2}}}+\frac{1}{\delta {{z}^{2}}} \right)\delta t\le 1.$

Equation 11 is the stability condition for explicit viscous stresses approximated in an Eulerian grid.

식 11은 오일러 격자에 근접한 explicit 점성 응력의 안정성 조건입니다.

Surface Tension

Figure 2A. With deformed interface.

Imagine a fluid interface located between the two elements that is deformed by a U velocity perturbation, as shown in Fig. 2A. In this case the reaction is a surface tension force on each of the segments of the surface illustrated in Fig. 2A. For simplicity, assume a two-dimensional surface (e.g., no variation in the z direction) and a constant surface tension coefficient σ.

그림 2A와 같이 속도 섭동 U에 의해 변형된 2 개의 요소 사이에 위치하는 유체 계면을 상정합니다. 이 예에서, 반응은 그림 2A에 표시된 표면의 각 구분에 작용하는 표면 장력에 의한 힘입니다. 간단히 2 차원 표면 (예 : z 방향의 변화없이)과 일정한 표면 장력 계수를 가정합니다.

Surface tension in each segment acts tangentially along the surface so the force responding to the U velocity is the x component of that force, i.e., the surface tension coefficient times the sine of the angle of the surface segment with respect to the vertical. For a small initial displacement, the x-force from each surface segment can be approximated by σUδtδz/δy giving the resulting stiffness coefficient,

각 구분의 표면 장력은 표면에 따라서 접선 방향으로 작용하기 때문에 속도 U에 대응하는 힘은 표면 장력의 x 성분입니다. 즉, 수직의 표면 구분 각도의 사인을 표면 장력에 곱한 것입니다. 작은 초기 변위의 경우 각 표면 세그먼트에서 x 방향의 힘은 σUδtδz / δy 의해 근사 할 수 있으며, 그 결과로 다음의 강성 계수를 얻을 수 있습니다.

(12) $\displaystyle k=\left( \frac{\sigma U\delta t\delta z}{\delta y} \right)\frac{1}{U\delta t}$

Substituting this k and M into Eq. 5 gives the stability condition for surface tension,

이 k와 M을 식 5에 대입하면 표면 장력에 대한 안정성 조건을 얻을 수 있습니다.

(13) $\displaystyle \frac{k\delta {{t}^{2}}}{M}=\frac{\sigma }{\rho }\frac{\delta {{t}^{2}}}{\delta x\delta {{y}^{2}}}\le 1.$

This result appears somewhat odd because of the different exponents of the δx and δy factors, but for cubic or square elements this makes no difference. For non-uniform elements, however, we should perform a similar evaluation in the y and z directions and then use the most restrictive of the results. In any case, this is a reasonable and useful result from a very simple model based on action and reaction principles.

이 결과는 δx과 δy 지수가 다르기 때문에 다소 이상하게 보이지만, 입방체 또는 사각형 요소의 경우 그 영향은 없습니다. 하지만 For non-uniform 요소의 경우 y 및 z 방향에서 비슷한 평가를 실시하여 가장 제한적인 결과를 사용할 수 있어야합니다. 어쨌든, 이것은 작용과 반작용의 원리에 근거한 매우 간단한 모델에 의한 합리적이고 유익한 결과입니다.

Bulk Elasticity / 체적 탄성

For a fluid with elastic properties the U velocity perturbation is resisted by an elastic stress in a way that closely resembles a spring. If ε is the bulk modulus of the fluid then the stress associated with extension or compression in an element is εUδt/δx. This stress acts over the surface area δyδz, and the stiffness k is this force divided by the displacement Uδt. Substituting this into Eq. 5 provides the stability condition,

탄성 특성을 가진 유체의 경우 속도 U의 섭동은 스프링과 잘 닮은 형식의 탄성 응력에 의해 제한됩니다. 유체의 체적 탄성률이 ε의 경우 요소의 인장 또는 압축에 관련하는 응력은 εUδt / δx입니다. 이 응력은 표면적 δyδz 작용하고 강성 k는이 힘을 변위 Uδt로 나눈 것입니다. 이것을 식 5에 대입하면 아래의 안정성 조건을 얻을 수 있습니다.

(14) $\displaystyle \frac{k\delta {{t}^{2}}}{M}=\frac{\varepsilon }{\rho }\frac{\delta {{t}^{2}}}{\delta {{x}^{2}}}\le 1.$

Similar results exist for the y and z directions.

비슷한 결과가 y 및 z 방향으로도 존재합니다.

Concluding Remarks

A simple mechanical model has been used to illustrate a common type of numerical instability, that arises from an action-reaction process. Using this simple model it is possible to quickly derive a variety of stability conditions for fluid dynamic forces modeled by explicit finite difference approximations in an Eulerian grid. The stability conditions are derived by using mass and force concepts in fluids that are analogous to the mass and forces in the model mechanical system. Significantly, the stability conditions arrived at are generic and do not depend on specific finite-difference approximations. Additionally, these derivations provide a simple way to understand the mechanisms driving the unstable behavior.

간단한 기계적 모델을 사용하여 작용과 반응 과정에서 발생하는 일반적인 유형의 수치 불안정성에 대해 설명했습니다. 이 간단한 모델을 사용하여 오일러 격자의 양으로 유한 차분 근사에 의해 모델링 된 유체 역학적인 힘에 대한 다양한 안정성 조건을 신속하게 도출 할 수 있습니다. 이러한 안정성 조건은 기계적 모델 시스템의 질량과 힘 유사한 유체의 질량과 힘의 개념을 이용하여 도출됩니다. 중요한 점은 도달한 안정성 조건이 일반적이며 특정 유한 차분 근사에 의존하지 않는 것입니다. 또한이 도출에 의해 불안정한 거동을 야기 메커니즘을 이해하는 간단한 방법도 제공됩니다.

The approach taken here could be extended to other types of physical forces (e.g., electrical, non-inertial, etc.) and even advective processes could be included by using the analogy that a change in momentum resulting from advection could be thought of as the result of an equivalent force.

여기서 사용한 방법은 다른 유형의 물리적 힘 (예 : 전기적 힘 비 관성력 등)로 확장 할 수 있으며, 이류(advective )에 의해 생기는 운동량의 변화를 등가 힘의 결과로 생각되면 유사성을 이용함으로써 이류 과정조차 포함 할 수 있습니다.

Furthermore, more refined estimates of the stiffness coefficient, for instance, by including more dimensional effects, could be added to enhance the stability conditions. In any case, the object here is to show that numerical instabilities can often be understood from a simple analysis. It is hoped that the insight this provides might guide the development of more robust and accurate numerical approximations.

또한, 예를 들어 더 많은 차원 효과를 포함하여 강성 계수보다 정밀한 추정을 추가하고 안정성 조건을 강화 할 수 있습니다. 어쨌든 여기에서의 목표는 대부분의 경우 수치 불안정성을 간단한 분석에서 이해하고 보여주는 것입니다. 여기에 제공된 통찰력이 더 강력하고 정확한 수치 근사치의 개발로 이어질 것으로 기대됩니다.

난류 모델링

Turbulence Modeling

The majority of flows in nature are turbulent. This raises the question, is it necessary to represent turbulence in computational models of flow processes? Unfortunately, there is no simple answer to this question, and the modeler must exercise some engineering judgment. The following remarks cover some things to consider when faced with this question.

난류 모델링

자연에서의 흐름은 대부분은 난류입니다. 이것은 유동의 수치해석 모델에서 난류를 표현할 필요가 있는가? 에 대한 의문이 생깁니다. 불행히도이 질문에 대한 답은 모델링을 할 경우 엔지니어가 공학적인 판단을 내려야합니다. 다음에 이 질문에 직면했을 때 고려해야 할 몇 가지를 설명합니다.

Definitions and Orders of Magnitude

The possibility that turbulence may occur is generally measured by the flow Reynolds number:

난류가 발생할 가능성은 일반적으로 흐름의 레이놀즈 수에 의해 측정됩니다.

where ρ is fluid density and μ is the dynamic viscosity of the fluid. The parameters L and U are a characteristic length and speed for the flow. Obviously, the choice of L and U are somewhat arbitrary, and there may not be single values that characterize all the important features of an entire flow field. The important point to remember is that Re is meant to measure the relative importance of fluid inertia to viscous forces. When viscous forces are negligible the Reynolds number is large.

여기서 ρ는 유체 밀도이고 μ는 유체의 동적 점도입니다. 매개 변수 L과 U는 흐름의 특성 길이와 속도입니다. 분명히 L과 U의 선택은 다소 임의적이며, 전체 유동장의 모든 중요한 특징을 특징 짓는 단일 값이 없을 수도 있습니다. 기억해야 할 중요한 점은 Re가 점성력에 대한 유체 관성의 상대적 중요성을 측정한다는 것입니다. 점성력을 무시할 수있는 경우 레이놀즈 수가 큽니다.

A good choice for L and U is usually one that characterizes the region showing the strongest shear flow, that is, where viscous forces would be expected to have the most influence.

L과 U에 대한 좋은 선택은 일반적으로 가장 강한 전단 흐름을 나타내는 영역, 즉 점성 힘이 가장 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 영역을 특징 짓는 것입니다.

Roughly speaking, a Reynolds number well above 1000 is probably turbulent, while a Reynolds number below 100 is not. The actual value of a critical Reynolds number that separates laminar and turbulent flow can vary widely depending on the nature of the surfaces bounding the flow and the magnitude of perturbations in the flow.

대략적으로 말하면, 1000을 훨씬 넘는 레이놀즈 수는 아마도 난류 일 수 있지만 100 미만의 레이놀즈 수는 그렇지 않습니다. 층류와 난류를 분리하는 임계 레이놀즈 수의 실제 값은 유동을 경계하는 표면의 특성과 유동의 섭동의 크기에 따라 크게 달라질 수 있습니다.

In a fully turbulent flow a range of scales exist for fluctuating velocities that are often characterized as collections of different eddy structures. If L is a characteristic macroscopic length scale and l is the diameter of the smallest turbulent eddies, defined as the scale on which viscous effects are dominant, then the ratio of these scales can be shown to be of order L/l≈Re^3/4. This relation follows from the assumption that, in steady-state, the smallest eddies must dissipate turbulent energy by converting it into heat.

완전 난류 흐름에서는 다양한 와류 구조의 집합으로 특징 지어지는 변동 속도에 대해 다양한 스케일이 존재합니다. L이 거시적 길이 특성 척도이고, l을 점성 효과가 우세한 척도로 정의되는 가장 작은 난류 소용돌이의 직경인 경우, 이러한 척도의 비율은L/l≈Re^3/4 정도인 것으로 표시 될 수 있습니다. 이 관계는 정상 상태에서 가장 작은 소용돌이가 난류 에너지를 열로 변환하여 발산해야한다는 가정에서 비롯됩니다.

Turbulence Models

From the above relation for the range of scales it is easy to see that even for a modest Reynolds number, say Re=10⁴, the range spans three orders of magnitude, L/l=10³. In this case, the number of control volumes needed to resolve all the eddies in a three-dimensional computation would be greater than 10⁹. Numbers of this size are well beyond current computational capabilities. For this reason, considerable effort has been devoted to the construction of approximate models for turbulence.

난류 모델

스케일의 범위에 대한 위의 관계를 보면 적당한 레이놀즈 수 (예 : Re = 10⁴ )에서도 범위가 세 자릿수인 L/l=10³에 걸쳐 있음을 쉽게 알 수 있습니다. 이 경우 3 차원 계산에서 모든 소용돌이를 해결하는데 필요한 제어 볼륨의 수는 10⁹보다 커집니다.이 크기의 수는 현재 계산 능력을 훨씬 뛰어 넘습니다. 이러한 이유로 난류에 대한 대략적인 모델을 구성하는 데 상당한 노력을 기울였습니다.

We cannot describe turbulence modeling in any detail in this short article. Instead, we will simply make some basic observations about the types of models available. Be forewarned, however, that no models exist for general use. Every model must be employed with discretion and its results cautiously treated.

이 짧은 기사에서는 난류 모델링에 대해 구체적으로 설명 할 수 없습니다. 대신 사용 가능한 모델의 유형에 대한 몇 가지 기본적인 설명만 합니다. 그러므로 일반 모델은 존재하지 않는 것을 미리 양해 바랍니다. 어떤 모델도 신중하게 선택하고 결과를 주의 깊게 처리해야 합니다.

The original turbulence modeler was Osborne Reynolds. Anyone interested in this subject should read his groundbreaking work (Phil. Trans. Royal Soc. London, Series A, Vol.186, p.123, 1895). Reynolds’s insights and approach were both fundamental and practical.

난류를 처음으로 모델링 한 인물은 Osborne Reynolds 입니다. 이 건에 관심이있는 분은 Reynolds 의 획기적인 저서 (Phil. Trans. Royal Soc. London, Series A, Vol.186, p.123,1895)를 참조하십시오. Reynolds 의 통찰력과 접근 방식은 기본이며 동시에 실용적인 것입니다.

The Pseudo-Fluid Approximation

In a fully turbulent flow it is sometimes possible to define an effective turbulent viscosity, μ_eff, that roughly approximates the turbulent mixing processes contributing to a diffusion of momentum (and other properties). Thinking of a turbulent flow as a pseudo-fluid having increased viscosity leads to the observation that the effective Reynolds number for a turbulent flow is generally less than 100:

의사 유체 근사

완전 난류 흐름에서는 운동량 (및 기타 특성)의 확산에 기여하는 난류 혼합 공정에 대략적으로 근접하는 효과적인 난류 점도 μ_eff를 정의 할 수 있습니다. 난류 흐름을 점도가 증가 된 유사 유체로 생각하면 난류 흐름에 대한 유효 레이놀즈 수가 일반적으로 100 미만이라는 관찰이 가능합니다.

This observation is particularly useful because it suggests a simple way to approximate some turbulent flows. In particular, when the details of the turbulence are not important, but the general mixing behavior associated with the turbulence is, it is often possible to use an effective turbulent (eddy) viscosity in place of the molecular viscosity. The effective viscosity can often be expressed as

이 관찰 결과는 몇 가지 난류를 근사하는 간단한 방법을 제시하고 있기 때문에 특히 유용합니다. 특히 난류 대한 자세한 내용은 중요하지 난류와 관련된 일반적인 혼합 거동이 중요한 경우에는 분자 점성 대신 사용 난류 (소용돌이) 점성을 사용할 수있는 경우가 있습니다. 유효 점성은 다음의 식으로 나타낼 수 있습니다.

where α is a number between 0.02 and 0.04. This expression works well for the turbulence associated with plane and cylindrical jets entering a stagnant fluid. The effective Reynolds number associated with this model is Re=1/α, a number between 25 and 50.

α는 0.02에서 0.04 사이의 숫자입니다. 이 수식은 정체 유체에 들어가는 평면 제트 및 원통형 분류 관련 난류에 대하여 효과가 있습니다. 이 모델에 대한 사용 레이놀즈 수는 Re = 1 / α 25에서 50 사이의 숫자입니다.

While this model is often adequate for predicting the gross features of a turbulent flow, it may not be suitable for predicting local details. For example, it would predict a parabolic flow (i.e., laminar) profile in a pipe instead of the measured logarithmic profile.

이 모델은 종종 난류의 전반적인 특징을 예측하는데는 적합하지만, 로컬 세부 사항을 예측하는 데는 적합하지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 측정된 대수 프로필 대신 파이프의 포물선 흐름 (층류 등)의 프로파일을 예측합니다.

Local Viscosity Model

The next level of complexity beyond a constant eddy viscosity is to compute an effective viscosity that is a function of local conditions. This is the basis of Prandtl’s mixing-length hypothesis where it is assumed that the viscosity is proportional to the local rate of shear. The proportionality constant has the dimensions of a length squared. The square root of this constant is referred to as the “mixing length.”

This model offers an improvement over a simple constant viscosity. For example, it predicts the logarithmic velocity profile in a pipe. However, it is not used much because it doesn’t account for important transport effects.

국소 점성 모델

일정한 소용돌이 점성보다 복잡한 것은 국소적 조건의 함수인 유효 점성을 계산하는 것입니다. 이것은 점성이 국소적 전단 속도에 비례한다고 가정된다는 프란틀 혼합 길이 가설(Prandtl’s mixing-length hypothesis )의 기초가됩니다. 비례 상수의 차원은 길이의 제곱입니다. 이 상수의 제곱근은 “혼합 장”이라고합니다.

이 모델은 간단한 일정한 점성 개선을 제공합니다. 예를 들어, 파이프의 대수 속도 프로파일을 예측할 수 있습니다. 그러나 중요한 수송 효과를 지원하지 않기 때문에 그다지 많이 사용되지 않습니다.

Turbulence Transport Models

For practical engineering purposes the most successful computational models have two or more transport equations. A minimum of two equations is desirable because it takes two quantities to characterize the length and time scales of turbulent processes. The use of transport equations to describe these variables allows turbulence creation and destruction processes to have localized rates. For instance, a region of strong shear at the corners of a building may generate strong eddies, while little turbulence is generated in the building’s wake region. The strong mixing observed in the wakes of buildings (or automobiles and airplanes) is caused by the advection of upstream generated eddies into the wake. Without transport mechanisms, turbulence would have to instantly adjust to local conditions, implying unrealistically large creation and destruction rates.

난류 수송 모델

실용 공학의 목적인 가장 뛰어난 수치 모델에는 2 개 이상의 수송 방정식이 있습니다. 난류 과정의 길이와 시간의 스케일을 특징으로는 2 개 분량이 필요하므로 최소한 2 개의 방정식이있는 것이 바람직 할 것입니다. 수송 방정식을 사용하여 이러한 변수를 표현하면 난류의 생성 속도와 파괴율을 국소적으로 할 수 있습니다. 예를 들어, 건물의 모서리의 전단력이 강한 영역에서 강력한 소용돌이가 생성 된 건축물의 후류 영역에서 난류는 거의 생성되지 않습니다. 건축물 (또는 자동차 나 비행기)의 후류에서 관찰되는 강력한 혼합은 상류에서 생성된 소용돌이 후류의 이류에 의해 발생합니다. 수송 메커니즘이 없는 경우, 난류는 국소적 조건에 즉시 적응해야하므로 생성 속도와 파괴율이 비현실적인 크기입니다.

Nearly all transport models invoke one or more gradient assumptions in which a correlation between two fluctuating quantities is approximated by an expression proportional to the gradient of one of the terms. This captures the diffusion-like character of turbulent mixing associated with many small eddy structures, but such approximations can lead to errors when there is significant transport by large eddy structures.

거의 모든 수송 모델에서 하나 이상의 경사 가정을 이루어 두 변동하는 양의 상관 관계가 하나의 항 기울기에 비례하는 식으로 근사됩니다. 이를 통해 다수의 작은 소용돌이 구조와 관련된 난류 혼합 확산적인 특징을 파악할 수 있지만, 큰 소용돌이 구조에 의해 상당한 전송이 존재하는 경우, 이러한 근사 오류가 발생할 수 있습니다.

Large Eddy Simulation

Most models of turbulence are designed to approximate a smoothed out or time-averaged effect of turbulence. An exception is the Large Eddy Simulation model (or Subgrid Scale model). The idea behind this model is that computations should be directly capable of modeling all the fluctuating details of a turbulent flow except for those too small to be resolved by the grid. The unresolved eddies are then treated by approximating their effect using a local eddy viscosity. Generally, this eddy viscosity is made proportional to the local grid size and some measure of the local flow velocity, such as the magnitude of the rate of strain.

Large Eddy 시뮬레이션

난류의 대부분의 모델은 매끄럽게 또는 시간 평균된 난류의 효과를 근사하도록 설계되어 있습니다. 예외는 큰 에디 시뮬레이션 모델 (또는 서브 그리드 스케일 모델)입니다. 이 모델의 배경에는 너무 작은 격자에 의해 해결할 수 없는 것을 제외하고는 난류의 모든 변동 내용은 계산에 의해 직접 모델링 할 수 있어야 한다는 생각이 있습니다. 미해결 소용돌이는 로컬 점성을 사용하여 효과를 근사하여 처리됩니다. 일반적으로이 소용돌이 점성은 국소적인 격자 크기 및 어떤 국소적인 흐름의 속도 측정 (변형 속도의 크기 등)에 비례합니다.

대부분의 난류 모델은 난류의 평활화 또는 시간 평균 효과에 근접하도록 설계되었습니다. 예외는 Large Eddy Simulation 모델 (또는 Subgrid Scale 모델)입니다. 이 모델의 이면에있는 아이디어는 계산이 격자에 의해 해결 되기에는 너무 작은 것을 제외하고, 난류 흐름의 모든 변동 세부 사항을 직접 모델링 할 수 있어야 한다는 것입니다. 해결되지 않은 소용돌이는 로컬 소용돌이 점도를 사용하여 효과를 근사화하여 처리됩니다. 일반적으로, 이 와류 점도는 로컬 격자 크기와 변형률의 크기와 같은 로컬 유속 측정치에 비례하여 만들어집니다.

Such an approach might be expected to give good results if the unresolved scales are small enough, for example, in the viscous sub-range. Unfortunately, this is still an uncomfortably small size. When these models are used with a minimum scale size that is above the viscous sub-range, they are then referred to as Coherent Structure Capturing models.

이러한 접근 방식은 미해결 스케일이 충분히 작은 경우, 예를 들어 점성이 작은 영역에 있는 경우에 좋은 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대됩니다. 불행히도 아직은 여전히 불편한 작은 크기 입니다. 이러한 모델을 점성 작은 영역보다 높은 최소 스케일 사이즈로 사용하는 경우는 CSC (Coherent Structure Capturing) 모델이라고합니다.

The advantage of these more realistic models is that they provide information not only about the average effects of turbulence but also about the magnitude of fluctuations. But, this advantage is also a disadvantage, because averages must actually be computed over many fluctuations, and some means must be provided to introduce meaningful fluctuations at the start of a computation and at boundaries where flow enters the computational region.

이보다 현실적인 모델의 장점은 난류의 평균 효과에 대한 정보뿐만 아니라 변동의 크기에 대한 정보도 제공 될 것입니다. 그러나 이와같은 장점은 단점도 있습니다. 평균적으로 실제로 다수의 변동에 대해 계산해야 하며, 계산의 시작 및 흐름이 계산 영역에 들어가는 경계에서 상당한 변화를 도입하기위한 수단을 제공 할 필요가 있기 때문입니다.

Turbulence from an Engineering Perspective

We have seen that it is probably not reasonable to attempt to compute all the details of a turbulent flow. Furthermore, from the perspective of most applications, it’s not likely that we would be interested in the local details of individual fluctuations. The question then is how should we deal with turbulence, when should we employ a turbulence model, and how complex should that model be?

공학적 관점에서의 난류

지금까지 난류의 모든 세부 사항을 계산하려고하는 것은 아마도 합리적이지 않다는 것을 확인했습니다. 또한 많은 적용례의 관점에서 개별 변동의 국소적인 세부 사항이 관심의 대상이 될 수는 없을 것입니다. 거기서 생기는 의문은 난류를 어떻게 처리해야 할지 난류 모델을 언제 선택할지 그 모델이 얼마나 복잡할지에 있다는 것입니다.

Experimental observations suggest that many flows become independent of Reynolds number once a certain minimum value is exceeded. If this were not so, wind tunnels, wave tanks, and other experimental tools would not be as useful as they are. One of the principal effects of a Reynolds number change is to relocate flow separation points. In laboratory experiments this fact sometimes requires the use of trip wires or other devices to induce separation at desired locations. A similar treatment may be used in a numerical simulation.

실험적 관찰에 따르면 특정 최소값이 초과되면 많은 흐름이 레이놀즈 수와 무관하게됩니다. 그렇지 않다면 풍동, 파도 탱크 및 기타 실험 도구는 그다지 유용하지 않을 것입니다. 레이놀즈 수 변경의 주요 효과 중 하나는 흐름 분리 지점을 재배치하는 것입니다. 실험실 실험에서이 사실은 때때로 원하는 위치에서 분리를 유도하기 위해 트립 와이어 또는 기타 장치를 사용해야합니다. 유사한 처리가 수치 시뮬레이션에서 사용될 수 있습니다.

Most often a simulation is done to determine the dominant flow patterns that develop in some specified situation. These patterns consist of the mean flow and the largest eddy structures containing the majority of the kinetic energy of the flow. The details of how this energy is removed from the larger eddies and dissipated into heat by the smallest eddies may not be important. In such cases the dissipation mechanisms inherent in numerical methods may alone be sufficient to produce reasonable results. In other cases it is possible to supply additional dissipation with a simple turbulence model such as a constant eddy viscosity or a mixing length assumption.

대부분의 경우 특정 상황에서 발생하는 지배적 인 흐름 패턴을 결정하기 위해 시뮬레이션이 수행됩니다. 이러한 패턴은 평균 흐름과 흐름의 대부분의 운동 에너지를 포함하는 가장 큰 소용돌이 구조로 구성됩니다. 이 에너지가 더 큰 소용돌이에서 제거되고 가장 작은 소용돌이에 의해 열로 소산되는 방법에 대한 세부 사항은 중요하지 않을 수 있습니다. 그러한 경우 수치 적 방법에 내재 된 소산 메커니즘만으로도 합리적인 결과를 얻을 수 있습니다. 다른 경우에는 일정한 소용돌이 점도 또는 혼합 길이 가정과 같은 간단한 난류 모델을 사용하여 추가 소산을 제공 할 수 있습니다.

Turbulence transport equations require more CPU resources and should only be used when there are strong, localized sources of turbulence and when that turbulence is likely to be advected into other important regions of the flow. When there is reason to seriously question the results of a computation, it is always desirable to seek experimental confirmation.

An excellent introduction to fluid turbulence can be found in the book Elementary Mechanics of Fluids by Hunter Rouse, Dover Publications, Inc., New York (1978).

난류 전송 방정식은 더 많은 CPU 리소스를 필요로하며 강력하고 국부 화 된 난기류 소스가 있고 그 난류가 흐름의 다른 중요한 영역으로 전파 될 가능성이있는 경우에만 사용해야합니다. 계산 결과에 매우 의문이 생길 경우는 실험에 의해 확인하는 것이 좋습니다.

유체 난류에 대한 훌륭한 소개는 Hunter Rouse, Dover Publications, Inc., New York (1978)의 책 Elementary Mechanics of Fluids에서 찾을 수 있습니다.

Tag: Density

Abstract

HIGHLIGHTS

Keyword

INTRODUCTION

METHODOLOGY

Case study

Numerical model set-up

RESULTS AND DISCUSSION

CONCLUSION

DATA AVAILABILITY STATEMENT

REFERENCES

DNA 프린팅 통합 멀티플렉서 드라이버 Microelectronic Mechanical System Head (IDMH) 및 Microfluidic Flow Estimation

Abstract

Introduction

MEMS Chip Design for Bubble Jet

Conclusions

References

ABSTRACT

INTRODUCTION

LITERATURE CITED

전산 유체 역학을 사용하여 GMAW에 대한 Marangoni 흐름에서 슬래그 이동의 수치 시뮬레이션

Abstract

Abstract

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Keyhole에 대한 수치적 연구 : 레이저 분말 중 형성 베드 퓨전 공정

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Abstract

Conclusion

요약

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Introduction

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평면 및 구형 표면의 액적 충돌을위한 고밀도 비율 격자-볼츠만 모델 적용

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자유 표면 모델링 방법

Lagrangian Grid Methods

라그랑주 격자 법

Surface Height Method

표면 높이 법

Marker-and-Cell (MAC) Method

MAC 방법

Surface Marker Method

표면 마커 법

Volume-of-Fluid (VOF) Method

VOF (Volume-of-Fluid) 법

Variable-Density Approximation to the VOF Method

VOF 법의 가변 밀도 근사

Summary

References

FLOW-3D 튜토리얼 V12

빠른 시작

1.CFD 사용에 대한 철학

2.중요한 파일

3.시뮬레이션 관리자

작업 공간 (Workspaces)

새로운 작업 공간 만들기

작업 공간 닫기

작업 공간에서 시뮬레이션 작업

Example를 추가하십시오

모든 작업 공간 및 디스크에서 시뮬레이션 삭제

작업 공간에 기존 시뮬레이션 추가

작업 공간에 새로운 시뮬레이션 추가

다른 옵션

전처리 및 시뮬레이션 실행

시뮬레이션 전처리

작업 공간에서 모든 시뮬레이션 실행

대기열

파일 시스템에서 파일 찾기

4.모델 설정

탐색

통제 수단

물리

유체