• 제목/요약/키워드: $k-\varepsilon$ model

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강한 박리 유동을 동반한 초음속 수축-확장 사각 노즐 유동에 적합한 난류 모델과 압축성 보정 모델의 평가 (Assessment of Turbulence Models with Compressibility Correction for Large Flow Separation in a Supersonic Convergent-Divergent Rectangular Nozzle)

  • 이주용;신준수;성홍계
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.40-47
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    • 2018
  • 초음속 수축-확대 사각 노즐 내 강한 유동 박리를 동반한 초음속 유동에 적합한 난류 모델과 압축성 보정 모델을 평가하였다. 난류 모델로는 Yang과 Shih의 Low-Re $k-{\varepsilon}$ 모델, Menter의 $k-{\omega}$ SST모델, Wilcox의 $k-{\omega}$ 모델을 평가하였다. 압축성 효과를 보다 정확하게 예측하기 위하여 각각의 난류 모델에 Sarkar와 Wilcox의 압축성 보정 모델을 적용하였다. 각 난류 모델과 압축성 보정 모델의 결과는 실험 데이터와 비교하여 분석을 하였다. 난류 모델에 따라 충격파의 위치와 압력 회복률이 다르게 나타났으나 압축성 보정을 통해 더욱 개선된 결과를 얻었다.

수중익 주위의 2차원 비정상 공동 현상 해석 (Numerical Simulation of Unsteady Cavitating Flow Around 2D Hydrofoil)

  • 이세영;박수형;이창진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권8호
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    • pp.653-662
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    • 2007
  • Due to the difficulty raised from the coupling of cavitation modeling with turbulent flow, numerical simulation for two phase flow remains one of the challenging issues in the society. This research focuses on the development of numerical code to deal with incompressible two phase flow around 2D hydrofoil by combing the cavitation model suggested by Kunz et al. with $k-{\varepsilon}$ turbulent model. The simulation results are compared to experimental data to verify the validity of the developed code. Also, the comparison of the calculation results is made with LES results to evaluate the capability of $k-{\varepsilon}$ turbulence model. The calculation results show very good agreement with experimental observations even though this code can not grasp the small scaled bubbles in the calculation wheres LES can hold the real physics. This code will be extended to 3D compressible two phase flow for the study on the fluid dynamics in the inducers and impellers.

국소교란에 의한 난류박리 재부착 유동의 수치해석 (Numerical Simulation of Turbulent Separated and Reattaching Flows by Local Forcing)

  • 리광훈;성형진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권3호
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    • pp.467-476
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    • 2000
  • An unsteady numerical simulation was performed for locally-forced separated and reattaching flow over a backward-facing step. The local forcing was given to the separated and reattaching flow by means of a sinusoidally oscillating jet from a separation line. A version of the $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ model was employed, in which the near-wall behavior without reference to distance and the nonequilibrium effect in the recirculation region were incorporated. The Reynolds number based on the step height (H) was fixed at $Re_H=33000$, and the forcing frequency was varied in the range $0{\leq}St_H{\leq}2$. The predicted results were compared and validated with the experimental data of Chun and Sung. It was shown that the unsteady locally-forced separated and reattaching flows are predicted reasonably well with the $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ model. To characterize the large-scale vortex evolution due to the local forcing, numerical flow visualizations were carried out.

고체 추진제 로켓엔진의 정상 및 비정상 연소특성 해석 (Analysis for Steady-State and Transient Combustion Characteristic of Solid Propellant Rocket Engine)

  • 김후중;김용모;윤명원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.233-239
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    • 2003
  • 본 연구는 고체 추진제 로켓 엔진의 연소과정을 수치적으로 해석하였다. 고체 추진제로는 double-base propellant를 이용하였으며 고체상에서는 2개의 포괄적인 반응식을 기체상에서는 5개의 포괄적인 반응식을 이용하였고 난류와 화학반응의 상호작용 PaSR(Partially Stirred Reactor)모델을 사용하였다. 고체 연료 벽면에서의 분출 효과로 야기되는 대류열전달의 불확실성을 줄이기 위하여 낮은 레이놀즈 수 k-$\varepsilon$난류모델을 적용하였다. 계산된 수치결과를 토대로 고체 추진제 로켓 엔진의 난류연소 과정 및 온도장과 압력장의 비정상 특성에 대하여 상세히 기술하였다.

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준타원형 방정식에 의한 선미에서의 3차원 점성유동의 수치계산 (Numerical Calculations of Three-dimensional Viscous Flows over a stern by the Semi-Elliptic Equations)

  • 강신형;오건제
    • 대한조선학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.11-23
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    • 1989
  • 자유표면을 고려하지 않은 경우 선체주위의 3차원 점성유동을 수치해석하는 전산프로그램을 작성하였다. 복잡한 선체를 합리적으로 처리할 수 있는 body-fitted 좌표계를 사용하고, 난류모델은 $k-\varepsilon$모델을 채택하였다. Reynolds 방정식의 준 3차원 형태를 수치해석하도록 하였다. 작성된 전산프로그램의 합리성과 수치해석적 성능을 파악하기 위하여 단면이 3:1 타원단면의 모델과 SSPA-720 콘테이너 선형을 이용하여 수치해석의 결과와 실험데이터를 비교하였다. 평균속도분포와 압력의 분포는 위 모델의 풍동시험결과와 전반적으로 잘 일치하고 있으나, 난류운동에너지는 선미 부근에서 실제보다 많이 예측되고 있다.

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초임계 압력상태의 기체메탄/액체산소 연소과정 해석 (Modeling for gaseous methane/liquid oxygen combustion processes at supercritical pressure)

  • 김태훈;김용모;김성구
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.85-88
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    • 2010
  • 본 연구에서는 액체로켓 분사기에서 임계압력 이상의 추진제의 혼합과 연소과정을 수치적으로 모사하여 분석하고자 하였다. 이 과정에서 확장된 $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 이용하여 난류 속도장을 예측하였고 고압에서의 실제 유체 효과를 고려하기 위하여 혼합 추진제의 물성치는 SRK 상태 방정식을 이용하여 계산하였다. 또한 난류 확산 화염에서의 좀 더 정확한 난류와 화학반응의 상호작용을 고려하기 위하여 실제 유체 효과를 고려할 수 있는 층류 화염편 모델을 이용하였다. 수치적인 계산을 바탕으로 이상기체 가정을 사용한 결과와 비교하여 실제 유체의 효과와 기체메탄/액체산소 동축 전단 분사기의 제트화염 구조를 상세하게 살펴보았다.

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원형관-평판휜 형상의 밀집형 열교환기 내 공기 측대류열전달특성에 대한 수치해석 (Numerical Analysis for the Air-Side Convective Heat Transfer Characteristics in a Compact Heat Exchanger with Circular Tubes and Continuous Plate Fins)

  • 모정하;이상호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권12호
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    • pp.994-1001
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    • 2007
  • Numerical analysis has been carried out to investigate air-side convective heat transfer characteristics in a compact heat exchanger with circular tubes and continuous plate fins. Simulation results such as air velocity and temperature distributions are presented, and heat transfer coefficients are compared with previous experimental correlations. Three models of standard and RNG $k-{\varepsilon}$, and Reynolds stress are applied for turbulence model applicability. Predicted heat transfer coefficient from the models of standard and RNG $k-{\varepsilon}$ are very close to those of the heat transfer correlations while there are relatively large difference, more than 17 percentage in the result from the Reynolds stress model. From the calculated results a correlation for Colburn j factor in the compact heat exchanger system is suggested.

A Bayes Rule for Determining the Number of Common Factors in Oblique Factor Model

  • Kim, Hea-Jung
    • Journal of the Korean Statistical Society
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    • 제29권1호
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    • pp.95-108
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    • 2000
  • Consider the oblique factor model X=Af+$\varepsilon$, with defining relation $\Sigma$$\Phi$Λ'+Ψ. This paper is concerned with suggesting an optimal Bayes criterion for determining the number of factors in the model, i.e. dimension of the vector f. The use of marginal likelihood as a method for calculating posterior probability of each model with given dimension is developed under a generalized conjugate prior. Then based on an appropriate loss function, a Bayes rule is developed by use of the posterior probabilities. It is shown that the approach is straightforward to specify distributionally and to imploement computationally, with output readily adopted for constructing required cirterion.

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과냉수에서의 증기응축제트에 대한 해석적 연구 (An Analytical Study on the Condensation of Submerged Vapor Jets in Subcooled Liquids)

  • 김기웅;이계복;김환열
    • 에너지공학
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    • 제8권2호
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    • pp.333-340
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    • 1999
  • 과냉수에서의 난류 증기응축 제트에 대한 수치해석 연구가 수행되었다. 증기와 과냉수 사이에 국부 균질유동을 가정하고 난류 특성은 난류 확산화염에서 사용되는 $textsc{k}$-$\varepsilon$-g 모델을 사용하여 증기응축 유동 현상에 대한 물리적 모델을 제안하였다. 즉, 난류는 난류 운동 에너지와 운동 에너지 소멸률로 모사되고 증기와 과냉수의 혼합률비에 대한 평균값과 변동량에 대한 미분 방정식을 추가하여 직접 풀고 혼합률비에 확률분포 함수를 적용하여 열역학 변수의 평균값을 구한다. 증기 질량 유속, 과냉수 온도와 노즐 직경을 변화시키며 증기응축제트의 특성을 해석하였다. 본 해석에 사용된 모델을 평가하기 위해 기존의 실험 데이터를 사용해서 수치해석 결과와 실험치를 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

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A numerical study of the turbulent fluctuating flow around a square cylinder for different inlet shear

  • Islam, A.K.M. Sadrul;Hasan, R.G.M.
    • Wind and Structures
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    • 제5권1호
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    • pp.15-24
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    • 2002
  • This paper reports the numerical calculations of uniform turbulent shear flow around a square cylinder. The predictions are obtained by solving the two-dimensional unsteady Navier-Stokes equations in a finite volume technique. The turbulent fluctuations are simulated by the standard $k-{\varepsilon}$ model and one of its variant which takes care of the realizability constraint in order to suppress the excessive generation of turbulence in a stagnation condition. It has been found that the Strouhal number and the mean drag coefficient are almost unaffected by the shear parameter but the mean lift coefficient is increased. The present predictions are compared with available experimental data.