In this study, unsteady aerodynamic analyses of a wedge-type airfoil based on nonlinear piston theory and Euler equations have been performed in supersonic and hypersonic flows. The third-order nonlinear piston theory (NPT) to calculate unsteady lift and moment coefficients is derived and applied in the time-domain. Also, unsteady flow quantities are obtained from the two-dimensional time-dependent Euler equations. For the CFD based unsteady aerodynamic analyses, an arbitrary Lagrangean-Eulerian (ALE) formulation for the Euler equations is used to calculate flow fluxes in the computational flow field with moving boundaries. Numerical comparisons for unsteady lift and moment coefficients are presented between NPT and Euler approaches. The results show very good agreements in the high supersonic and hypersonic flows. It means that the present NPT can be efficiently used to predict unsteady aerodynamic forces ol wedge type airfoils with dynamic motions in the high supersonic and hypersonic flow regimes.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.21
no.5
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pp.475-482
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2008
This paper indicates that the use of Euler angles lacks in its consistency and exactness of analysis when it was applied to incorporate the rotational equation of motion for rotor systems by previous researcher. Kinetic energy and angular velocity are different from case to case depending on the way of choosing Euler angles and thus only the linear system has been investigated even though the rotor system has a very nonlinear behavior. A new methodology is applied by using both spherical coordinate and quaternion in the rotor rotation to overcome weaknesses of Euler angles and shows its superiority It is found through numerical examples that the use of quaternion will be a more useful and valid tool to derive the numerical model of the rotor system.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.23
no.6
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pp.1-10
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2019
The wave motion inside the nozzle is known as one of the major damping elements of the rocket's combustion instability by it's aeroacoustic effects that result from the flow passage through the nozzle throat. These effects can be quantitatively evaluated by the nozzle admittance. In this study, one-dimensional linearized Euler equation was adopted to calculate the nozzle admittance, and trend analysis was performed depending on the nozzle's main design variables. As a result, when nozzle converging part shortens, it is verified that the frequency dependency of the nozzle admittance is decreased due to the widened frequency range with lowered longitudinal nozzle admittance. Also, admittance estimation using the short nozzle theory is not appropriate when the first tangential mode of the pressure perturbation arises.
Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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v.11
no.5
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pp.90-100
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1989
본 논문은 이상유동 시스템에 부유도니 슈트, 미분탄과 같은 고 흡수, 방사하는 입자에 의한 열 확산 현상에 대한 복사효과를 수치적으로 검토하였다. 가스, 입자유동의 지배방정식들은 오일러 관점의 two-fluid model 의 근간에서 수행되었으며, 에너지 방정식의 비선형 복사생성항은 P-1 근사방법에 의해 계산되었다. 복사효과가 증가될 때에 열확산적 입자의 벽면에 대한 부착율은 상당히 낮아짐을 보였으며 열확산 현상의 스토크스 수에 따른 효과도 고려되었다.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2021.06a
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pp.105-105
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2021
본 연구에서는 2차원 비선형 천수모형과 수심평균된 스칼라 이송모형을 해석하는 수치모형에 대해 기술하였다. 수치모형의 정확성을 보장함과 동시에 안정성을 높이기 위해 유한체적법, 플럭스 재구성 및 minmod 제한자를 사용하였다. 비선형 천수방정식의 이송항과 바닥 경사항은 계산된 수심의 양수 보존과 흐름의 정상 상태를 보장하기 위한 second order well-balanced positivity preserving central-upwind method를 이용하여 수치적으로 이산화되었다. 마찬가지로, 이송-확산 방정식 내 이송항은 동일한 2차 풍상차분법을 통해 수치적으로 풀이하였다. 격자점 경계면에서의 불연속으로 인한 수치진동을 방지하기 위해 이송항의 계산에 포함된 보존항의 차이로 인해 발생하는 스칼라의 수치확산을 최소화하기 위해 무차원의 비소산함수를 도입하였다. 또한, 확산항은 유한차분법을 이용하여 이산화하였다. 제안된 수치모형은 시간미분항의 계산을 위해 오일러 기법을 적용하여 계산된 수심 및 스칼라의 양수 보존여부와 함께 정지된 흐름의 정상 상태의 보존여부를 확인하였다. 제안된 수치모형의 해석 정확성을 평가하기 위해 1, 2차원 공간 내 다양한 흐름 조건에서의 해석해를 이용한 3개의 벤치마크 테스트를 수행하였다. 평균 제곱근 오차(Root Mean Squared Error, RMSE)를 산정하여 수치모형의 성능을 정량적으로 평가하였으며, 비소산함수를 적용함에 따라 스칼라의 수치확산이 감소하게 되었음을 확인하였다. 또한, 세 차례의 벤치마크 테스트 결과는 공통적으로 수치모형에 의해 계산된 결과값이 비소산함수를 고려함에 따라 해석해와 잘 일치함을 확인하였다.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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1997.04a
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pp.608-614
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1997
2차원 압축성 오일러 방정식을 지배 방정식으로 하여 음향학적 문제를 직접 수치 계산하였다. Roe의 개략적인 리만해(Approximate Riemann Solver)에 의거하여 대류항을 구성하였고 높은 정확도를 유지하기 위해 Vanleer의 MUSCL 방법을 사용하여 공간을 이산화하였다. 시간 적분으로는 2차의 Runge-Kutta 방법을 사용하였다. Resonance tube 내의 음향학적 문제 해석을 위해 최근까지 제시된 음향 경계 조건들을 비교하였고 각 경계 조건들이 갖는 물리적 의미를 고찰하였다. 이들을 통하여 압력파의 물리적인 행태를 모사하였고 실험과 비교하였다. 계산결과들을 통하여 사용된 방법은 전형적인 압축성 유동 해석 문제 뿐만 아니라 선형, 비선형의 음향학적 문제들을 적절한 경계 조건과 결합하여 해석할 수 있음을 알 수 있었고 resonance tube와 같은 공학적으로 실제적인 문제들에 대한 응용이 기대된다.
The history of finding solutions of linear equations went back to some thousand years ago, and has been steadily developed to solve systems of higher degree polynomials. The method to eliminate variables came into use around the 17th and 18th century. This technique has been extended to the resultant theory that was laid in the 19th century by outstanding mathematicians as Euler, Sylvester, and B$\acute{e}$zout. In this paper we discuss the historical reflection about the development of solving system of polynomials. We add a special emphasis on E. B$\acute{e}$zout who gave the first account on the resultant which is a generalization of discriminant and Gauss elimination method.
Sound scattering in 3D complex geometry is difficult to model with body-fitted grid. Thus Brinkman Penalization method is used to compute sound scattering in 3D complex geometry. Sound propagation of monitor/TV is studied. The sound field for monitor/TV is simulated by applying Brinkman Penalization method to Linearized Euler Equation. Solid Structure and ambient air are represented as penalty terms in Linearized Euler Equation.
Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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autumn
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pp.255-258
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2000
초음속 유동장 내에 설치된 끝이 막힌 관에 의해 발생하는 공진 현상에는 스크리치 모드 (jet screech mode)와 토출 모드 (jet regurgitant mode)가 있다 이중 토출 모드는 원리상 음향학적 공진과 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 경계 조건으로, 주어진 강도와 주파수를 갖는 마하 수의 진동을 통하여 압축성 유동장을 가진하는 개념적 모델을 통하여 공진 현상을 모사한다. 비선형 효과의 탐구를 위해 축대칭 오일러 방정식을 수치적으로 풀이하면서, 4 가지의 주요한 파라메터들 (가진 강도, 가진 주파수, 진 동부와 관 사이의 거리, 관의 깊이)을 추출하고 이에 대한 영향을 연구하였다. 또한 비선형 유동 효과에 의해 발생하는, 고전 이론에 의해 예측된 공진 주파수와의 차이를 정량적으로 나타내고 그 원인을 고찰하였다.
The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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v.13
no.3
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pp.237-245
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2008
We developed a computational method on coupled dynamics of tracked vehicle on seafloor and long flexible pipe. The tracked vehicle is modeled as rigid-body vehicle, and the linked flexible pipe is discretized according to a lumped-parameter model. The equations of motion of the rigid-body vehicle on the soft seafloor are combined with the governing equations of flexible pipe dynamics. Four Euler parameters method is used to express the orientations of the vehicle and the flexible pipe. In order to solve the nonlinear coupled dynamics of vehicle and flexible pipe an incremental-iterative formulation is implemented. For the time-domain integration $Newmark-\beta$ method is adopted. The total Jacobean matrix has been derived based on the incremental-iterative formulation. The interactions between the dynamics of flexible pipe and the mobility of the tracked vehicle on soft seafloor are investigated through numerical simulations in time domain.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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