• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.79-88
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• 2006

본 논문에서는 대와동모사를 이용하여 모형 가스터빈 연소기에서 난류 예혼합연소의 선회 유동구조와 화염특성이 검토되었다. 비정상 화염 거동을 모사하기 위하여 G-방정식 화염편 모델이 적용되었다. 결과로서, 입구 선회수 증가에 따른 코너 및 중앙 재순환 유동이 뚜렷한 차이를 보이며, 화염의 길이도 점차 감소됨을 확인 할 수 있었다. 또한 강선회 조건에서 역화현상의 원인이 확인되었다. 정확한 비정상 화염거동의 모사를 위하여, 연소실 내 음향파 거동의 예측성능이 우선적으로 검토되었으며, 스텝 모서리 근처에서 생성된 와동이 화염면 변동에 가장 큰 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. 마지막으로 비정상 화염-와동 상호작용에 대한 해석을 통해 선회와 음향파의 전개로부터 생성된 와동의 진동이 화염면 및 열발생의 변동과 밀접하게 관련되어짐을 체계적으로 규명하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.1-8
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• 2019

아음속 유동이 흐르는 후향 계단에서, 입구 경계면에서의 난류를 모사하는 3가지 기법을 조사하였다. 입구 경계면으로 유입되는 평균 유동장과 레이놀즈 응력 프로파일은 실험에서 측정된 결과를 사용하였으며, 입구 경계면의 난류 유동 모사기법으로 synthetic eddy method(SEM), 무작위 변동(random noise) 그리고 균일한 유동 조건(uniform)을 사용하였다. 3차원 유동장의 난류 유동의 모사를 위해 대와동모사(Large Eddy Simulation, LES)를 적용하였다. 3가지 기법에 대한 입구 경계면으로 유입된 유동의 난류 특성과 유동의 재 부착(reattachment) 거리와 속도, 레이놀즈 응력(Reynolds stress)을 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권1호
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• pp.34-49
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• 1998

In this study, turbulent flows in a grooved channel are numerically investigated by Large Eddy Simulation (LES). Especially, a parametric study is carried out to study effects of length and depth of a groove on large-scale flow structures. For one test case, comparison of LES results with those of DNS reveals a good agreement even though the number of grid points of LES is only 6.5% of that of DNS. This confirms that LES is a suitable tool for a parametric study of turbulent flows. The subsequent parametric study using LES shows that the large-scale turbulent structures are significantly affected by the geometry of the groove. Especially, when the length of the groove is short such that the recirculation region occupies the entire groove, the turbulent flow in the groove becomes very weak in both mean and fluctuation quantities.

• 한국전산유체공학회지
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• 제11권4호
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• pp.32-38
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• 2006

The objective of this study is to evaluate the prediction accuracy of development large eddy simulation(LES) program for turbulent flow behind a bluff-body. The LES solver was implemented on parallel computer consisting 16 processors. To verify the capability of LES code, the results were compared with those of Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) using standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model as well as experimental data. The results showed that the LES and RANS qualitatively well predicted the experimental results, such as mean axial, radial velocities and turbulent kinetic energy. In the quantitative analysis, however, the LES showed a better prediction performance than RANS. Specially, the LES well described characteristics of the recirculation zones, such as air stagnation point and jet stagnation point. Finally, the unsteady phenomena on the Bluff-body, such as the transition of recirculation region and vorticity, was examined with LES methodology.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권4호
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• pp.364-372
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• 2006

The objective of this study is to evaluate the efficiency and the prediction accuracy of developed large eddy simulation (LES) program for complex turbulent flows, such as recirculating and swirling flows. To save the computational cost, a Beowulf cluster system consisting 16 processors was constructed. The flows in backward-facing step and dump combustor were examined as representative recirculating and swirling flows. Firstly, a direct numerical simulation (DNS) for laminar backward-facing step flows was previously conducted to validate the overall performance of program. Then LES was carried out for turbulent backward-facing step flows. The results of laminar flow showed a qualitative and quantitative agreement between simulations and experiments. The simulations of the turbulent flow also showed reasonable results. Secondly, LES results for non-swirling and swirling flows in a dump combustor were compared with the results of Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) using standard $k-{\varepsilon}$ model. The results show that LES has a better performance in predicting the mean axial and azimuthal velocities, comer recirculation zone (CRZ) and center toroidal recirculation zone (CTRZ) than those of RANS. Finally, it was examined the capability of LES for the description of unsteady phenomena.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.48-54
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• 2019

본 연구에서는 Eddy Dissipation Concept (EDC) 1-step 연소모델을 이용하여 백드래프트에 대한 대와동모사를 성공적으로 수행하였다. 기존 연구와는 달리 EDC 1-step의 유한화학반응에서 활성화에너지를 적절히 조절함으로써 백드래프트에 대한 예측이 가능하였다. EDC 1-step 연소모델을 이용한 예측결과는 Mixing-Controlled Fast Chemistry(MCFC) 연소모델의 예측결과와 비교 검토되었다. 얻어진 결과에서는 백드래프트 발생 시점을 제외하면 EDC 1-step과 MCFC 결과들은 매우 유사한 것을 확인하였고, 실험에서 얻어진 최고 압력값에 대해서도 합리적인 수준에서 예측하는 것은 알 수 있었다. 그러나 EDC 1-step 연소모델도 MCFC와 마찬가지로 백드래프트 전개과정의 첫 번째 압력 피크에 대해서는 예측하지 못하는 한계를 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권6호
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• pp.447-454
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• 2017

난류 유동장으로 분사되는 두가지 형태의 액체 제트 (수평분사는 디젤연료와 수직분사는 물)의 액주 분열과 미립화 현상에 관한 이상(Two-phase) 유동에 대해 3차원 LES 수치해석을 수행하였다. 기체상태의 공기 유동은 오일러리안 해법을 사용하고, 액체 제트의 액적 추적은 라그랑지안 해법을 사용하여 기체-액체간 이상유동 해석을 수행하였다. 두 종류의 확률론적 분열 모델(Stochastic breakup model)을 사용하여 액적 분열을 모사하였으며, 액체제트의 침투깊이와 액적 분포(Sauter Mean Diameter)를 실험결과와 비교하여 미세하게 분열되는 액체 제트의 분열 현상에 대해 확률론적 분열 모델링의 적합성을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.1-9
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• 2010

난류 유동장으로 분사되는 액체 제트의 액주 분열과 액적 미립화 현상에 관한 LES를 수행하였다. 기체상태의 공기 유동해석에 Eulerian 해법을 사용하고, 액적 추적을 위하여 Lagrangian 해법을 사용하여 기체-액체간 이상유동(two phase flow) 해석을 수행하였다. 액적 분열 과정 모사에 blob-KH 분열 모델을 적용하여 액주와 액적의 분열이 관찰되었다. 일정한 공기 유동 조건에서 액체 분사 속도 변화를 통한 액체-기체 운동량 플럭스 비의 변화에 따른 액체 제트의 침투깊이를 조사하였으며 실험결과와 유사함을 알 수 있었다. 분사 제트의 분열에 따라 유동장에 존재하는 액적의 분포를 Sauter 평균 입경(SMD)의 분석을 통해 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.507-514
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• 2009

본 연구에서는 재순환 유동 현상을 포함하는 후향 계단에서 난류 유동장에 대한 LES의 예측성능을 검토하였다. LES의 난류모델로서 Localized Dynamic ksgs-equation 모델이 적용되었으며, 계산시간의 절감을 위하여 16개의 프로세서를 이용한 병렬계산이 수행되었다 후향 계단의 층류 유동에 대한 직접수치모사(DNS)의 수행 결과, 본 계산 결과는 기존의 실험 및 수치결과를 매우 잘 예측하였다. 또한 중간 및 높은 Re 수에 해당되는 난류 영역의 LES 결과는 평균 재순환 유동특성을 비교적 잘 예측하였다. 위 결과를 통해 본 연구에서 개발된 LES 프로그램은 향후 실용 연소기에서 연소 불안정성 및 연소 소음 등의 해석에 유용할 것으로 기대된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2737-2742
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• 2007

Strong wind flow around a building complex was numerically studied by LES. The original motivation of this work stemmed from the efforts to develop a risk assessment technique for windstorm hazards. Lagrangian-averaged scale-invariant dynamic subgrid-scale model was used for turbulence modeling, and a log-law-based wall model was employed on all the solid surfaces including the ground and the surface of buildings to replace the no-slip condition. The shape of buildings was implemented on the Cartesian grid system by an immersed boundary method. Key flow quantities for the risk assessment such as mean and RMS values of pressure on the surface of the selected buildings are presented. In addition, characteristics of the velocity field at some selected locations vital to safety of human beings is also reported.