• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.45-52
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• 2003

원추형 초음속 노즐 확산부에 이차유동이 음속으로 분출될 때 나타나는 노즐 내부 유동장에 대한 수치적 연구가 이루어졌다. 대수-난류모델과 $\kappa$-$\varepsilon$ 모델을 사용한 레이놀즈-평균 Navier-Stokes 방정식을 계산함으로서 노즐 내부에서 나타나는 충격파와 경계층의 간섭에 의한 3 차원 유동장을 해석하였다. 얻어진 수치해석의 결과는 동일한 조건에서 수행된 실험결과와 잘 일치하고 있음이 판명되었다. 이차유동의 분출압력 변화가 충격파와 경계층의 간섭과 함께 노즐내부 유동장 구조에 미치는 영향을 평가하였다. 아울러 충격파 간섭 후방에서 나타나는 와류유동 구조와 벽면 압력분포에 관한 정보를 얻었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.521-526
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• 2012

It is essential for the accurate time-domain prediction of broadband noise due to turbulence-cascade interaction to develop inflow/outflow boundary conditions to satisfy the following three requirements: to maintain the back ground mean flow, to nonreflect the outgoing disturbances and to generate the specified input gust. The preceding study(1) showed that Perfectly Matched Layer (PML) boundary condition was successfully applied to absorb the outgoing disturbances and to generate the specified gust in the time-domain computations of broadband noise due to interaction of incident gust with a cascade of flat-plates. In present study, PML boundary condition is extended in order to predict steady mean flow that is needed for the computation of noise due to interaction of incident gust with a cascade of airfoils. PML boundary condition is originally designed to absorb flow disturbances superimposed on the steady meanflow in the buffer zone. However, the steady meanflow must be computed before PML boundary condition is applied on the flow computation. In the present paper, PML equations are extended by introducing source term to maintain desired mean flow conditions. The extended boundary condition is applied to the benchmark problem where the meanflow around a cascade of airfoils is predicted. These illustrative computations reveal that the extended PML equations can effectively provide and maintain the target meanflow.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권7호
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• pp.685-691
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• 2012

It is essential for the accurate time-domain prediction of broadband noise due to turbulence-cascade interaction to develop inflow/outflow boundary conditions to satisfy the following three requirements: to maintain the back ground mean flow, to nonreflect the outgoing disturbances and to generate the specified input gust. The preceding study showed that perfectly matched layer(PML) boundary condition was successfully applied to absorb the outgoing disturbances and to generate the specified gust in the time-domain computations of broadband noise due to interaction of incident gust with a cascade of flat-plates. In present study, PML boundary condition is extended in order to predict steady mean flow that is needed for the computation of noise due to interaction of incident gust with a cascade of airfoils. PML boundary condition is originally designed to absorb flow disturbances superimposed on the steady meanflow in the buffer zone. However, the steady meanflow must be computed before PML boundary condition is applied on the flow computation. In the present paper, PML equations are extended by introducing source term to maintain desired mean flow conditions. The extended boundary condition is applied to the benchmark problem where the meanflow around a cascade of airfoils is predicted. These illustrative computations reveal that the extended PML equations can effectively provide and maintain the target meanflow.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.852-860
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• 1986

본 연구에서는 청정실 내부에 하나의 작업대가 유동을 방해하고 있으며, 출구 공기덕트가 2개이기 때문에 출구의 평균압력조건은 주어지나 출구속도의 경계조건이 간단히 기술되지 않는 청정실내에서 유동을 예측하고자 하였으며, 수치계산상의 구체 적인 방법을 논하였다. 그 결과로서 작업대 위치 및 각 출구에서의 압력조건에 따른 유동장의 형태 및 각 출구에서의 유출유량 비율등을 논하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.941-951
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• 2013

축방향으로 벽면에서 일정한 열 유속의 경계조건을 갖는 곡관 유동에서 유동장 및 온도장에서의 Dean 수와 곡률의 영향을 알아보기 위한 층류 유동 및 열전달에 관한 3차원 수치모사를 수행하였다. 연구에서 수행된 레이놀즈 수의 범위는 100~4000이며 Prandtl 수는 0.71이다. 곡률 비는 0.01, 0.025, 0.05 그리고 0.1이다. 본 연구에서 계산된 축방향 속도 및 온도 분포, 국소 Nusselt 수는 기존의 수치 및 실험 결과들과 잘 일치하였다. 유동 및 열전달에 대한 곡률의 영향을 알아보기 위하여 저항계수 및 열전달 계수가 계산되었고 기존의 이론 및 실험 연구의 결과들과 비교하였다. Dean 수와 Prandtl 수에 의한 평균 Nusselt 수의 관계식을 유도하였다. 또한 곡률의 변화에 따른 난류 유동으로 천이하는 임계 레이놀즈 수의 변화를 알아보았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권10호
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• pp.1-11
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• 2004

평판의 근접 후류에서 상류 경계층의 영향을 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. 트리핑 와이어(tripping wire)의 여러 부착 위치가 경계층의 유동조건을 유발시키기 위하여 선택되었다. 평판 앞전에서부터 0.98C 위치에서의 층류, 천이, 난류경계층이 대칭, 비대칭 후류의 발달과정을 조사하기 위하여 부과되었다. X형태의 열선 프로브(55P61)를 이용한 측정은 근접 후류의 8위치에서 수행되었고, 측정된 평균속도분포는 기존의 후류 상사변수로 무차원화 되어 제시되었다. 대칭 후류는 후류의 중앙부분에서 기존의 상사곡선과 일치하지만, 비대칭 후류는 측정된 범위에서 기존의 상사 곡선과 일치하지 않았다.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.28-39
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• 1998

본 연구에서는 $20\%$ 천장개구부가 있는 정사각형 밀폐공간내의 순수자연대류와 자연대류 -복사가 고려된 복합열전달을 순차해석과 실험을 통하여 비교 분석하였다. 수치해석은 순수자연대류에 대하여 SIMPLE 알고리즘을 사용하였고, 복사열전달에 대해서는 S-N 구분 종좌표법을 이용하였으며 난류유동의 경계조건은 벽함수를 적용하였다. 실험은 수치해석의 결과와 비교하기 위하여 동일한 조건에 대하여 수행되었다. 그 결과 순수자연대류와 복합열전달의 유동장, 온도장의 형상은 유사한 유선함수를 보이고 있으며, 유동가시화를 통한 실험결과와 잘 일치하고 있음을 보여준다. 수치해석과 실험의 온도분포를 비교한 결과 평균 $8.5\%$의 오차를 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권7호
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• pp.2386-2396
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• 1996

본 연구에서 수행한 큰 지름비를 가지는 동축제트 확산화염 연소기내의 등온 및 연소 유동장에 대한 수치해석 결고를 요약하면 다음과 같다. 1) 큰 지름비를 가지는 동축제트 확산화염 연소기내의 등온 유동을 수치해석한 경우 k-.epsilon. 난유모델은 큰지름비를 갖는 기하학적 특성 때문에 C $O_{2}$와 공기의 유량비에 따라 나타나는 세가지 유동구조를 정성적으로 잘 예측하였다. 2) 공기의 유량이 고정되고 C $O_{2}$의 유량이 증가하는 등은 유동의 경우, 후방정체점은 실험치보다 훨씬 과도하게 예측되고 있으나, C $O_{2}$의 유량증가와는 거의 무관하게 나타나는 실험결과를 그대로 반영하였다. 그리고 C $O_{2}$으 유량증가에 거의 선형적으로 비례하는 전방정체점의 위치와 급격히 감소하는 재순환유동영역으로 갈수록 정량적인 불일치가 커지게 됨을 볼 수 있으며 이는 연료제트의 속도척도가 상대적으로 커지면서 연료제트가 공기의 재순환유동을 간헐적으로 뚫고 나가며 나타나는 용접유동구조에 의한 비정상성 때문으로 사료된다. 3) C $O_{2}$의 유량이 고정되고 공기의 유량이 증가하는 등온유동의 경우, 전방정체점의 변화에 대한 실험과 수치해석 결과와 정량적인 일치를 보이고 있으나 후방정체점은 실험치에 비해 과대예측되었다. 공기의 평균유입속도가 증가함에 따라 전방정체점의 위치가 입구쪽으로 옮겨가는 경향을 나타내고 있으며 공기의 유량이 증가함에 따라 공기에 이한 재순환영역의 강도와 공기의 최대역류속도가 커지므로 상대적으로 C $O_{2}$ 제트가 재순환 유동장을 관통할 수 있는 거리가 즐어드는 현상을 잘 예측하였다. 4) k-.epsilon. 난류모델과 수정된 eddy-breakup 연소모델을 사용하여 bulff-body 연소기내의 연소유동을 수소에 의한 열팽창효과를 포함시킨 경우 유동장과 온도장이 약간 더 하류족으로 팽창되는 영향이 나타났으며 본 연구의 수치결과만을 놓고 볼 때 열팽창효과와 Arrhenius 화학반응률을 고려한 경우가 실험치에 다소 근접한 결과를 나타내었다. 5) 수치결과와 실험의 불일치는 등방성 가정에 근거를 두는 k-.epsilon.난류모델이 갖는 한계, 중간생성물을 무시한 일단계 비가역반응모델을 사용한 난류 연소모델의 한계, 밀도변화를 가지는 유동장에서 일정한 Schmisr 수 가정의 적용한계, 그리고 불확실한 입구경계조건에 기인한다. bluff-body 연소기내의 난류연소유동장에 대한 예측능력을 향상시키기 위해서 추후 연구에서는 더욱 발전된 물리모델인 ASM 난류모델과 RSM 난류모델 그리고 joint PDF 연소모델과 coherent flamelet 모델등을 이용한 수치모델의 개발을 체계적으로 수행할 예정이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권3호
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• pp.164-174
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• 2008

섬진강 하구역을 중심으로 광양만과 여수해만에서의 동시 관측한 염분의 현장관측자료의 분석과 기상, 조석, 하천유출수 및 온배수를 고려한 3차원 수치모델(EFDC) 결과를 이용하여 섬진강 하구역의 3차원 혼합특성을 파악하였다. 수치모델에 고려된 입력조건은 수심, 기상, 하천유출수 및 온배수 등이며, 개방경계에서는 염분 및 조석을 고려하여 수치모의하였다. 수치모델 검증은 조위 2개 정점과 조류 2개 정점의 조화분석을 통한조화상수 비교를 통하며 모델결과가 관측결과와 잘 일치하고 있음을 확인하였고, 조시별 유동장을 잘 재현하고 있음을 확인하였다. 동계 및 하계시 월평균 하천유출수를 고려하여 수치모의한 결과, 동계에는 32.0 psu의 등염분선이 섬진강 하구에 국한되어지나, 하계에는 30.0psu의 등염분선이 하천유출량의 영향으로 섬진강 하구역으로 확장되어짐을 확인할 수 있었다. 한편, 섬진강 하구역의 3차원 혼합특성은 전반적으로 섬진강 유출량의 변동, 해수유동구조 및 온배수 등에 의해 복잡한 형태를 보이는 것을 확인할 수 있었다.