• 제목/요약/키워드: 대류항 처리법

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2-방정식 난류모델을 이용한 정사각주 주위의 비정상 난류유동의 예측 (Towards Prediction of Unsteady Turbulent Flow over a Square Cylinder using Two-Equation Turbulence Models)

  • 이상산
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.47-54
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    • 1996
  • 비유선형 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 재부착, 주기적 와열의 생성등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 이와 같은 유동의 2-방정식 난류모델을 이용한 정확한 예측은 일반적으로 불가능 하다고 인식되어 왔으나, 본 연구에서는 기존의 비교적 단순한 난류모델을 활용한 정사각주 주위의 비정상 난류유동의 예측 가능성을 체계적으로 규명하였다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석의 결과에 미치는 영향을 살펴 보았다. 기존의 표준 κ-ε모델은 정체점 주위에서 난류생성항의 과도한 예측으로 말미암아 재부착 및 와열생성의 정확한 예측이 불가능 하였으나, RNG κ-ε 모델을 사용한 경우 이와 같은 현상을 제거 할 수 있었다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분, 격자의 크기 및 대류항 처리법 등에 영향을 받았으며, 특별히 대류항 처리법에 따라 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다.

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최근의 고차 유계 대류항 처리법의 평가 (An Evaluation of Recent Higher-order Bounded Convection Schemes)

  • 최석기;이용범
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.73-83
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    • 1997
  • 이 논문은 최근에 개발된 네가지 종류의 고차 유계 대류항 처리법인 SOUCUP, HLPA, SMARTER 그리고 COPLA 해법들을 비교 분석한다. 모든 해법들을 실제적인 공학적인 문제에의 적용을 위하여 비균일, 비직교 좌표에 공식화 하였다. 해법들의 상대적인 검증을 위하여 여러 가지 종류의 시험 문제들에 적용하여 검증하였다. 수치실험의 결과는 시험한 4종류의 해법들이 유계성을 만족하고 고차 해법의 정확도를 유지하는 것으로 나타났다. HLPA, SMARTER와 COPLA 해법들은 거의 같은 정도의 해의 정확성을 보였으며, SCOCUP 해법은 조금 부정확한 것으로 나타났다.

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2-방정식 난류모델을 이용한 정사각주 주위 비정상 난류 유동의 예측 (Prediction of Unsteady Turbulent Flow over a Square Cylinder using Two-Equation Turbulence Models)

  • 이상산
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1995년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.31-36
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    • 1995
  • 비유선형의 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 주기적 와열 생성 등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 본 연구에서는 비교적 단순한 형상인 정사각주 주위의 비정상 난류 유동을 2-방정식 와점성 난류모델인 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델과 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 이용하여 예측할 수 있는지를 검증하였다. 정교하게 수행된 최근의 실험과 대와류모사(LES)의 결과를 검증을 위한 비교의 자료로 삼았다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석결과에 미치는 영향도 살펴보았다. 기존의 표준 $k-{\varepsilon}$모델은 정체점 부근에서 난류 운동에너지를 과도하게 생성하는 근본적인 문제점 때문에 실험 및 LES의 결과를 제대로 예측할 수 없었다. 난류운동에너지의 초과 예측에 따른 운동량의 과도한 혼합으로 인해, 항력계수 및 양력계수의 비정상성 뿐 아니라 평균 항력계수도 부정확하게 예측하였다. RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용한 경우에는 정체점 주위 유동현상의 예측이 상당히 향상되어 항력계수 및 양력계수의 평균치, 진폭 및 비정상성의 주기 등을 정확하게 예측하는 것이 가능하였다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분과 격자의 크기 및 대류항 처리법등에 영향을 받으며, 특별히 대류항 처리법에 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다. 향상된 유동예측은 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델의 난류에너지 소산율 방정식의 개선된 항이 과도하게 생성된 난류에너지를 정체점 부근에서 제거하기 때문에 가능하다는 것을 알 수 있었다.의 20세 이하 골절 및 탈구가$30.3\%까지 감소하게되어 년도가 증가함에 따라 청장년 층에 비하여 소아골절 및 탈구가 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 스키골절의 부위별 발생빈도는 1990년 이전까지 하지골절 및 탈구가 많았으나 이후 점차 상지의 골절 탈구가 증가하였다 하지에서 가장 많은 골절은 경골 골절이었으며, 경골골절은 회전력에 의한 나선형골절이 $76.5\%로 가장 많았고 년도에 따른 변화는 보이지 않았다. 스키손상의 발생빈도는 초기에 비하여 점차 감소하는 경향을 보였으며, 손상의 특성도 부위별, 연령별로 다양한 변화를 나타내었다.해가능성을 가진 균이 상당수 검출되므로 원료의 수송, 김치의 제조 및 유통과정에서 병원균에 대한 오염방지에 유의하여야 할 것이다. 확인할 수 있었다. 이상의 결과에 의하면 고농도의 유기물이 함유된 음식물쓰레기는 Hybrid Anaerobic Reactor (HAR)를 이용하여 HRT 30일 정도에서 충분히 직접 혐기성처리가 가능하며, 이때 발생된 $CH_{4}$를 회수하여 이용하면 대체에너지원으로 활용 가치가 높은 것으로 판단된다./207), $99.2\%$(238/240), $98.5\%$(133/135) 및 $100\%$ (313)였다. 각각 두 개의 요골동맥과 우내흉동맥에서 부분협착이나 경쟁혈류가 관찰되었다. 결론: 동맥 도관만을 이용한 Off pump CABG를 시행하여 감염의 위험성을 증가시키지 않으면서 영구적인 신경학적 합병증을 일으키지 않았고 좋은 혈관 개존율을 보여주었다. 따라서 동맥 도관을 이용한 Off pump CABG는 관상동맥의 협착의 정도에 따라 효율적으로 시행

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음해법에 의한 2차원 조류유동 계산법 (An Implicit Numerical Method for Two-Dimensional Tidal Computation)

  • 김선영;송무석
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.1-14
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    • 1998
  • 2차원 천수방정식에 기초한 조류계산 수치모델을 개발하였다. 복잡한 해안선의 입력을 단순화할 수 있는 직각격자를 사용하였으며, 방정식은 효율이 뛰어난 것으로 알려져 있는 인수분해음해법(Implicit Factorization Method)에 의하여 수치적으로 풀었다. 대류항은 상류차분법으로 처리하여 수치소산이 자동적으로 들어가도록 하였으며, 따라서 수치불안정에 의한 발산을 억제할 수 있었다. 모델의 검증을 위하여 선형화된 천수방정식을 풀고 계산결과를 해석해와 비교하였으며 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 수치모델의 응용 예로서 인천항부근의 경인운하 개발예정인 수로에서의 조류 계산결과를 보였다.

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전산유체기법을 이용한 연속주조 Tundish 의 형상 설계 (CFD aided design of the continuous casting tundish)

  • 조지룡;하만영;이성우
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.117-128
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    • 1997
  • Effects of dam and weir on the fluid flow and behavior of inclusions in the continuous casting tundish have been studied using the CFD (Computational Fluid Dynamics) technique. Inclusions affecting the quality of steel products have been considered to be passive: the fluid flow has been obtained for unstaggered grid points defined on body-fitted generalized cuvilinear coordinates with no attention on inclusions, and the spatial propagation of inclusions has been determined by using the flow field data. The result show that the dam and weir direct the flow to the free surface and increase the residence time of inclusions significantly, and thereby that inclusions have much more chance to be floated to the free surface of the tundish where it is eliminated. It is also found that they offer more margin on the geometric design of exit nozzles connected to moulds. This finding is particularly important for twin casting operations where the quality of steel products from the two moulds be kept uniformly.

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와도를 기저로 한 초기 순간 출발하는 실린더 주위의 점성유동해석 (Vorticity Based Analysis of the Viscous Flow around an Impulsively Started Cylinder)

  • 김광수;서정천
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.1-10
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    • 1998
  • 본 논문에서는 비압축성 Newtonian 점성유동에서 초기에 순간 출발하는 2차원 실린더 주위의 유동을 해석하기 위해서, 와도를 기저로 한 수치해석기법을 제안하고 있다. Helmholtz 분리 형태로 표현된 Navier-Stokes방정식에서 유도되는 와도전달방정식과 압력방정식, 그리고 벡터등식에서 유도되는 속도-와도 관계식을 이 문제의 지배방정식으로 택하고, 경계조건으로는 물체표면에서 와도와 압력의 연성관계와 힘의 평형을 고려한 동적와도경계조건과 동적압력조건이 제시된다. 이 지배방정식과 경계조건을 수치적으로 처리하기 위하여, 와도와 압력이 연성되어 있는 경계조건은 Wu등(1994)이 제안한 대로, 연성관계를 유지한 채로 식을 분리하는 방법을 이용하였고, 와도전달 방정식은 유한체적법으로 계산하였으며, 그 식에 포함된 대류항을 처리하는 방법으로 TVD 방법을 이용하였다. 속도는 Biot-Savart적분항이 포함된 벡터등식에서 panel방법으로 구하고, 압력방정식은 형태가 Poisson방정식이므로 역시 panel방법을 이용하였다. 계산에 사용된 격자로 정규격자를 이용하고, 결과를 다른 수치적, 해석적 결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

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정사각형 단면을 갖는 90° 곡관의 층류유동 계산 (Numerical calculation of Laminar flow in a Square Duct of 90° Bend)

  • 김형태;김정중
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.1-7
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    • 1997
  • A FA-FD hybrid method, developed for solving three-dimensional incompressible Navier-Stokes equations, is applied to calculate three-dimensional laminar flows through a square duct with a 90° bend. The method discretizes the convective terms in the primary flow direction with 3rd-order upwind finite-differences and the convective and diffusive terms in the transverse directions with the two-dimensional finite analytic method. The non-staggered grid system is used and the pressure-velocity coupling is achieved by a global iteration procedure based on the PISO algorithm. Detailed comparisons between the computed solutions and the available experimental data are given mainly for the velocity distributions at cross-sections in a 90° bend of a square duct with both fully developed and developing entry flows. Although the computational result shows generally a good agreement with the experimental data, there are some significant discrepancies underlining the necessity of more accurate numerical methods as well as reliable experimental data for their validation.

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액체금속로 내부 열유동해석을 위한 대류항처리법 평가 (Evaluation of Convection Schemes for Thermal Hydraulic Analysis in a Liquid Metal Reactor)

  • 최석기;김성오;김의광;어재혁;최훈기
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2002년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.64-69
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    • 2002
  • A numerical study has been peformed for evaluation of convection schemes for thermal hydraulic analysis in a liquid metal reactor Four convection schemes, HYBRID, QUICK, SMART and HLPA included in the CFX-4 code are considered. The performances of convection schemes are evaluated by applying them to the five test problems. The accuracy, stability and convergence are tested. It is shown that the HYBRID scheme is too diffusive, and the QUICK scheme exhibits overshoots and undershoots, and the SMART scheme shows convergence oscillations, and the HLPA scheme preserves the boundedness without causing convergence oscillations. The accuracies of SMART, QUICK and HLPA schemes are comparable. Thus, the use of HLPA scheme is highly recommended for thermal hydraulic analysis in a liquid metal reactor.

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