• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
• /
• pp.71-76
• /
• 2004

An extension of our recently developed locally linear reconstruction scheme to 2 dimensional incompressible flow solver is presented. The solver is based on a semi-implicit fractional step method in which the convective term is discretized by Adams-Bashforth method and the diffusion term by Crank-Nicolson method. Several numerical examples are tested to demonstrate the mesh type independent accuracy of the solver, which include decaying vortex flow, square cavity flow, and flow around a circular cylinder. The above examples are solved on quadrilateral or hybrid meshes. For all numerical examples, we obtained reasonable results.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
• /
• pp.19-26
• /
• 2008

From numerical point of view on flow network system analyses, stagnation properties are not preserved along streamlines across geometric discontinuities. Hence, GJM and DTM using ghost cell and thermodynamic relations are developed to preserve the stagnation enthalpy for the boundaries, such as the interfaces between junction and branches and the interface between two pipes of different cross-sections in serial pipelines. Additionally, the resolving power and efficiencies of the 2nd order Godunov type FV schemes are investigated and estimated by the tracing of the total mechanical energy during calculating rapid transients. Among the approximate Riemann solvers, RoeM is more suitable with the proposed boundary treatments especially for junction than Roe's FDS because of its conservativeness of stagnation enthalpy across geometric discontinuities.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
• /
• pp.19-26
• /
• 2008

From numerical point of view on flow network system analyses, stagnation properties are not preserved along streamlines across geometric discontinuities. Hence, GJM and DTM using ghost cell and thermodynamic relations are developed to preserve the stagnation enthalpy for the boundaries, such as the interfaces between junction and branches and the interface between two pipes of different cross-sections in serial pipelines. Additionally, the resolving power and efficiencies of the 2nd order Godunov type FV schemes are investigated and estimated by the tracing of the total mechanical energy during calculating rapid transients. Among the approximate Riemann solvers, RoeM is more suitable with the proposed boundary treatments especially for junction than Roe's FDS because of its conservativeness of stagnation enthalpy across geometric discontinuities.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.41-48
• /
• 2013

Ice accretion on the solid surface is an importance factor in assessing the performance of aircraft and wind turbine blade. Changes in the external shape due to ice accretion can greatly deteriorate the aerodynamic performance. In this study, a three-dimensional upwind-type second-order positivity-preserving finite volume CFD scheme based on the unstructured mesh topology is developed to simulate two-phase flow in atmospheric icing condition. The code is then validated by comparing with NASA IRT experimental data on the sphere. The present results of the collection efficiency are found to be in close agreement with experimental data and show improvement near the stagnation region.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.35-44
• /
• 2009

To adequately analyze flows in pipe or duct network system, traditional node-based junction coupling methods require the junction loss which is specified by empirical or analytic correlations. In this paper, a new finite volume junction coupling method using a ghost junction cell is developed by considering the interchange of linear momentum as well as the important wall-effect at junction without requiring any correlation on the junction loss. Also, boundary treatment is modified to preserve the stagnation enthalpy across boundaries, such as pipe-end and the interface between junction and branch. Also, the computational accuracy and efficiency of the Godunov-type finite volume schemes are investigated by tracing the total mechanical energy of rapid transients due to sudden closure of valve at downstream end.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.44-44
• /
• 2015

저수지나 하천 사면에서 발생하는 산사태와 토석류는 저수지와 하천 수체에 충격을 가한다. 이로 인해 발생하는 수면 충격파는 전파되어 반대편 제방으로 파의 처오름 또는 댐 제체위로의 물넘이로 큰 피해를 줄 수 있다. 최근 외국에서는 2차원 충격파 생성 및 전파의 기본 과정을 구명하기 위한 실험적 연구가 이뤄지고 있으며, 이들 연구들은 충격파의 발생과 전파, 사면활동 물질과 수체의 상호작용 그리고 자유 수면과 유속분표의 발달에 대한 자세한 관측 자료를 제시하고 있다. 아울러 충격파에 영향을 주는 지배 매개변수를 제시하고 있다. 하지만, 이러한 실험적 연구의 최근 진보에도 불구하고, 이들 지배 매개변수를 고려한 충격파 지배공식들은 대상 지역의 복잡한 바닥 지형이나, 평면적 지형 변화를 단순한 추정치로만 고려하게 된다. 따라서 복잡한 지형조건에서 토석류와 수체의 상호작용과 수면 충격파의 전파를 합리적으로 해석하는 데는 한계가 있다. 이 경우 수치모델링 기법을 대안으로 적용할 수 있으나, 수치모델링은 수면에서 충격파의 전파와 수중에서 토석류의 전파를 동시에 모의해야 하고, 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체의 특성을 동시에 고려해야하므로 수치해석 연구자들에게는 하나의 큰 도전사항이다. 이 연구는 경계면 포착기법을 이용한 계산유체동력학 기법을 이용하여 사면활동과 이로 인한 정지 수역에서의 충격파의 발생 및 전파를 재현하기 위한 수치 모델링 기법을 개발하는 것이 목적이다. 사면활동과 수면의 경계면을 포착하고 위치를 정립하기 위해서 VOF (volume of fluid) 경계면 재구축 기법을 이용한다. 지배 방정식은 비압축성(incompressible) 질량 보존방정식과 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식이며, 서로 다른 유체의 상(phase)애 대한 체적분할이송방정식을 이용한다. 큰와 모의 계열의 난류 모델링 기법을 적용하여 충격파의 전파와 붕괴에 대한 난류의 영향을 고려하였다. 토석류는 비뉴턴 흐름저항 관계식을 적용하여 그 흐름특성을 재현하였다. 이들 지배방정식은 2차 정확도의 유한체적법(finite volume method)을 이용하여 해석한다. 외국의 연구자들이 관측하여 제시한 길이 11 m 그리고 폭 0.5 m의 수로에서 발생한 충격파를 수치적으로 재현하여 개발된 모형의 실제 문제에 대한 적용성을 보여준다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.1674-1682
• /
• 1991

본 연구에서는 4기통 고속 가솔린 기관의 흡기관 내 유체유동이 체적효율에 미치는 동적효과를 고려하여, 흡기관에 임피던스를 이용한 음향학적 방법을 이용해서 흡기관 최적설계를 해석하고, 기관실험을 통해 그 신뢰성을 확인하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권6호
• /
• pp.513-523
• /
• 2014

유체이송 기술은 최근 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 최근 저자가 제안한 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이송시킬 수 있는 새로운 개념인 친수성/소수성 수평 표면에서의 액적이송을 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하여 수치해석하였다. 수치해석에 사용된 코드는 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있다. 액적 내 및 주위의 속도벡터, 압력분포 및 전체운동에너지와 같은 수치해석 결과를 제시하고 이 결과들을 통해 액적이송 메커니즘을 규명하였다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.606-611
• /
• 2018

산업현장과 열병합발전 등 다양한 장소에 사용되는 도시가스는 산업안전보건법 정의에 따라 인화성 가스에 해당되며 한국산업표준 KS C IEC에 의해 가스 폭발위험장소가 설정되어 안전하게 관리가 되어야 한다. 본 연구에서는 일반 화학공장에 적용되는 KS C IEC 표준을 저압 도시가스 사용설비 폭발위험성 예측에 합리적으로 적용하기 위해누출공 크기, 환기 등급, 환기 유효성 등의 주요 변수를 도입하였다.CFD 시뮬레이션 적용의 타당성을 평가하기 위해 전산유체역학 (CFD) 시뮬레이션, 가스누출실험, KS C IEC 표준 계산 통해 얻어진 폭발하한계가상 체적을 이용하여 네 가지 다른 조건에서 폭발 위험성을 평가하였다.

• 융합정보논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.141-150
• /
• 2022

원형단면 U-밴드 튜브에서 층류인 나노유체(물/Al2O3)의 유동 및 열적 특성을 수치적으로 연구하였다. 이 연구에서는 U-밴드 내부유동에서 Reynolds 수와 고체 체적분율의 영향이 유동장, 열전달 및 압력강하에 미치는 영향을 연구했다. 원형곡관에 대한 이전에 발표된 실험 결과와 본 수치해석의 결과가 잘 일치함을 보여 해석방법의 타당성이 있음을 확인하였다. Reynolds 수 뿐만 아니라 나노입자의 고체 체적분율을 증가시키면 열전달계수도 증가함을 보였다. 또한 곡관에서 형성되는 2차 유동은 평균 열전달계수를 높이는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 압력강하 곡선은 나노입자 농도가 증가함에 따라 크게 증가함을 보였다.