• 제목/요약/키워드: 예조건화된 Navier-Stokes 방정식

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저속 유동 계산의 수렴성 개선을 위한 온도예조건화 II: 나비어스톡스 방정식 (Temperature Preconditioning for Improving Convergence Characteristics in Calculating Low Mach Number Flows, II: Navier-Stokes Equations)

  • 이상현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권12호
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    • pp.1075-1081
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    • 2007
  • 온도예조건화 방법을 Navier-Stokes 방정식에 적용하여 보았다. 그리고 Navier-Stokes 방정식에 적절한 기준마하수를 결정하기 위해 확산마하수 개념을 도입하였다. 다양한 레이놀즈수에 대한 실린더 주위의 2차원 유동을 계산하였다. 온도예조건화를 Navier-Stokes 방정식에 적용한 결과, 수렴특성이 주목할 만큼 개선되는 것을 보였다. 그리고 확산마하수로 수정한 기준마하수는 국부적으로 마하수가 낮은 영역의 수렴성 문제를 상당히 완화시키는 것을 확인하였다.

저속 유동 계산의 수렴성에 미치는 특성 조건수의 영향 II : 나비어스톡스 방정식 (Effects of Characteristic Condition Number on Convergence in Calculating Low Mach Number Flows, II : Navier-Stokes Equations)

  • 이상현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.123-130
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    • 2008
  • 예조건화 나비어스톡스 방정식의 수렴 특성에 미치는 특성 조건수의 영향을 조사하였다. Choi와 Merkle 예조건화를 적용한 경우와 온도 예조건화를 적용한 경우의 수렴 특성을 분석하였다. 공간차분을 위해 예조건화 Roe의 FDS 기법을 적용하였고, 시간적분을 위해 LU-SGS 기법을 적용하였다. 나비어스톡스 방정식의 수렴 특성은 특성 조건수에 크게 영향을 받으며, 최적의 특성 조건수가 존재하는 것을 보였다. 그리고 점성 유동의 최적 특성 조건수는 비점성 유동에 비해 큰 것으로 나타났다.

예조건화 방법론의 Navier-Stokes 방정식에의 적용 (Application of Preconditioning to Navier-Stokes Equations)

  • 이상현
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.16-26
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    • 2004
  • 본 연구의 목적은 예조건화 방법론을 난류모델을 포함한 Navier-Stokes 방정식에 적용하는 것이다. 가상 음속 개념을 적용하였다 공간차분을 위해 Roe의 FDS를 사용하였고, 시간 적분을 위해 LU-SGS 기법을 사용하였다. 알고리즘을 검증하기 위하여 NACA 날개 주위의 저속유동, 초음속 노즐 유동을 계산하였다. 본 연구에서 개발된 알고리즘은 저속유동 및 초음속 유동의 계산에서 충분한 계산 성능을 보이는 것으로 판단된다.

온도예조건화 나비어스톡스 방정식의 계산오차 문제 완화 방법 연구 (An Approach to Alleviate Cancellation Problem of Temperature Preconditioned Navier-Stokes Equations)

  • 이상현
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.11-19
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    • 2010
  • 온도예조건화 나비어스톡스 방정식의 계산오차를 줄이기 위한 방법을 제시하였다. 이 방법은 또한 기존 예조건화 방법론에도 적용하였다. 제시된 방법의 타당성을 검토하기 위하여 다양한 마하수의 원형 실린더 주위의 단열 층류 점성 유동을 계산하였다. 엔탈피의 재정의를 통해 총엔탈피의 크기 정도를 줄임으로써 계산오차에 의한 온도예조건화의 수렴성 문제가 해결됨을 보였다.

다중 격자 Navier-Stokes 해석을 위한 수렴 특성 연구 : II. 내재적 예조건자 (Convergence Study of the Multigrid Navier-Stokes Simulation : II. Implicit Preconditioners)

  • 김윤식;권장혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.1-8
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    • 2004
  • 본 연구는 다중 격자 Navier-Stokes 방정식 해석의 수렴성 향상을 그 목적으로 한다. 다중 격자 기법의 성능 향상을 위해 최근 많이 사용되고 있는 예조건화된 다단계 시간 전진 기법의 효율성 향상을 위한 연구를 수행하였다. 압축성 유동장 해석시 자주 이용되는 ADI 예조건자와 DDADI 예조건자의 수렴 특성 비교 연구를 수행하였다. 2차원 압축성 난류 유동장 해석에 적용함으로써 DDADI 예조건자가 ADI 예조건자에 비해 우수한 수렴특성을 가짐을 확인하였고, 이를 통하여 Fourier 해석을 통한 예조건화 특성 연구와 일치하는 수렴 특성을 확인하였다. Spalart-Allmaras(S-A) 난류 모델과 Baldwin-Lomax (B-L) 난류 모델의 적용을 통해 난류 모델에 따른 수렴성 비교를 수행하였다.

Myrinet과 Fast-Ethernet PC Cluster에서 예조건화 Navier-Stokes코드의 병렬처리 (Parallel lProcessing of Pre-conditioned Navier-Stokes Code on the Myrinet and Fast-Ethernet PC Cluster)

  • 이기수;김명호;최정열;김귀순;김성룡;정인석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.21-30
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    • 2002
  • 본 연구에서는 영역분할기법에 의하여 예조건화 Navier-Stokes 방정식을 병렬화 하였으며, 병렬화 된 코드의 정확도는 순차 코드의 결과 및 실험 데이터와의 비교를 통하여 확인하였다. 코드의 병렬효율은 Myrinet을 기반의 PC 클러스터와 Fast-Ethernet PC 클러스터에서 살펴보았다. 주된 성능 지표로는 프로세서 수와 네트웍 통신 구성에 따른 속도 향상 비를 살펴보았다. 이 시험에서 Myrinet 환경의 PC 클러스터는 기대한 바와 같이 Fast-Ethernet에 비하여 우수한 성능을 보여 주었다. 문제의 크기에 대한 의존도 시험에서 네트웍 통신 속도는 병렬처리 성능에 중요한 요소이며, Myrinet 기반의 PC 클러스터가 고성능 병렬처리 시스템의 한 가지 대안임을 보여 주었다.

다중 격자 Wavier-Stokes 해석의 수렴성 증진 기법 (Convergence Acceleration Methods for the Multigrid Navier-Stokes Computation)

  • 김윤식;권장혁;최윤호;이승수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.35-38
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    • 2002
  • The convergence acceleration methods for the compressible Wavier-Stokes equations are studied ,which are multigrid method and implicit preconditioned multistage time stepping method. In this paper, the performance of implicit preconditioning methods are studied for the full-coarsening multigrid methods on the high Reynolds number compressible flow computations. The effect of numerical flux on the convergence are investigated for the inviscid and viscous calculations.

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다중 격자 Navier-Stokes 해석을 위한 수렴 특성 연구 : I. 상류 차분 기법 (Convergence Study of the Multigrid Navier-Stokes Simulation: I. Upwind Schemes)

  • 김윤식;권장혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.1-9
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    • 2004
  • 본 연구에서는 다중 격지 Navier-Stokes 방정식 해석의 수렴성 향상을 위하여 상류 차분 기법들의 주파수 영역에서의 특생 해석을 수행하였다. 1차 상류 차분 기법에 기반한 내재적 연산자의 예조건화 특성 향상을 위하여 다차원적인 효과를 갖는 2차 상류 차분 기법이 전통적인 2차 상류 차분 기법에 비하여 우수한 예조건화 특성을 가지는 이유를 제시하였다. 주파수 영역에서의 해석 결과에 대한 검증을 위하여 완전 성김 다중 격자 기법과 예 조건화된 다단계 시간 전진 기법을 적용하였다. 비 점성 유동장 및 Spalart-Allmaras 난류 모델을 이용한 난류 유동장 해석을 수행하였으며, 주파수 영역해석의 결과와 일치하는 우수한 수렴 특성을 가짐을 확인하였다.

이산화된 Navier-Stokes 방정식의 영역분할법을 위한 병렬 예조건화 (Parallel Preconditioner for the Domain Decomposition Method of the Discretized Navier-Stokes Equation)

  • 최형권;유정열;강성우
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권6호
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    • pp.753-765
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    • 2003
  • A finite element code for the numerical solution of the Navier-Stokes equation is parallelized by vertex-oriented domain decomposition. To accelerate the convergence of iterative solvers like conjugate gradient method, parallel block ILU, iterative block ILU, and distributed ILU methods are tested as parallel preconditioners. The effectiveness of the algorithms has been investigated when P1P1 finite element discretization is used for the parallel solution of the Navier-Stokes equation. Two-dimensional and three-dimensional Laplace equations are calculated to estimate the speedup of the preconditioners. Calculation domain is partitioned by one- and multi-dimensional partitioning methods in structured grid and by METIS library in unstructured grid. For the domain-decomposed parallel computation of the Navier-Stokes equation, we have solved three-dimensional lid-driven cavity and natural convection problems in a cube as benchmark problems using a parallelized fractional 4-step finite element method. The speedup for each parallel preconditioning method is to be compared using upto 64 processors.

3차원 저속 압축성 유동 해석을 위한 국소 예조건화 기법 적용 연구 (Application of A Local Preconditioning Method for 3-D Compressible Low Mach Number Flows)

  • 유일용;진민석;곽인근;이승수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권10호
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    • pp.939-946
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    • 2008
  • 압축성 유동장 해석을 위해 개발된 전산유체역학 프로그램의 응용범위를 확장하여 비압축성 유동장을 해석하고자 할 경우 해의 수렴성에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 수렴성 저하 문제는 지배방정식의 수학적 특성에 기인하며 예조건화 방법을 이용하면 지배방정식의 큰 수정 없이 해결할 수 있다. 본 논문은 예조건화 기법을 적용한 압축성 유동해석 프로그램을 개발하여 수렴성의 문제없이 저속의 비압축성 유동장 해석의 적용에 관한 내용을 다루고 있다. 개발된 프로그램의 정확성과 수렴특성을 확인하기 위해 정상상태의 비점성 및 층류 그리고 난류 문제에 대하여 해석하였으며 이를 실험치와 비압축성 계산치와 비교하였다