• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.1158-1174
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• 1988

본 연구에서는 계단형 벽면조건을 없게 하기 위해서 비직교 좌표계(non-orth- ogonal coordinate system)를 사용하여 수치해석하였다. 비직교 좌표계를 이용한 수 치해석의 예는 Thompson등이 Laplace방정식 혹은 Poisson방정식을 해석함으로써 비직 교 격자망을 구성한 바 있고, Fahgri와 Asako는 대수적 비직교 좌표변환으로 유한차분 방정식을 유도하여 비정규경계면을 갖는 관로에서의 유동특성을 해석하였으며 이재헌 과 이상렬은 Fahgri와 Asako의 방법을 비정규경계면을 갖는 밀폐공간내에서의 자연대 류의 수치해석에 적용한 바 있다. 본 해석에서도 Fahgri와 Asako의 변환법으로 유한 차분방정식을 유도하였는데, 이 방법을 사용할 경우 확대관의 경사벽면을 계단형으로 만들지 않고 유한차분방정식을 유도할 수 있어서 계단형 벽면으로 인한 해의 오차를 제거할 수 있다. Fig.2는 본 해석에서 사용한 비직교 격자망을 나타낸다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.561-567
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• 2011

2 차원 비직교 형상에 대해 비정렬 삼각 격자를 이용하여 복사 열전달의 역해석을 수행하였다. 본 논문에서는 확산적으로 방사 및 반사를 하는 벽면으로 이루어진 형상 내부에 흡수 및 방사, 산란하는 매질이 채워져 있는 문제를 고려하였다. 유한체적법을 사용하여 복사전달 방정식을 계산하였고 이 때 얻은 입사복사량을 역해석의 측정 데이터로 사용하였다. 벽면의 방사율을 추정하기 위해 켤레구배법을 적용하였으며, 목적 함수를 최소화하는 과정을 통해 해를 구하였다. 측정값의 측정 오차가 추정 정확도에 미치는 영향을 살펴보았고, 비정렬 격자계의 성능을 확인하기 위해 정렬 격자계를 이용하여 얻은 결과와 비교해 보았다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제9권3호
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• pp.73-80
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• 2004

A LS(Level Set) formulation is developed for computing two-phase flows on non- orthogonal meshes. Compared with the VOF(Volume-of-Fluid) method based on a non-smooth volume-fraction function, the LS method can calculate an interfacial curvature more accurately by using a smooth distance function. Also, it is quite straightforward to implement for 3-D irregular meshes compared with the VOF method requiring much more complicated geometric calculations. The LS formulation is implemented into a general purpose program for 3-D flows and verified through several test problems.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권3호
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• pp.1015-1027
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• 1996

In this paper, a numerical procedure for the calculation of the incompressible Navier-Stokes equations in a generalized nonorthogonal body fitted coordinate system is proposed and is validated through three test problems. Present numerical procedure derives the pressure equation by using the pressure substitution method on the regular grid system, and discretized momentum equations are based on the covariant velocity components. Cavity flow, backward facing step flow, and two dimensional channel flow with a sinusoidal wavy wall are chosen as three test problems. Numerical solutions obtained by present procedure shows a good agreement with previous numerical and/or experimental results. Convergence rate is also satisfactory.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.58-65
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• 1994

계산격자크기의 변화에 따른 해의 특성을 이해하는 것은 중요하며, 특히 벽함수를 사용하지 않는 난류모형을 사용할 때 더욱 그러하다. 본 논문에서는 배주위의 3차원 난류유동장에 대한 수치해의 격자의존성에 대한 수치계산적인 조사를 수행한다. 본 연구에서는 수정된 sub-grid-scale 난류모형과 함께 유한체적법을 사용하며 복잡한 배의 기하학적 형상에 적합한 비직교의 곡선좌표계를 수치적으로 만들어 사용한다. 그리고 수학선형인 Wigley 선형과 Series 60($C_B=0.8$) 선형에 대하여 수치계산적인 연구를 수행하고, 수치해의 격자의존성을 보이기 위하여 여러가지 격자크기에 대한 계산결과들을 서로 비교하였으며 실험결과와도 비교해 보인다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.668-676
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• 1991

Turbulent flows around tube banks and in the diffuser were studied using a non-orthogonal boundary fitted coordinate system and the modified K-.epsilon. turbulence model. In these cases, many problems emerge which stem from the geometrical complexity of the flow domain and the physical complexity of turbulent flow itself. To treat the complex geometry, governing equations were reformulated in a non-orthogonal coordinate system with Cartesian velocity components and discretised by the finite volume method with a non-staggered variable arrangement. The modified K-.epsilon. model of Hanjalic and Launer was applied to solve above two cases under the condition of strong and mild pressure gradient. The results using the modified K-.epsilon. model results in both test cases.

• 한국추진공학회지
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• 제1권2호
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• pp.22-31
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• 1997

비직교 일반좌표계를 사용하는 범용 연소유동해석 프로그램을 개발하여 재순환영역을 가지는 연소유동 등을 해석하였다. 본 프로그램은 유한체적법에 근간을 둔 비엇갈림격자계를 사용하며 직교좌표 속도성분을 종속변수로 하였다. 연소모델은 무한반응속도의 1단계 비가역 반응을 고려하였으며, 밀도가중평균된 지배방정식을 고려하였다. Conserved Scalar의 확률밀도함수를 clipped gauss 분포로 가정하였다 본 프로그램을 사용하여 재순환영역을 가지는 난류확산화염을 계산하였다. 계산결과는 실험결과와 마찬가지로 두개의 재순환영역을 보였으며, 속도, 난류운동에너지, 온도 및 농도 등이 실험결과와 양호하게 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권9호
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• pp.1149-1164
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• 1997

In this study, the applicability of the RNG k-.epsilon. model to the analysis of the complex flows is studied. The governing equations based on a non-orthogonal coordinate formulation with Cartesian velocity components are used and discretized by the finite volume method with non-staggered variable arrangements. The predicted results using the RNG k-.epsilon. model of three complex flows, i.e., the flow over a backward-facing step and a blunt flat plate, the flow around a 2D model car are compared to these from the standard k-.epsilon. model and experimental data. That of the unsteady axisymmetric turbulent flow within a cylinder of reciprocating model engine including port/valve assembly and the spray characteristics within a chamber of direct injection model engine are compared to these from the standard k-.epsilon. model and experimental data. The results of reattachment length, separated eddy size, average surface pressure distribution using the RNG k-.epsilon. model show more reasonable trends comparing with the experimental data than those using the modified k-.epsilon. model. Although the predicted rms velocity using the modified k-.epsilon. model is lower considerably than the experimental data in incylinder flow with poppet valve, predicted axial and radial velocity distributions at the valve exit and in-cylinder region show good agreements with the experimental data. The spray tip penetration predicted using the RNG k-.epsilon. model is more close to the experimental data than that using the modified k-.epsilon. model. The application of the RNG k-.epsilon. model seems to have some potential for the simulations of the unsteady turbulent flow within a port/valve-cylinder assembly and the spray characteristics over the modified k-.epsilon. model.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.139-149
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• 1994

A numerical simulation of unsteady axisymmetric turbulent flow was performed for a reciprocating engine including port/valve assembly. The governing equations based on a nonorthogonal coordinate formulation with Cartesian velocity components were used and discretised by the finite volume method with non-staggered variable arrangements. The modified $\kappa-\xi$. turbulence model which included the effect of compressibility was used. The results of twodimensional transient calculation for the axisymmetric configuration were compared with the experimental data. Although slightly low rms velocity was predicted compared to the experimental data, predicted velocity distributions at the valve exit and in-cylinder region showed good agreements with the experimental data. The flow at the valve exit was separated at the same valve lift position with the experimental data. Two vortices incylinder region were generated during the initial intake process. The clockwise main vortex became strong and moved upward to the top wall. The counter-clockwise second vortex became weak and stick to the upper left corner of the cylinder. After middle intake process, new vortex adjacent to upper cylinder wall appeared by the piston motion and therefore, the in-cylinder flow was formed into three vortices. The cylinder pressure just before bottom dead center of piston was higher than inlet pressure and then the reverse flow occured at the valve exit. The in-cylinder flow characteristics were strongly dependent on piston motion, but insensitive to valve motion.